科技情报开发与经济 文章编号:1005—6033(2010)16—0168—04 SCI—TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 2010年第20卷第l6期 收稿日期:201m-03—26 浅谈 本桥梁抗震设计 王德钧,孙德壮 (大连市市政设计研究院,辽宁大连,116011) 摘要:系统地介绍了日本桥梁抗震设计的历史沿革,阐述了日本桥梁抗震设计的基 本思想及桥梁抗震设计方法,并预测了其未来发展方向。 关键词:桥梁抗震设计;基本思想;设计方法;发展方向;日本 中图分类号:U442 文献标识码:A 地震作用是桥梁结构可能遭遇的最主要灾害作用之一。在 地震带给人类的危害中,桥梁倒塌不仅造成生命和财产的损 失。还导致社会机能的丧失,其引发的直接和间接损失难以估 量。一直以来,桥梁的抗震设计就是摆在桥梁工程师面前的一 道难题。 我国的桥梁抗震从1989年开始使用《公路工程抗震设计规 范》(JTJ 0o4—89),自2008年10月1日起,作为公路工程行业 推荐性标准的《公路桥梁抗震设计细 ̄I])(JTG/TB 02-01--2008) 颁布,取代了原标准中的相应部分。与此同时。建设部委托同济 大学土木工程防震国家重点实验室范立础主编的《城市桥梁抗 荷可调节范围大,负荷调节速度快,适应能力强,有利于装置大 型化。 而减轻对环境的污染。对于固体排放物,在气化中没有飞灰等带 出.生成的熔渣不污染环境,而且是良好的建筑材料。 2多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺流程 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺流程见图1。该流程包括4个 工序,即磨煤制浆工序、多喷嘴对置式水煤浆气化工序、合成气 初步净化工序、含渣水处理工序。 (3)复合床洗涤冷却技术的热质传递效果好,液位平稳,避 免了引进技术的带水带灰问题。 (4)分级式合成气初步净化工艺节能、高效。表现为系统压 降低,分离效果好,合成气中细灰质量浓度低(<l arg/m3)。 (5)渣水处理系统采用直接换热技术,热回收效率高,克服 了设备易结垢和堵塞的缺陷。 4结语 具有完全自主产权的、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气 化技术在水煤浆气化领域处于国际先进水平,建设的工业示范 装置成功实现产业化,使我国第一次拥有了自己的大型煤气化 技术,标志着我国已完全具备了与国外气化技术竞争的实力。多 喷嘴对置式水煤浆气化技术具有其独特优势,市场竞争力强,广 泛适用于煤基合成气制备过程,特别适合于大型化的煤化工装 置、煤基多联产系统,应用前景非常广阔。 参考文献 图1 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺流程图 [1]可荣,韩文,赵东志,等.新型水煤浆气化技术的开发及应用 [J].煤炭转化,2001(1):36—39. 3多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优势 多喷嘴对置式水煤浆气化技术在国际上与GE、SheH、 Siemens的煤气化技术并驾齐驱,引起了国际煤气化领域的关 注。与国外水煤浆气化技术相比,其技术特点和优势在于以下几 方面。 [2]屈利娟.流化床煤气化技术的研究进展[J].煤炭转化,2007 (2):81—85. [3]李现勇,肖云汉,任相坤.煤基多联产系统关键问题及在中 国可能的发展途径[J].j吉净煤技术,2004(2):4—8. [4]工辅臣.射流携带床气化炉内宏观混合过程研究[J].化工学 报,1997,49(2):193—207. (1)多喷嘴对置式气化炉和新型预膜式喷嘴的气化效率高, 技术指标先进。与采用国外水煤浆气化技术运行结果相比,有效 气成分提高2 ̄3个百分点,CO 含量降低2 ̄3个百分点,碳转化 率提高2-3个百分点,比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%。 [5]李希,陈甘棠,戎顺熙.微观混合问题的研究[J].化学反应工 程与工艺,1990,6(4):15—22. [6]龚欣,刘海峰.新型水煤浆气化炉[J].