(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400041)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，我國(guó)交通運(yùn)輸也發(fā)展迅速，橋梁作為交通運(yùn)輸線路中的重中之重，其地位和作用不言而喻。一座優(yōu)秀的橋梁不僅能滿足使用荷載，也能應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況所帶來的額外荷載。傳統(tǒng)橋梁設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅停留在靜力荷載設(shè)計(jì)層面上了，因?yàn)闃蛄旱氖褂脿顩r是復(fù)雜的，除了傳統(tǒng)的動(dòng)力荷載外，還有偶然荷載的發(fā)生，其中地震荷載就是偶然荷載的典型代表。目前地震作用的計(jì)算依然是不能完全精確的，因?yàn)榈卣鹱饔玫拇笮∮?jì)算需要考慮的層面多，就目前階段只能用一個(gè)近似值進(jìn)行代替計(jì)算，還需要更為精確可靠的方法來進(jìn)行地震荷載計(jì)算。對(duì)于橋梁抗震這一領(lǐng)域，大多數(shù)國(guó)家還處于空白狀態(tài)，只有少部分國(guó)家投入了深入研究，但是成果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以應(yīng)對(duì)實(shí)際的抗震預(yù)期效果。橋梁是交通運(yùn)輸線路中不可或缺的一部分，并且造價(jià)昂貴，每一次地震造成的橋梁坍塌都對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失，橋梁抗震研究工作刻不容緩，如果能在這一方面取得突破，對(duì)日后橋梁設(shè)計(jì)工作將是最大的助益。

一、國(guó)內(nèi)外橋梁抗震研究現(xiàn)狀

(一)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)是橋梁建造大國(guó)，并且也是橋梁使用大國(guó)，在線路中現(xiàn)存的橋梁數(shù)量來看，我國(guó)橋梁的總長(zhǎng)居于世界首位，在傳統(tǒng)橋梁的建造工藝也是居于世界領(lǐng)先水平。但是在橋梁抗震設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域我國(guó)的工藝和技術(shù)明顯還有所欠缺，急需彌補(bǔ)這一空白。我國(guó)處于環(huán)太平洋和歐亞地震帶中，處于地震頻發(fā)區(qū)，這對(duì)我們交通線路中的橋梁來說是一個(gè)重大的威脅，它隨時(shí)威脅著我們的交通生命線，為此我國(guó)相關(guān)工作人員也引起了重視并進(jìn)行了相關(guān)研究。我國(guó)最初對(duì)橋梁抗震這一領(lǐng)域并沒有引起足夠重視，但經(jīng)歷了唐山大地震后，國(guó)家開始重視了橋梁的抗震性能，更是在汶川大地震之后痛定思痛，把橋梁抗震性能放到了重要位置。我國(guó)橋梁抗震規(guī)范也單獨(dú)列出，并不斷完善，但是具體抗震細(xì)則還是十分模糊不清，相比建筑抗震規(guī)范還不夠詳細(xì)，具體的抗震施工工藝，尺寸技術(shù)要求等還沒有給出詳細(xì)的規(guī)定，這讓橋梁設(shè)計(jì)人員在橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)不好制定標(biāo)準(zhǔn)，讓可操作性大大降低。

(二)國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外在橋梁抗震這一方面最初也是不重視，但是經(jīng)過多次地震后造成的橋梁破壞中看到了橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性，從而開始了橋梁抗震性能研究。國(guó)外在抗震規(guī)范中對(duì)抗震細(xì)則方面規(guī)定十分詳細(xì)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)劃分，具體到了不同橋梁部位的抗震設(shè)計(jì)。國(guó)外專家學(xué)者在這一方面也提出了許多開創(chuàng)性的理論。對(duì)地震作用的分析也是給出了許多寶貴的意見。對(duì)地震分析更是提出了靜力法、反應(yīng)譜法等基礎(chǔ)理論，為后人的橋梁抗震研究提供了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

二、橋梁抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義

在救援中速度就是一切，時(shí)間就是一切，如何和時(shí)間賽跑，最重要的就是交通線路，交通線路如果能夠通暢，那么救援就能及時(shí)趕到，救援物資就能及時(shí)送到災(zāi)區(qū)。在汶川地震發(fā)生后我們可以看到由于線路的不同，救援官兵只能徒步趕往災(zāi)區(qū)，這對(duì)救援速度造成了極大阻礙，為了避免這種情況的發(fā)生，作為交通線路的咽喉，橋梁是不容許出現(xiàn)差錯(cuò)的。

