都汶公路彻底关大桥桥墩抗滚石冲击防护研究

都(江堰)—汶(川)公路是进出5·12汶川地震极重灾区的生命通道,横跨岷江两岸的彻底关大桥桥墩在5·12汶川地震中被左岸崩落的滚石击中而倒塌,经过恢复重建,新建彻底关大桥于2009年5月12日建成通车。2009年7月25日凌晨4:40左右,岷江右岸高位危岩发生大面积崩塌,巨石再次将彻底关大桥砸毁。经调查,岷江两岸山体存在多处危岩,极有可能再次发生滚石砸毁大桥的灾难性事件。为此,研发一种新型桥墩抗滚石冲击垫层结构,采用非线性有限元对桥墩受滚石撞击过程进行数值模拟研究,考虑滚石撞击过程中材料非线性、几何非线性和接触非线性以及桥墩中的横向箍筋和纵向钢筋的影响,结果表明所采用的垫层防护装置能够有效地缓冲滚石的冲击,大幅度提高桥墩抗滚石冲击的能力,按此思路设计的桥墩防护结构已经竣工3a,运行效果良好。

在建映(秀)汶(川)高速公路彻底关沟泥石流发育基本特征

彻底关泥石流沟位于映秀镇上游约18 km处,在建映(秀)汶(川)高速公路途经该沟谷沟口段,设计以隧道形式穿过彻底关沟下部。据物源分布情况的综合调查分析,彻底关沟再次爆发泥石流的可能性和危害性均较大。本文通过系统分析工程区地貌条件、区域地质构造、地层岩性等因素揭示了泥石流形成条件,并对其重要的动力学参数进行了计算,最后对在建高速公路彻底关沟段进行了危险性评价。

滚石冲击对彻底关大桥墩柱的破坏模拟研究

在8级汶川地震和7级芦山地震这两次强震中,崩塌类斜坡灾害都占了次生灾害的绝大部分。崩塌灾害极具破坏性,主要是由于崩落滚石具有极强的冲击力造成的。根据2009年"7.25"彻底关大桥垮塌事故,结合三维有限元方法,采用HJC损伤机制建立的数值模型展开滚石冲击对大桥桥墩的动力分析。通过滚石对桥墩冲击过程的有限元模拟,从应力损伤、墩柱位移和冲击力特征三个方面研究了滚石冲击对桥墩破坏的影响,得到了桥墩应力场和位移场的变化特征。研究表明滚石冲击力具有明显的非线性特征,并对通过数值模拟和规范计算得到的冲击力进行对比分析,规范计算得到的冲击力偏小。因此对于被动拦挡结构的设计,相关指标应以最大冲击力为依据。