橋梁工程抗震設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀及發(fā)展

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摘要:橋梁抗震設(shè)計(jì)是目前橋梁建設(shè)過(guò)程中重點(diǎn)考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)，橋梁工程抗震設(shè)計(jì)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。本文從橋梁工程抗震設(shè)計(jì)研究的現(xiàn)狀出發(fā)，詳細(xì)地對(duì)目前的橋梁工程抗震設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了探究，并進(jìn)一步提出了橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的展望，希望為橋梁工程抗震設(shè)計(jì)發(fā)展提供積極借鑒和建議。

關(guān)鍵詞:橋梁工程；抗震設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；展望

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及貿(mào)易的自由化，我國(guó)興建了大量的高等級(jí)公路及城市高架橋等工程，目前國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)均參考90年代制定的《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以往的規(guī)范中已經(jīng)出現(xiàn)了眾多不適應(yīng)橋梁設(shè)計(jì)方面的條款。因此，我國(guó)橋梁工程抗震設(shè)計(jì)研究正在積極進(jìn)行并取得了重要的成果。若橋梁抗震做的不好，那么一旦發(fā)生地震將會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，不僅對(duì)于交通發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)也不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的安定，造成的巨大損失可能會(huì)引起經(jīng)濟(jì)癱瘓。因此，我們有必要進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)的研究工作。

1橋梁工程抗震設(shè)計(jì)研究的現(xiàn)狀

1995年，日本阪神發(fā)生了大規(guī)模的地震，造成了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，因此，日本有關(guān)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)人員對(duì)結(jié)構(gòu)性抗震問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。因此，在房屋設(shè)計(jì)或橋梁設(shè)計(jì)中，日本就十分重視結(jié)構(gòu)抗震這方面，并重新編寫(xiě)了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，以防止在發(fā)生地震時(shí)，橋梁發(fā)生倒塌現(xiàn)象，給人們帶來(lái)生命財(cái)產(chǎn)損失。與此同時(shí)美國(guó)也進(jìn)行了橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的重新編寫(xiě)工作，新的設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)程序以及設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面都有了重大的突破，對(duì)于增強(qiáng)橋梁抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范性意義重大。我國(guó)也認(rèn)識(shí)到了橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性，進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)踐研究，修訂了橋梁工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。結(jié)構(gòu)性抗震的基本思路作為橋梁設(shè)計(jì)最為重要的一個(gè)方面，有利于實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，減少因地震帶來(lái)的橋梁損毀現(xiàn)象，因此，無(wú)論是哪一個(gè)國(guó)家進(jìn)行的理論研究，都是以結(jié)構(gòu)性抗震為理論基礎(chǔ)的。橋梁的結(jié)構(gòu)性抗震設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面:功能設(shè)計(jì)和安全設(shè)計(jì)。例如，在橋梁工程中防水處理技術(shù)是施工建設(shè)過(guò)程在最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響了橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和安全使用。但是，在很多時(shí)候由于防水技術(shù)的落后，施工過(guò)程中出現(xiàn)了漏水的情況，給工程建設(shè)帶來(lái)了很大的麻煩。另外，由于不合格防水材料的使用，也使得工程施工過(guò)程中常常出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。這時(shí)由于襯砌結(jié)構(gòu)與地表土壤直接接觸，在遇到水分等其他物質(zhì)時(shí)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得襯砌結(jié)構(gòu)被侵蝕，襯砌結(jié)構(gòu)的損毀使得橋梁表面的保護(hù)膜被破壞，橋梁的穩(wěn)定性也將受到影響。鑒于以上情況，我國(guó)在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)規(guī)范、提升技術(shù)要求的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)管，與此同時(shí)還要提高橋梁的防震性能。在設(shè)計(jì)、施工階段國(guó)家應(yīng)結(jié)合地區(qū)實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r及橋梁施工發(fā)展歷史制定相關(guān)規(guī)章制度，嚴(yán)格規(guī)范施工人員施工過(guò)程、施工材料使用標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)建設(shè)行業(yè)管理等活動(dòng)，增強(qiáng)施工人員及全體社會(huì)成員的安全意識(shí)，規(guī)范地震事故預(yù)防措施。同時(shí)，橋梁抗震設(shè)計(jì)要結(jié)合實(shí)際的施工狀況，以提高橋梁的實(shí)際抗震性能。

2橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的展望

2．1抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在橋梁工程抗震設(shè)計(jì)中具有十分重要的作用。在以往的研究歷史中，眾多專(zhuān)家以及技術(shù)人員得出一個(gè)結(jié)論:在遇到較小規(guī)模的地震時(shí)，橋梁不易發(fā)生損毀，中等規(guī)模地震發(fā)生時(shí)，橋梁會(huì)發(fā)生一定程度的結(jié)構(gòu)性損毀，但是若地震規(guī)模較大，橋梁結(jié)構(gòu)將會(huì)受到極其嚴(yán)重的損毀，從而對(duì)橋梁整體構(gòu)造產(chǎn)生致命性的打擊。因此，專(zhuān)家在進(jìn)行橋梁工程抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到該地區(qū)可能發(fā)生的地震等級(jí)。因此，在進(jìn)行橋梁工程抗震設(shè)計(jì)之前，要對(duì)所在地區(qū)的自然環(huán)境進(jìn)行考察，并且橋梁設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行［1］。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定時(shí)，要分階段進(jìn)行考察，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的制定要隨著橋梁施工實(shí)際狀況及時(shí)作出調(diào)整。因此，在未來(lái)的發(fā)展中，有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)人員要不斷對(duì)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充、發(fā)展，制定新的設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

2．2延展性和位移設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的橋梁工程在進(jìn)行防震設(shè)計(jì)時(shí)往往將強(qiáng)度設(shè)計(jì)作為首要考慮的因素，從一方面來(lái)看，保證和提高強(qiáng)度設(shè)計(jì)有利于增強(qiáng)橋梁的抗震能力;但從另一方面看，強(qiáng)度指標(biāo)并不能完全體現(xiàn)橋梁的抗震性能。因此，在進(jìn)行橋梁工程抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮橋梁的延展性和位移設(shè)計(jì)。在進(jìn)行橋梁的延展性和位移設(shè)計(jì)時(shí)，要使用非彈性的結(jié)構(gòu)參數(shù)加以輔助，同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)也可利用位移直接作為設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，設(shè)計(jì)師要不斷對(duì)位移參數(shù)進(jìn)行豐富，不僅增強(qiáng)橋梁工程的強(qiáng)度性能，也要把橋梁的延展性和位移作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2．3減震和耗能設(shè)計(jì)

橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到其材料的消耗，這不僅關(guān)乎橋梁建設(shè)的成本，也直接關(guān)乎橋梁工程所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。在抗震設(shè)計(jì)方面，橋梁的減震功能是十分重要的，未來(lái)的橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)該將減震性能的高低作為衡量橋梁工程抗震設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在節(jié)省施工設(shè)計(jì)材料、原料的同時(shí)，增強(qiáng)橋梁的減震性能和減少耗能。

2．4構(gòu)造細(xì)節(jié)

就目前我國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀而言，橋梁抗震設(shè)計(jì)中的許多細(xì)節(jié)還不能加以數(shù)據(jù)化、具體化，影響了橋梁抗震設(shè)計(jì)的精度和準(zhǔn)確性。國(guó)外許多國(guó)家已經(jīng)對(duì)橋梁的抗震設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)提出了詳細(xì)地要求，并對(duì)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)行了量化，制定了構(gòu)造細(xì)節(jié)模型。例如，襯砌工作作為橋梁工程建設(shè)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要足夠重視，提高襯砌設(shè)計(jì)水平，采用科學(xué)的方法防止襯砌受到腐蝕，同時(shí)對(duì)于襯砌出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題要進(jìn)行及時(shí)解決［2］。當(dāng)襯砌已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足抗震的要求時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行拆除或直接注入注漿以提高襯砌的穩(wěn)定性，從而保證整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前橋梁工程抗震設(shè)計(jì)研究在取得重要進(jìn)展的同時(shí)，也存在許多不足之處。因此，相關(guān)技術(shù)研究人員要加強(qiáng)技術(shù)研究力度，從抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、延性和位移設(shè)計(jì)、減震和耗能設(shè)計(jì)、構(gòu)造細(xì)節(jié)、橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)等方面對(duì)橋梁工程抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，以此增強(qiáng)橋梁抗震性能，減少地震發(fā)生所造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)隱患，穩(wěn)定社會(huì)秩序，促進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)和經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的發(fā)展與繁榮。

參考文獻(xiàn)

［1］陸本燕．基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的橋梁結(jié)構(gòu)性能量化指標(biāo)研究［D］．長(zhǎng)安大學(xué)，2011．

［2］張煜敏．公路梁橋位移型抗震分災(zāi)系統(tǒng)研究［D］．長(zhǎng)安大學(xué)，2011

作者：劉雪飛 單位：西安汽車(chē)科技職業(yè)學(xué)院