节能与环保,2ool (2)多喷嘴对置式气化炉喷嘴之间的协同作用好,气化炉负 l68 (11):l5—17. (下转第171页) 王德钧,孙德壮浅谈日本桥梁抗震设计 本刊E—mail:bjb@sxinfo.net 综述 震设计规范》目前已经进入网上征求意见阶段,由北京、天津、上 海等地的4家市政工程设计研究院参编,上海市建委抗震办公 2 日本桥梁抗震设计的现状 2.1桥梁抗震设计基本思想 室委托同济大学土木工程防震国家重点实验室主编的《上海城 市桥梁抗震设计规范》也在编撰之中。这些规范的修订和编撰, 一日本的桥梁抗震设计以确保针对桥梁的重要度而要求的抗 震性能为目的,桥梁的重要度分为A、B两类,A类为一般重要桥 梁,B类为特别重要桥梁。对于A类桥,要求在设计基准期内在 大概率地震作用下,桥梁不产生严重的破坏。对于B类桥,在设 方面说明了我国桥梁抗震技术的飞速发展,另一方面也向我 们提出了了解世界桥梁抗震最新动态、学习世界桥梁抗震先进 设计方法的迫切要求。日本作为世界地震最多的国家之一,其包 括桥梁在内的结构抗震研究一直走在世界前列。本文拟通过对日 计基准期内在大概率地震作用下,不出现损害桥梁整体性的破 本桥梁抗震设计的简单介绍,为读者了解日本在该领域的研究状 坏;在小概率地震作用下,桥梁仅产生有限的破坏。 况略尽绵薄之力,并希望对国内桥梁工程师拓宽设计思路有所帮 这种设计思想和欧美等先进国家的抗震设计思想是基本一 助。 致的,即在有较大发生概率的功能设计地震作用下,桥梁结构只 1 日本桥梁抗震规范的沿革 允许发生十分轻微的破坏,不影响正常的交通,不经修复也可以 继续使用;在有较小发生概率的安全设计地震的作用下,允许桥 31本桥梁规范的制定最早可以上溯至1886年(明治19 梁结构发生较大的破坏,但不允许发生整体破坏。 年),该年出台了《道路筑造保存方法》。 桥梁抗震设计虽然设定了两个水准,但各国在具体设计时, 纵观日本桥梁抗震规范的沿革(见表1),基本以日本近现代 多数仍采用以安全设计地震为准的单一设计手法,并认为第一 所发生的历次大地震为主轴,每一次引起桥梁严重破坏的大地 设计水准自动满足,比如欧洲(Eurocodes)从1991年、美国 震的发生都会促成抗震规范的修订。 (AASHTO)从1994年开始采用极限状态设计法。日本则与此不 表1 日本桥梁抗震规范的沿革 大地震年表 暴露的问题 抗震规范年表 抗震规范的改订要点 关东大地震(M7.9) 桥梁自身强度不足 《道路构造相关细则案》 首次规定了地震作用; 1923年(大正l2年) 1926年(大正I5年) 采用震度法进行抗震计算等。 《钢道路桥设计示方书案》 进一步将地震作用标准化,水平加速度O.2g,竖直加 1939年(昭和l4年) 速度0.1g等。 福井地震(M7.3) 基础等下部构造强度不足 《钢道路桥设计示方书》 增加了针对地理区划及场地条件的不同而对地震作 1948年(昭和23年) 1956年(昭和31年) 用加以修正的条文,共分9个类别,水平震度取O.1~ 十胜冲地震(M8.1) O.35等。 1952年(昭和27年) 新泻地震(M7.5) 地层液化引起下部结构的 《道路桥耐震设计指针・同解 震度法计算考虑地理区划等修正系数;根据桥梁震动 l964年(昭和39年) 沉降和倾斜(落梁3例) 说》 特性对震度法进行修正;设计水平震度0.1—0.3;增加 1972年(昭和47年) 了防止落梁的构造措施;增加了地基液化判定法等。 宫城县冲地震(M7.1) 桥梁支座的震害 《道路桥示方书・同解说V・ 规定了用于动力反应分析的地震输入波;改进了纵向 1978年(昭和53年) (落梁1例) 耐震设计篇》 钢筋切断部位的设计法;进一步明确了有关地基液化 1980年(昭和55年) 的设计法;增加了RC桥墩的变形性能的验算方法 等。 浦河冲地震(M7.1) 主筋切断部破坏; 《道路桥示方书・同解说V・ 确立中震不坏大震不倒的抗震设计目标;简化了震度 1982年(昭和57年) 液化引起震害。 耐震设计篇》 法;明确了动力反应分析验算方法;明确了RC桥墩 日本海中部地震(M7.1) 1990年(平成2年) 的保有水平耐力验算法;简化了地基液化的判定方法 1983年(昭和58年) 等。 兵库县南部地震(M7.3) 落桥、桥脚倒坏; 《兵库县南部地震被灾 重新确定了地震作用,增加了城市直下型地震类型的 1995年(平成7年) 主筋切断部破坏; 道路桥的复旧仕样》 对应计算;明确了震度法、保耐法、动力反应分析法的 支座的破坏; 1995年(平成7年) 用途;明确了上部结构与基础的抗震强度关系和统一 桩基础的破坏; 设计方法;增加了隔震设计方法等。 液化引起的地基侧方流动 《道路桥示方书・同解说V・ 改良了桥墩变形能力的计算法;规定支座、梁的连接 的破坏。 