橋梁工程抗震設計研究現(xiàn)狀及發(fā)展

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摘要:橋梁抗震設計是目前橋梁建設過程中重點考慮的一個環(huán)節(jié)，橋梁工程抗震設計經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程。本文從橋梁工程抗震設計研究的現(xiàn)狀出發(fā)，詳細地對目前的橋梁工程抗震設計技術進行了探究，并進一步提出了橋梁工程抗震設計的展望，希望為橋梁工程抗震設計發(fā)展提供積極借鑒和建議。

關鍵詞:橋梁工程；抗震設計；現(xiàn)狀；展望

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展以及貿(mào)易的自由化，我國興建了大量的高等級公路及城市高架橋等工程，目前國內(nèi)橋梁設計均參考90年代制定的《公路工程抗震設計規(guī)范》，但隨著科學技術的發(fā)展，以往的規(guī)范中已經(jīng)出現(xiàn)了眾多不適應橋梁設計方面的條款。因此，我國橋梁工程抗震設計研究正在積極進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)生地震將會產(chǎn)生災難性的后果，不僅對于交通發(fā)展產(chǎn)生嚴重的影響，同時也不利于我國經(jīng)濟社會的安定，造成的巨大損失可能會引起經(jīng)濟癱瘓。因此，我們有必要進行橋梁抗震設計的研究工作。

1橋梁工程抗震設計研究的現(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)濟損失，因此，日本有關建筑設計技術人員對結構性抗震問題進行了深入的研究。因此，在房屋設計或橋梁設計中，日本就十分重視結構抗震這方面，并重新編寫了橋梁設計規(guī)范，以防止在發(fā)生地震時，橋梁發(fā)生倒塌現(xiàn)象，給人們帶來生命財產(chǎn)損失。與此同時美國也進行了橋梁抗震設計規(guī)范的重新編寫工作，新的設計規(guī)范在設計手法、設計思想、設計程序以及設計細節(jié)方面都有了重大的突破，對于增強橋梁抗震設計的規(guī)范性意義重大。我國也認識到了橋梁抗震設計的重要性，進行了一系列的理論和實踐研究，修訂了橋梁工程抗震設計規(guī)范。結構性抗震的基本思路作為橋梁設計最為重要的一個方面，有利于實現(xiàn)橋梁設計的科學合理，減少因地震帶來的橋梁損毀現(xiàn)象，因此，無論是哪一個國家進行的理論研究，都是以結構性抗震為理論基礎的。橋梁的結構性抗震設計主要包括兩個方面:功能設計和安全設計。例如，在橋梁工程中防水處理技術是施工建設過程在最為重要的一個環(huán)節(jié)，直接影響了橋梁的設計質(zhì)量和安全使用。但是，在很多時候由于防水技術的落后，施工過程中出現(xiàn)了漏水的情況，給工程建設帶來了很大的麻煩。另外，由于不合格防水材料的使用，也使得工程施工過程中常常出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。這時由于襯砌結構與地表土壤直接接觸，在遇到水分等其他物質(zhì)時，容易發(fā)生化學反應，使得襯砌結構被侵蝕，襯砌結構的損毀使得橋梁表面的保護膜被破壞，橋梁的穩(wěn)定性也將受到影響。鑒于以上情況，我國在借鑒國外先進技術規(guī)范、提升技術要求的同時，應加強施工質(zhì)量監(jiān)管，與此同時還要提高橋梁的防震性能。在設計、施工階段國家應結合地區(qū)實際發(fā)展狀況及橋梁施工發(fā)展歷史制定相關規(guī)章制度，嚴格規(guī)范施工人員施工過程、施工材料使用標準，加強建設行業(yè)管理等活動，增強施工人員及全體社會成員的安全意識，規(guī)范地震事故預防措施。同時，橋梁抗震設計要結合實際的施工狀況，以提高橋梁的實際抗震性能。

