揭阳学校抗震加固学校加固施工方案报价

2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川地区发生了里氏8级大地震,地震所造成的人员伤亡和物质损失使世界为之**。而地震造成的校园悲剧更是震撼了全国以及全世界人民的心。据统计,在地震造成的伤害中,四川省学生死亡4737人,受伤1.6万余人,重灾区学校房屋倒塌面积为199.7228万平米。人们不仅对伪劣建筑草菅人命的行为做出了愤怒谴责,同时更对现有校舍的安全产生更大的忧虑,地震灾难引起党和国家**人的高度重视。为防止悲剧的再次发生,党和**投入了大量的人力物力以及资金,开始对现有的中小学校舍进行抗震加固改造。 

　　对中小学校舍实施抗震加固改造是党和国家做出的一项合民意顺民心重民生的英明决策,体现了党和**对教育的重视,对学生、教师人身安全的无比关心。根据石景山教委的计划安排,决定利用2009年暑期,对杨庄中学校舍进行抗震加固改造。 

　　杨庄中学位于石景山区中部,始建于1976年,于1977年11月投入使用,现有教职员工和学生1000余人,至今已有30多年的历史。几年来市区**、区教委等上级部门为学校投入大量资金,增建了一些设施,学校现有教学楼5000平米,学生食堂500平米,多功能厅1100平米以及平房150平米。 

　　另外,学校还增添了许多教育教学达标物资,有些投入了使用,有些则因条件达不到而闲置,在校舍加固过程中,这些固定资产如何搬运、存储、保管和防止丢失、损坏,是学校面临的一个难题,特别是此项工作没有先例可供参考和学习借鉴,因而全部要靠我们在操作中进行摸索。 

　　在上级教委的正确**下,在校**以及广大师生的共同努力下,经过一个多月的艰苦努力,学校终于完成了校舍加固改造工作,既没有影响新学期的工作,又使学校固定资产受到了有效的保护。在工程验收时,上级有关**对改造工程的效果以及学校所做的工作给予了肯定和表扬。 

　　为认真总结经验寻找工作中的不足,进一步完善工作管理,同时也为将要开始此项工作的兄弟学校提供一些参考。根据我们工作的实际情况和切身体会,将我校在这次加固改造过程中的一些做法作一简要介绍。 

一、明确加固改造的规划任务和标准要求 

　　凡是有人员活动的建筑物场所都要进行加固改造,根据这个要求,我校这次需要进行加固改造的范围包括教学楼、多功能厅、食堂、舞蹈房、平房以及重要场所,如图书馆、实验室、电教室和计算机房等。加固工作要求在暑期完成,不能影响新学期的开学工作。 

　　抗震加固的主要对象是楼内墙体,采用钢绞线网-聚合物砂浆面层加固的标准,即用钢制网壁,外面再用水泥喷浆,对材料性能有具体的要求。铁网壁要由钢筋进行牵拉,使之形成一个整体。凡是达不到抗震标准的墙体全部拆除后重新堆砌,加固后的建筑物要保证在一定级别的地震中不易散碎、倒塌,较大限度地减少人员伤亡和财产损失。 

二、关于抗震加固过程中的管理 

　　根据加固改造需要和完成工期的要求,首先要及时将房屋中的物品清理干净,而选择存储地点、组织人员包装搬运,防止物品损坏丢失是学校面临的当务之急。 

　　学校进行抗震加固工作不只是施工单位的事,物资搬运不力、清理不净、储存不好,直接影响施工过程,导致财产损失,继而还会影响到学校其他工作,因此它是一项整体性工作。 

　　困难和问题是客观存在的,关键是如何面对和解决。这是对学校组织管理工作的考验,更是对学校后勤组织管理工作的考验,为使加固装修工作顺利完成,使学校财产不受到损失,学校要求各职能部门和全体职员加强配合协作,共同克服困难,根据组织管理程序,具体分以下几个阶段进行: 

　　1.做好施工前准备工作 

　　(1)成立校园抗震加固工作**小组 

　　为使校园抗震加固准备工作能够形成规范、有序的管理,配合施工单位共同完成任务,学校成立了以校长为组长,由一名主管副校长具体负责的**小组,组织机构成员要求涉及部门齐全、职责明确,负责对学校具体工作进行部署,保证学校的要求能准确及时传达和有效执行。 

