泥石流淤埋战备浮桥承载力分析.docVIP

　　泥石流淤埋战备浮桥承载力分析 摘 要：该文依托天山公路K630泥石流淤埋路段工程实例，提出一种泥石流淤埋战备浮桥应急通行结构，介绍相应结构设计形式。建立ANSYS有限元模型，对战备浮桥整体及细部构造进行承载力分析。结果表明，泥石流淤埋战备浮桥结构安全可靠，可以解决大型泥石流淤埋道路后应急通行问题，为抢险救灾工程节约宝贵时间。 中国 1/vie 　　关键词：泥石流淤埋路段 战备浮桥 承载墩 承载力分析 　　中图分类号：U44 文献标识码：A ：1674-098X（2017）02（a）-0014-04 　　Abstract： A debris floergency readiness buried pontoon is designed， baseing on the K630 section of the Tianshan Highples. The ANSYS finite element model is established for analysis of the bearing capacity of the of disaster relief emergency traffic， saving valuable time ，累计方量达到上万立方米，清淤工作量巨大，中断交通时间长达15天以上，严重阻碍了灾后的抢险救灾和备战能力，给国家带来了重大的经济损失。因此，大型泥石流淤埋路段应急抢险修复技术是减弱泥石流灾害的关键所在，是亟待解决的关键性问题。 　　目前，国内外学者在泥石流防灾减灾方面的研究已经取得了较多的成果，从工程措施和生态修复等方面形成了较完备的泥石流防治体系[1-4]。陈洪凯等提出了速流结构、翼型墩汇流结构、底埋隧道等泥石流防治措施，大量工程实践表明防治效果显著，取得了较大的社会和环境效益[5]。王兆印等通过比较分析拦挡坝与阶梯-深潭消能对文家沟泥石流的防护效果，提出拦挡坝有利于稳固边坡，阶梯-深潭可以消散泥石流能量从而保?o拦挡坝稳定沟床，两者综合运用对大型泥石流防护效果显著[6]。Takahara等设计一种新型紧密水平单元的防砂坝结构，更好地防止土颗粒流失，降低泥石流发生的概率[7]。崔鹏等针对大型泥石流成灾特点，提出了不同孔径的拦砂坝群对泥石流分级拦淤，谷坊群对泥石流物源拦截等泥石流防治规划设计方法[8]。 　　然而，目前国内外对泥石流淤埋断道应急抢险方面的研究仍然十分薄弱，当发生泥石流淤埋道路后，需要较长时间才能恢复交通，严重阻碍了灾后抢险救灾以及应急备战。该文以天山公路K630泥石流冲失路段为依托，介绍了一种可以在大型泥石流淤埋道路后快速恢复交通的战备浮桥结构，并分析了其整体结构稳定性以及相应细部构造的受力情况，可为泥石流灾害发生后应急抢险提供宝贵的时间。 　　1 工程概况 　　G217国道地处拉帕特河道右岸，是连接新疆阿勒泰与和田市的重要交通运输通道，但由于地处K630泥石流沉积区腹地，自1977年通车以来，基本平均每年暴发1～2次泥石流灾害，中断时间均为10天以上，严重影响新疆北部的交通情况。图1为最近一次K630泥石流暴发情况，此次泥石流淤埋方量达到4万 m3，淤埋沿线15 m长的公路，泥石流淤埋体厚度达到4 m左右，造成经济损失多达1亿元。 　　2 战备浮桥结构设计 　　泥石流淤埋战备浮桥装置由承载墩、连系杆、桥面板以及侧向锚固拉锁组成，所有构件都是可批量生产的，可以自由地组装拆卸，运输十分方便。泥石流淤埋战备浮桥整体结构示意图如图2所示。 　　承载墩是整个泥石流淤埋战备浮桥装置中最核心部分，它是由上部充气气墩和下部防侧倾稳定装置组成，如图3所示。气墩采用高强度橡胶制品，呈圆柱体，底面半径R为50 cm，高为80 cm。气墩上下表面为两层橡胶制品，夹层内制有一块1 cm厚的轻质铝合金板，上下表面铝合金板圆心处分别固定一个直径4 cm，高为10 cm的螺芯，并制备与之配套的螺帽，构成承载墩的锁固端。锁固端与连系杆可以通过定制的连接板连接起来。在承载墩上表面制有充气阀门，用于气墩的充放气体。下部防侧倾稳定装置是由角钢、PVC板和正方形轻质铝合金板组成。铝合金板边长为1 m，厚为8 mm，与气墩下部锁固端连接。在铝合金板的4个角边缘下部连接长为0.8 m的角钢，并用相应尺寸的PVC板连接四周。下部防侧倾装置可以很好地限制承载墩的侧向倾斜。 　　泥石流淤埋战备浮桥是一种可循环利用应急抢险设施，综合考虑结构用途、经济性以及材料的耐腐蚀程度等方面因素，浮桥连系杆选用材质为Q345，型号为22a的标准工字钢，虽然Q235钢较Q345钢价格上便宜一些，但由于连系杆所处工作环境极易腐蚀，故选用结构强度更高，耐腐蚀性更好的Q345钢。连系杆预制成2 m和0.9 m两种长度，并预留相