耐震设计篇》 装置按主要结构构件设计;改良了地基液化判断法 1996年(平成8年) 等。 十胜冲地震(M8.O) 《道路桥示方书・同解说V・ 改定为性能规定型抗震基准;抗震性能1~3的定义、 2003年(平成l5年) 耐震设计篇》 限界状态的设定;动力反应分析法的活用等。 2002年(平成l4年) 新泻县中越地震 《紧急输送道路的桥梁耐震 对根据旧的抗震基准(昭和55年以前的)设计的桥梁 (M6.8) 补强》 进行补强,以保证紧急输送道路的抗震机能。 2004年(平成l6年) 2005年(平成l7年) 169 王德钧。孙德壮浅谈日本桥梁抗震设汁 本刊E—mail:bjb@sxinfo.net 综述 同,对两个地震水准均进行直接设计。针对功能设 计地震,利用容许应力法进行设计;针对安全设计 地震.校核柱的延性和位移。这也代表了桥梁抗震 设计上的一个发展方向。 2.2桥梁抗震设计方法 日本桥粱抗震设计和验算主要有以下3种方 法。 表2 日本桥梁抗震性能要求及设计方法 设计地震动 抗震性能要求 抗震设计方法 时程反应 解析法 A类桥(标准)I B类桥(重要) 静态解析法 动态解析法 Level 1 使用期间发生概率 不出现损害桥梁整体性的破坏 震度法 地震动 高的地震 (抗震性能1) Level 2 Type 1地震动 地震动 板块边界型 (关东大地震) .rype 2地震动 城市直下型 (兵库县南部地震) 地震时保有 反应谱法 桥梁不产生 桥梁产生有限 致命的破坏 的破坏。但不 水平耐力法 (抗震性能 影响桥梁机能 3) 的迅速恢复 (抗震性能2) (1)震度法:为弹性静力计算法,是将水平地震 动加速度峰值乘以结构的相应有效质量作为抗震 设计的水平荷载。该方法用于功能设计地震作用下 的弹性设计。 (2)地震时保有水平耐力法(简称保耐法):亦 为一种静力法,考虑结构的弹塑性变形能力,用能 量一定准则折算出等效的弹性强度。地震作用的考 注:B类桥一般包括高速道路、一般国道、紧急输送道路等。 u地震动作用下抗震性能的检查 地震动作虑方式与震度法相同,用于安全设计地震作用下的 设计和验算,该方法多用于单墩桥等结构形式简单 的桥梁抗震设计。 (3)动力反应分析法:是一种以时程反应分析 为主的动力方法,主要用于震度法和保耐法的设 计结果的弹性和弹塑性验算,也用于复杂结构的 直接设计。日本桥梁抗震性能要求及设计方法见 表2。 2.3桥梁抗震设计流程 日本桥梁抗震设计流程见图1。 3 日本桥梁抗震的发展方向 根据日本道路协会桥梁委员会发布的《次期 道路桥示方书改定的方针》,今后的发展方向主要 集中在以下几个方面:一是继续推进桥梁抗震设 计的性能规定化进程;二是导入新材料、新技术、 新理论;三是构建层次化的示方书体系;四是与海 外先进的抗震设计基准相调和,推进设计基准国 际化;五是针对已建成桥梁,建立桥梁维修管理体 系。 4结语 日本桥梁抗震设计经过近百年的发展,伴随着 历次大地震的考验,屡经修订完善,现在已经形成 了在世界上比较先进的桥梁抗震设计体系,值得国 内的桥梁设计工作者学习、借鉴。 参考文献 [1]社团法人.道路桥示方书・同解说V・耐震设计 篇(H14)[M].东京:日本道路协会,2002. [2]社团法人.道路桥示方书・同解说V・耐震设计 篇(88)EM].东京:日本道路协会,1996. [3]社团法人.道路桥示方书・同解说V・耐震设计 篇(H2)[M].东京:日本道路协会,1990. [4]社团法人.道路桥耐震设计指针・同解说[M].东京:日本道 路协会,1972. 17O 图1 日本桥梁抗震设计流程 [5]社团法人.次期道路桥示方书改定的方针EM].东京:日本道 路协会,2004. 王德钧,孙德壮浅谈日本桥梁抗震设计 本刊E-maihbjb@sxinfo.net 综述 [6]社团法人.兵库县南部地震被灾道路桥的复旧仕样[M].东 院,辽宁省大连市,116011 京:日本建设省,1995. [7]孙利民,范立础.阪神地震后日本桥梁抗震设计规范的改订 [M].