　　**小组多次召开会议,设想各种可能出现的问题,电脑保存、实验室物品包装封存、物品存放地点选择、具体搬运时间、顺序、精密仪器和贵重物品的保管,雨季来临物品的防淹、防潮通风检查问题等,并提出实际可行的有效方法。 

　　(2)制定搬运物品的规范要求和时间表 

　　物品的搬运工作是比较繁重的,有时还要经常进行反复挪动,考虑到搬运可能出现的各种因素,要求物品装箱时要分门别类,贴好标签,作好记录。包装要坚固牢靠。搬运过程中要求负责教师要进行全程监控,除明确物品的存放地点外,还要防止在搬运途中物品散落和丢失。对搬运工作作出具体指示,如搬运时间,搬运顺序,搬运物品,物品存放点等。 

　　(3)后勤部门提前做好相应准备 

　　①由于物品种类很多,大小不一,有些物品搬运时要进行整体封存,因此,提前购买了近千个纸箱,准备了胶带(用于封箱、封柜、易碎玻璃防护等)、绳子等。 

　　②存储物品地点要进行划分和登记 

　　由于存放地点较少和空间有限,有许多物品要集中存放在一起,为便于查找,防止乱堆放和丢失,针对不同部门、不同物品进行堆放地点划分,做好登记,这样在进行后期搬回物品时就不会混乱。 

　　③采取措施,预防露天堆放物品的损毁 

　　由于施工期间正值雨季,露天存放物品时注意防水毡布遮挡严密,选择地势较高地面,干燥通风且四周排水顺畅的地方,还要将物品垫高,物品摆放调整间隔,保证空气流通顺畅,平时加强检查,经常通风。 

　　(4)有些物品要求教师自行保存 

　　由于露天存放空间有限且条件不好,特别是有些电子设备不易存放,学校支付一定的交通补助费,要求教师将一些电器物品运送回家,既便于物品的存放保管,又不影响教师假期工作。 

　　2.做好施工中的过程管理 

　　所谓施工中的过程管理,主要是指在施工过程中学校与施工单位的配合协作。虽然校园抗震加固以及后期装修工作要靠施工单位完成,但是对于建筑加固的质量标准检验,学校文化建设风格,教育教学设备、设施安装的科学规范并提高使用效果,学校存放物资的安全防护等一系列问题,需要学校与施工单位进行协商和密切配合来解决,在这方面我们主要抓好如下工作要点: 

　　(1)与施工方签订安全施工协议书的要点 

　　由于施工,校园内来往的人员和车辆必然繁杂,学校有些电子仪器设施需要拆卸,施工中如何做好资产的保护,防止损毁、丢失,学校要与施工单位签订安全施工协议书,对物品损坏、丢失要提出责任赔偿,同时要保证施工过程中的安全。 

　　(2)与施工单位搞好协作关系的要点 

　　处理好施工单位与学校两者间的关系很重要,这是集中在要共同完成一个总目标下的两个单位,因此要相互协作和帮助,相互体谅,共同克服困难来完成工作。学校可以尽自己的条件帮助施工单位解决吃饭住宿困难,而工人也可以帮助学校做一些搬运等工作。 

　　(3)**干部以及专业教师要经常进行检查 

　　为保证施工进程、施工质量和要求,**干部以及专业教师经常到学校进行检查,还要进入施工现场了解情况,这样可以及时发现问题并及时修正,如教学楼电源线路设计、教室采光照明要求、网络教室的电源位置以及线路排列走势、装修选用的材料颜色及质量等问题都是按照事先的设计,在施工过程中及时提出的要求,施工方也都进行了修正,这样就给今后的使用减少很多麻烦。 

　　(4)学校门卫协助做好保卫工作 

　　由于出入校园的施工人员以及车辆复杂,为防止学校以及工地上物品的丢失,学校与施工方达成协议,共同为校园(工地)的安全加强力量,如双方出人共同看守校门,印发出入证件,新来的工人要由施工单位负责人领入,晚上安排值班,检查出入车辆,对施工现场进行封闭,对校园存放物品经常进行巡视检查等,由于防范严密,在整个施工过程中没有出现学生安全事件和学校存放物品丢失现象。 