三、橋梁抗震措施

(一)橋梁抗震擋塊

橋梁抗震擋塊是橋梁中限制橋橫向位移的重要部分，我國(guó)對(duì)橋梁抗震擋塊一直只是作為一種抗震構(gòu)造來認(rèn)識(shí)的，但是在國(guó)外，抗震擋塊已經(jīng)作為了一個(gè)重要的抗震結(jié)構(gòu)來進(jìn)行規(guī)定。擋塊一般分為內(nèi)擋塊和外擋塊，內(nèi)外擋塊厚度不同，內(nèi)部擋塊較薄，外部擋塊較厚，在地震發(fā)生時(shí)梁體發(fā)生橫向位移與擋塊發(fā)生碰撞，內(nèi)部擋塊發(fā)生破壞，消耗一部分能量，外部擋塊作為最后的保障防止發(fā)生落梁[1-2]。國(guó)外對(duì)擋塊研究已經(jīng)細(xì)致到了對(duì)擋塊具體受力分析層面。通過具體計(jì)算公式計(jì)算出擋塊的受力大小來進(jìn)行擋塊鋼筋混凝土的配比。

(二)橋梁減震和隔震

地震作用是通過地震波的形式在地層中傳播然后由地基土傳遞給橋梁結(jié)構(gòu)的，如果我們能夠減少或者阻隔地震作用傳遞給橋梁結(jié)構(gòu)，那么橋梁的抗震性能將會(huì)大大提高。目前我們采用增加阻尼器增大阻尼效應(yīng)，盡可能地降低地震作用的不利影響。由于橡膠支座的發(fā)明，也為減震技術(shù)提供了新的方法，我們?cè)O(shè)置高阻尼的橡膠支座來實(shí)現(xiàn)抗震性能的提高，橡膠可以通過剪切變形實(shí)現(xiàn)平面的位移，還能夠通過不均勻壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角位移，這些性能都是鋼筋混凝土支座所不具備的。

(三)抗震加固技術(shù)

由于歷史原因和技術(shù)原因，許多已經(jīng)修建好了的橋梁在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒有考慮到抗震性能，或者在橋梁選址的時(shí)候沒有掌握到處于地震區(qū)，但是橋梁已經(jīng)修建好，想要進(jìn)行后續(xù)的抗震性能彌補(bǔ)，又或者橋梁遭受了地震作用需要提高橋梁的抗震性能，這時(shí)候就需要橋梁抗震的加固。橋梁抗震加固技術(shù)可以采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，或者給墩柱加套筒的方式來提高橋梁的抗震性能。

四、橋梁抗震設(shè)計(jì)一般原則

(一)國(guó)內(nèi)抗震規(guī)范缺陷

一座橋梁的抗震設(shè)計(jì)一般原則如果按規(guī)范中的描述。那么可操作性和指導(dǎo)性都顯得過于籠統(tǒng)，并且規(guī)范中針對(duì)的多是中小跨徑的橋梁，對(duì)大跨徑進(jìn)的橋梁抗震規(guī)范不夠，然而當(dāng)今橋梁的發(fā)展趨勢(shì)就是大跨，如果不能在這一方面進(jìn)行完善，那將趕不上橋梁發(fā)展的趨勢(shì)。

(二)橋梁抗震建議

國(guó)內(nèi)一批學(xué)者專家提倡要分級(jí)設(shè)防，在可以控制的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量把地震可以破壞的位置設(shè)置在可以看見的地方，避免設(shè)計(jì)在看不見的地方，并且設(shè)計(jì)的薄弱部位的修理更換要方便。國(guó)內(nèi)一批學(xué)者所提倡的保險(xiǎn)絲式的設(shè)計(jì)，通過犧牲小部件來保護(hù)橋梁大結(jié)構(gòu)的安全，這種設(shè)計(jì)理念是可操作的。在地震發(fā)生后，破壞部位最多的就是支座部位，就算不發(fā)生地震作用，支座的使用壽命也不長(zhǎng)，所以將支座設(shè)計(jì)成犧牲部件是可行的，在地震發(fā)生時(shí)通過支座的破壞讓上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)發(fā)生不光滑的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不僅可以消耗一部分的地震能量，還能防止落梁的發(fā)生。

五、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，但是橋梁抗震方面一直是我們橋梁工程的薄弱環(huán)節(jié)，在重要的抗震施工技術(shù)方面和有關(guān)橋梁部位的尺寸規(guī)定上還沒有給出具體參數(shù)，這使得橋梁的抗震設(shè)計(jì)工作有一定難度。在目前地震頻發(fā)的狀況下，對(duì)橋梁的抗震設(shè)計(jì)研究有著巨大的意義。當(dāng)然我們專家學(xué)者在這一方面也取得了一定成果，但是同國(guó)外先進(jìn)水平來說還有較大的發(fā)展空間。未來的橋梁抗震設(shè)計(jì)將是評(píng)估橋梁性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。