2橋梁工程抗震設計的展望

2．1抗震設計標準

抗震設計標準在橋梁工程抗震設計中具有十分重要的作用。在以往的研究歷史中，眾多專家以及技術人員得出一個結論:在遇到較小規(guī)模的地震時，橋梁不易發(fā)生損毀，中等規(guī)模地震發(fā)生時，橋梁會發(fā)生一定程度的結構性損毀，但是若地震規(guī)模較大，橋梁結構將會受到極其嚴重的損毀，從而對橋梁整體構造產(chǎn)生致命性的打擊。因此，專家在進行橋梁工程抗震設計時，要考慮到該地區(qū)可能發(fā)生的地震等級。因此，在進行橋梁工程抗震設計之前，要對所在地區(qū)的自然環(huán)境進行考察，并且橋梁設計的每一個步驟都要嚴格按照設計規(guī)范進行［1］。在進行抗震設計標準的確定時，要分階段進行考察，同時，標準的制定要隨著橋梁施工實際狀況及時作出調(diào)整。因此，在未來的發(fā)展中，有關橋梁設計人員要不斷對橋梁設計規(guī)范進行補充、發(fā)展，制定新的設計思路，進行設計創(chuàng)新。

2．2延展性和位移設計

傳統(tǒng)的橋梁工程在進行防震設計時往往將強度設計作為首要考慮的因素，從一方面來看，保證和提高強度設計有利于增強橋梁的抗震能力;但從另一方面看，強度指標并不能完全體現(xiàn)橋梁的抗震性能。因此，在進行橋梁工程抗震設計時，還要考慮橋梁的延展性和位移設計。在進行橋梁的延展性和位移設計時，要使用非彈性的結構參數(shù)加以輔助，同時，設計時也可利用位移直接作為設計參數(shù)。因此，在未來的發(fā)展過程中，設計師要不斷對位移參數(shù)進行豐富，不僅增強橋梁工程的強度性能，也要把橋梁的延展性和位移作為設計的重點。

2．3減震和耗能設計

橋梁在設計時需要考慮到其材料的消耗，這不僅關乎橋梁建設的成本，也直接關乎橋梁工程所帶來的經(jīng)濟效益。在抗震設計方面，橋梁的減震功能是十分重要的，未來的橋梁設計應該將減震性能的高低作為衡量橋梁工程抗震設計水平的重要標準。因此，相關設計人員要在節(jié)省施工設計材料、原料的同時，增強橋梁的減震性能和減少耗能。

2．4構造細節(jié)

就目前我國橋梁抗震設計發(fā)展現(xiàn)狀而言，橋梁抗震設計中的許多細節(jié)還不能加以數(shù)據(jù)化、具體化，影響了橋梁抗震設計的精度和準確性。國外許多國家已經(jīng)對橋梁的抗震設計的細節(jié)提出了詳細地要求，并對細節(jié)設計進行了量化，制定了構造細節(jié)模型。例如，襯砌工作作為橋梁工程建設的基礎性環(huán)節(jié)，設計人員要足夠重視，提高襯砌設計水平，采用科學的方法防止襯砌受到腐蝕，同時對于襯砌出現(xiàn)的結構性問題要進行及時解決［2］。當襯砌已經(jīng)無法滿足抗震的要求時，要及時進行拆除或直接注入注漿以提高襯砌的穩(wěn)定性，從而保證整個橋梁的穩(wěn)定性。

3結語

綜上所述，目前橋梁工程抗震設計研究在取得重要進展的同時，也存在許多不足之處。因此，相關技術研究人員要加強技術研究力度，從抗震設防標準、延性和位移設計、減震和耗能設計、構造細節(jié)、橋梁結構基礎抗震設計等方面對橋梁工程抗震設計進行創(chuàng)新，以此增強橋梁抗震性能，減少地震發(fā)生所造成的經(jīng)濟損失和社會隱患，穩(wěn)定社會秩序，促進我國交通運輸業(yè)和經(jīng)濟貿(mào)易的發(fā)展與繁榮。

參考文獻

［1］陸本燕．基于性能抗震設計理論的橋梁結構性能量化指標研究［D］．長安大學，2011．

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

作者：劉雪飛 單位：西安汽車科技職業(yè)學院