上海:同济大学桥梁系,2001. (责任编辑:邱娅男) 第一作者简介:王德钧,男,1972年11月生,1996年毕业于 大连理工大学土木工程专业,助理工程师,大连市市政设计研究 Talking about the Seismic Design of Bridge in Japan WANG De-jun,SUN De—zhuang ABSTRACT:This paper introduces systematically the timeline of the seismic design of bridge in Japan,expounds the basic thoughts of the seismic design of bridge and the methods for the seismic design of bridge in Japan,and forecasts the future development direction of the seismic design of bridge. KEY WORDS:seismic design of bridge;basic thought;desing method;development direction (上接第148页)A Fuzzy Comprehensive Evaluation on the Impact of Tourist Festivals Based on the Perspective of Apperception Taking the Peach Flower Festival in Gongcheng Yao Nationality Autonomous County as an Example XI Yu-bin,BAI Xiu・feng,FENG Lei,LIU Qian-qian,DONG Fang ABSTRACT:With a view to the influence of tourist festivals,taking stakeholder theory,apperception theory and tourism influence theory as the guidance,and by using Delphi method,analytic hierarchy process,fuzzy comprehensive evaluation and other research methods,this paper establishes an evaluation index system for tourist festival influence. EKY WORDS:tourist festival;fuzzy comprehensive evaluation;Gongcheng’S Peach Flower Festival (上接第168页) 370-374 [7],刘海峰,龚欣,等.水煤浆气化系统数学模拟[J].燃 (责任编辑:李敏) 料化学学报,2001,29(1):33—38. [8]于海龙,赵翔,周志军,等.氧煤比对水煤浆气化影响的数值 第一作者简介:李焕宇,女,1988年8月生,现为中国矿业大 模拟[J].煤炭学报,2004,29(5):606—610. 学文昌校区应用技术学院化学与工艺专业2007级在读本科生, [9]于海龙,赵翔,周志军,等.氧碳原子比和水煤浆质量分数对 江苏省徐州市,221008. 水煤浆气化影响的数值模拟[J].燃料化学学报,2004,32(4): Talking about the Development Prospect of Coal-water Slurry’S Gasiifcation Technology with Opposed Multi-burner LI Huan-yu,SHI Xiao-jun,LIANG Fei-fei ABSTRACT:The present situation of China’s fossil energy sources is rich in coal and lack of petroleum and natural gas, and how to strengthen the research on energy and its utilization technology is an urgent problem to be solved.This paper expounds in detail the development prospect of coal—water slurry’S gasification technology with opposed multi—burner EKY WORDS:coal utilization;coal-water slurry’S gasification technology;development prospect 17l