4月3日上午07时58分,我国台湾花莲县海域发生7.3级地震,地震造成台湾全岛震感强烈,福建、广东等地震感非常明显。受地震影响,福建、江西、浙江、江苏等地部分列车停运,出现不同程度晚点。
当前,国内高铁里程数已经突破4.5万公里,并且时速可达到350公里。高铁速度如此之快,地震发生时,全速运行的高铁列车会怎么样?我国高铁在设计和建设时有考虑地震对线路的影响吗?能承受多少级地震?
“首先明确一个概念,建筑物(含高铁)能抗的地震不叫做多少级,而是叫多少度。”中铁第四勘察设计院线站院副总工程师李其龙介绍,举个例子,汶川地震是8级,汶川当地的铁路坏了,但北京的铁路没有影响。地震同样是8级,但汶川当地的烈度达到10度,北京的烈度几乎是零。
地震烈度分为十二级,除与地震震级有关,还与当地离地震震中的距离等其他因素有关,目前我国高铁通常能抗七度烈度地震。
李其龙说,我国高铁在设计阶段时,根据地震安全性评价报告确定工程场地的抗震设防烈度,采取相应的工程措施,高铁的基础设施可以保证基本安全。如果实际地震烈度超过设计,高铁需要进行安全检修甚至大修后才能继续使用。
此外,中国高铁“桥梁为王”,一座座大桥挺起中国的脊梁,成为当仁不让的“安全”与“颜值”担当。
京沪高铁全线共有244座桥梁,1318公里的京沪高铁其中有1074公里在桥上,桥梁占比达到86.5%。
李其龙表示,面对地震时,如何减震的重担就落在了高架桥上。设计阶段,桥梁充分考虑了一定的减震空间,巧妙地将“减隔震”技术应用到高铁桥梁上,分为“隔震”和“减震”。
所谓“隔震”,一般是在桥墩和梁之间安装隔震支座,当遭受较大地震时,桥墩随地面运动,由于隔震支座将地面运动和梁部分离开,使桥梁结构受到地震作用影响而产生的放大效应得到很大减小,实现隔震消能的目的。
所谓“减震”,一般是在桥梁的墩顶和梁之间安装特殊的耗能装置来消耗地震能量,从而减轻对桥梁结构的破坏。耗能装置通常采用黏滞阻尼器、软钢阻尼器、高阻尼橡胶等,将地震作用下的往复运动机械能转化为热能等其他形式,减少地震能量传递到桥梁结构上。
在高铁建设中,为达到更好的抗震效果,常常将“隔震”支座和“减震”阻尼器组合使用,形成“减隔震”技术。
同时,在选线过程中,高铁也遵循“地质选线”理念,通过开展地质调绘、勘探测试,尤其针对地震液化、断裂性质及特征等进行重点勘察,以此评价地震区灾害和场地工程建设适宜性。铁路选线以绕避活动断裂为主。
我国幅员辽阔,境内有多条地震带,是一个地震频发的国家。
地震灾害对高速铁路运行安全的影响很大,因此我国在高速铁路设置了地震预警监测系统,由部署在铁路沿线的地震仪,传输网络、铁路局中心组成。因此,中国也成为世界上少数拥有高速铁路地震预警技术的国家。
铁四院通号院高级工程师达兴亮介绍,地震发生时会同时产生P波和S波,其中P波为纵波,传播速度快,但破坏力小;S波为横波,传播速度相对较慢,但破坏力大。
高速铁路地震预警监测系统采用P波预警与S波报警相结合的方式,实时监测高速铁路沿线的地震情况。
高速铁路地震预警监测系统设置了I、II、III级地震警报等级,制定相对应的紧急处置规则,并具有误报自动解除、震后恢复、系统自检等功能。
当强震发生时,地震预警监测系统可以提前为高速行驶中的列车提供预警信息,根据不同报警等级通过与信号列控系统接口控制列车减速或停车,通过与牵引供电系统接口控制接触网断电,最大程度降低地震对高速铁路列车运行造成的危害。