3.做好施工后的验收工作 

　　学校抗震加固改造工作接近尾声,我们面临的主要工作有两点:一是对工程进行检查验收,如有关部门检查抗震加固的达标质量,学校检查加固后装修质量标准。二是学校要组织安排物品回复归位工作。为防止混乱要事先制定计划,对物品如何搬运进行统筹安排。然后在统一指挥下,合理安排各组、处人员,进行各项物品的搬运、清点、摆放和环境卫生清理工作。 

地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害**。我国位于世界两大地震带：环太平洋地震带和欧亚大陆地震带之间，板内地震也十分活跃，因此，地震频繁发生。因地震而死亡的人数居各种自然灾害**，约占54%，造成直接和间接经济损失十分巨大。特别是我国唐山大地震(1976年)和汶川大地震（2008年），使整个城市成为一片废墟。 

　　随着我国现代化城市和经济的飞速发展，交通线路的重要性越加**，公路交通是国民经济大动脉,同时,也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在**公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪，将会给国家和人民带来较大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽，对其进行有效的抗震设计，确保其抗震安全性意义深远。 

　　2大跨度桥梁抗震设计研究进展 

　　大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作，反应比较复杂，相应的抗震设计也比较复杂。目前，国内外现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的桥梁，**过使用范围的大跨度桥梁则没有可遵循的抗震设计规范，存在许多需要进一步解决的问题。 

　　近30年来，美国、日本等一些国家的地震工程*提出了分级设防的抗震设计思想，一般可概括为：小震不坏、中震可修、大震不倒。我国《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须抗震设防。1997年美国应用技术**完成了一个科研项目(ATC-18)，提出了改进美国公路桥梁抗震设计规范的若干建议[1]。其中，较主要的建议是要采用两水平的抗震设计方法，即要求结构在两个概率水平的地震作用下，分别达到两个不同的性能标准。现行的日本规范已采用这一方法。 

　　1975年，新西兰学者Park和Pauty提出了结构延性抗震设计理论中一个重要思想[2]――能力设计思想。在桥梁抗震设计中，为了使地震造成的破坏易于检查和维修，通常把桥墩选为延性构件，要求弯曲塑性铰出现在地面以上桥墩部分的**部或底部，上部结构和地面以下的基础结构为能力保护构件。能力设计思想已越来越广泛地被国内外*学者所接受。 

　　3抗震设计 

　　“小震不坏，中震可修，大震不倒”的分类设防抗震设计思想已广为接受，而能力设计思想也越来越广泛地被国内外*学者所接受。能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配，以保证地震破坏只发生在预定的部位，而且是可控制的。具体来说，要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力；而不利的塑性铰位置或破坏机制（脆性破坏）则要通过提供足够的强度加以避免。 

　　大跨度桥梁的抗震设计应分两阶段进行：1)在方案设计阶段进行抗震概念设计，选择一个较理想的抗震结构体系；2)在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计，并根据能力设计思想进行抗震能力验算，必要时进行减、隔震设计提高结构的抗震能力。 

　　3.1抗震概念设计 

　　对结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难控制结构的抗震性能，因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此，在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，还应考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。 

　　在抗震概念设计时，为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，要特别重视上、下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，过渡孔处连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏，如剪切破坏。同时，为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系，必须进行简单的分析(动力特性分析和地震反应评估)，然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位，并进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后，根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣，决定是否要修改设计方案。 

　　3.2延性抗震设计 

　　桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：1)对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；2)对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复，直到通过抗震能力验算，或进行减、隔震设计以提高抗震能力。 

　　在目前的结构抗震设计中已普遍采用延性抗震准则，其表达式为： 

　　μ≤[μ] 

　　其中，μ和[μ]分别为实际和允许的延性比，这是在延性抗震设计中使用较广泛的破坏准则。 

　　结构关键截面(塑性铰)的曲率延性系数一般远远大于结构的位移延性系数。这是因为一旦屈服出现，进一步的变形主要依靠塑性铰的转动。塑性铰区的横向钢筋配置要同时满足保证截面的延性和保证纵向钢筋不压溃屈曲这两个要求。在这一方面，目前我国的规范还相当不足，可参考国外规范进行。美国AASH-TO规范和欧洲规范对体积含箍率的规定比较一致，特别是欧洲规范对横向约束钢筋的配置有非常详细的配置。 

　　3.3桥梁减、隔震设计 

　　减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是通过增大结构主要振型的周期使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。在进行抗震设计时，要根据结构特点和场地地震波的频率特性，通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案，合理分配结构的受力和变形。一方面，应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力上，不可过分追求加长周期。另一方面，应选用作用机构简单的减、隔震体系，并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。 

　　大量研究表明，较适宜进行减、隔震设计的情况主要有：1）桥梁墩柱较刚性，即自振周期较小；2）桥梁很不规则，如墩柱的高度变化较大，有可能导致受力不均匀；3）预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量，而低频分量的能量较少（浅震、近震、岩石地基）。因此，要根据结构特点和场地地震动特点决定是否要进行减、隔震设计，以及采取什么减、隔震装置。 

　　近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能，已在多座桥梁中得以应用。有研究表明：将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力，又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。 

　　4 抗震加固技术 

　　在决定一座桥梁是否如何加固以前，应先评估其抗震能力。主要是先决定墩柱的破坏形式及墩柱的较大延性能力，其次计算整体屈服的地震加速度及整体的较大延性能力，最后算出桥梁的抗震能力Ac值。 

　　4．1 桥梁震害介绍 

　　从历次破坏地震中，调查得到的公路桥梁震害产生的主要原因有以下几类： 

　　(1) 支承连接件失效――由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移，使支承连接件失效，上部与下部结构脱开，导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力，下部结构将遭受严重破坏。 

　　支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题，目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。 

　　(2) 下部结构失效――主要是指桥墩和桥台失效。桥墩和桥台如果不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力，就会开裂甚至折断，其支承的上部结构也将遭受严重的破坏。 

　　钢筋混凝土柱式桥墩大量遭受严重损坏，是近期桥梁震害的一个特点。其原因主要是横向约束箍筋数量不足和间距过大，因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲。目前的解决办法是通过能力设计和延性设计，使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位，其余结构保持弹性。 

　　(3) 软弱地基失效――如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱，下部结构就可能发生沉降和水平移动。如砂土的液化和断层等，在地震中都可能引起墩台的毁坏。 

　　地基失效引起的桥梁结构破坏，有时是人力所不能避免的，因此在桥梁选址时就应该重视，并设法加以避免。如果无法避免时，则应考虑对地基进行处理或采用深基础。 

　　4．2研究现状 

　　针对桥梁在地震中的震害类型，目前，国内外桥梁抗震加固主要采取以下技术措施： 

　　(1) 在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施，以防止落梁震害的发生； 

　　(2) 增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害； 

　　(3) 采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座等。 

　　对隔震而言，利用周期、阻尼与位移等相依变量进行参数分析，配合加固目标的订定，最后提出结合位移设计法的隔震装置加固设计程序。隔震装置的分析采用铅芯橡胶支座(LRB)以及摩擦单摆支座(FPS)两种。 

　　对减震而言，亦可结合位移设计法进行减震加固设计。可使用替代结构法，将结构以等效劲度及等效阻尼比以线性迭代的方式来进行粘滞性阻尼器(vis-cous damper)的加固设计。 

　　4．3 发展趋势 

　　国内外地震工程研究人员总结了近年来国内外的震害资料，开始检讨过去单纯“强度抗震”设计的指导思想，研究考虑基于性能的抗震设计原则。基于性能的设计(performance-based seismic design)被广泛的认为是未来结构抗震设计规范的基本思想。抗震设计的性能指标，可以是单一指标，也可以是多指标或组合指标。 

　　从桥梁震害调查中发现，遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构，绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此，国外主要的多震国家，开始强调桥梁结构整体的延性能力，其它一些国家则在原有规范的基础上，也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力，并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力。 

　　从加固的对象上来看，美国、日本等桥梁抗震加固水平较高的国家，已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。 

　　在研究手段方面，整个抗震工程学都出现了越来越重视和依靠地震模拟试验的发展趋势。应该注意到现在的试验已经不再是传统意义上的简单试验，而是和现代科技融为一体的高科技试验。 

　　4结语 

　　大量的震害表明，合理的结构形式和成功的抗震设计可以大大减轻甚至避免震害的产生。随着对地震机理认识的逐步加深，提高和完善桥梁结构物的各项功能，以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善，可以很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。而桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础，建议针对我国公路桥梁的特点，得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术，并推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。