文/本刊記者 汪玚

新技術(shù)、新方法、新理念把脈公路橋梁抗震設(shè)計

文/本刊記者 汪玚

公路橋梁抗震設(shè)計新技術(shù)研究“帶著責任心、使命感去工作，用辛勤的工作告慰汶川地震逝去的近九萬死難同胞、以慰藉心靈，倍加珍惜這項空前絕后的科研工作?！?/p>

圖為課題成果之一——雙層檔塊結(jié)構(gòu)

從1977年試行的《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》，到2008年《公路橋梁抗震設(shè)計細則》，公路橋梁抗震設(shè)計標準實現(xiàn)了由“一水準一階段”的強度設(shè)計轉(zhuǎn)變“成兩水準兩階段”的延性設(shè)計的重要轉(zhuǎn)變。

汶川地震是繼唐山地震之后在我國發(fā)生的又一次災(zāi)難性的地震，與唐山地震不同，汶川地震發(fā)生在西南山區(qū)，地形、地貌更加復(fù)雜，地震及其引發(fā)的次生災(zāi)害對公路橋梁造成嚴重損傷。汶川地震震區(qū)內(nèi)橋型多，建造年代跨越了這些橋梁抗震設(shè)計的轉(zhuǎn)折點，使我們能夠更好的理解、把握橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的行為、性能與技術(shù)缺陷。

“公路橋梁抗震設(shè)計新技術(shù)研究”作為一項重點突出“新”的研究，主要基于汶川地震的震害經(jīng)驗，提出了公路橋梁抗震設(shè)計新技術(shù)、新方法、新理念，從而進一步提高公路橋梁的抗震性能。

為了摸準這“三新”的脈，記者采訪了交通運輸部公路科學研究院研究員王克海。

在研究中，王克海和他的的團隊提出了“多道設(shè)防、分級耗能”，“一可三易”的抗震設(shè)計新理念，形成了以此為核心，以直接基于位移的抗震設(shè)計新方法、減隔震新方法、減隔震新產(chǎn)品、抗震新構(gòu)造等為支撐的抗震設(shè)計體系。

談及取得的創(chuàng)新性成果，王克海從五個方面向記者做了介紹：

——提出了損傷部位及損傷程度可控，損傷部位易檢，損傷構(gòu)件易修，破壞構(gòu)件易換，即：“一可三易”的抗震設(shè)計理念。

——研發(fā)了雙層擋塊構(gòu)造及設(shè)計方法和一種新型剛構(gòu)橋摩擦滑移減震構(gòu)造，實現(xiàn)了“多道設(shè)防、分級耗能”的設(shè)防原則；

——提出了近斷層地震動參數(shù)、豎向反應(yīng)譜及長周期反應(yīng)譜的取值原則和方法，是對現(xiàn)行公路橋梁抗震設(shè)計標準中的相關(guān)規(guī)定的有力補充，為近斷層工程的抗震分析、計算提供明確的地震動參數(shù)取值方法。

——針對中小跨徑公路梁橋，提出了地震時板式橡膠支座允許發(fā)生摩擦位移耗能的新型減震、隔震設(shè)計方法。采用這種設(shè)計方法，一方面可以通過滑動摩擦耗散地震能量，另一方面能夠使地震產(chǎn)生的慣性力盡可能少的傳至下部結(jié)構(gòu)，從而使下部結(jié)構(gòu)的損傷減少甚至不出現(xiàn)損傷，縮短搶通時間，減少后期維修加固費用。

——研制了一種新型硅芯橡膠隔震支座，其耗能能力是普通板式橡膠支座的2-3倍，可以作為替代產(chǎn)品。

板式橡膠支座滑移摩擦滯回曲線

“項目獲得授權(quán)的實用新型專利6項，其中包括雙層擋塊、硅芯橡膠耐震支座等；另外還有一項實用新型專利和發(fā)明專利在申請過程中?！睔v史破壞性地震造成大量的人員傷亡與財產(chǎn)損失，每次地震都會推動結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的發(fā)展。歸納起來，目前用于橋梁的抗震設(shè)計的方法主要有基于強度設(shè)計、基于位移設(shè)計和基于性能的抗震設(shè)計。自上世紀70年代初期，法國、新西蘭、意大利、美國、日本等國家開始將減隔震裝置應(yīng)用于實踐。這些減隔震裝置包括鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座、粘滯阻尼器等。目前，國內(nèi)外公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范均以基于性能的抗震設(shè)計理論為發(fā)展方向構(gòu)建規(guī)范框架?！半m然各國抗震設(shè)計的基礎(chǔ)條件有較大的差異，但是相比來講，美國、日本的公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范比較詳細，并且能夠?qū)⒆钚碌恼鸷?jīng)驗及時吸納進來，尤其是日本規(guī)范在抗震措施、構(gòu)造方面相對全面、詳盡，具有較好的操作性，值得我國學習的。”王克海說。王克海告訴記者，我國現(xiàn)行《公路橋梁抗震設(shè)計細則》在許多方面都有較大的突破，并逐漸向國際先進的公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范靠近，在設(shè)計理念方法等方面與前兩代規(guī)范有著本質(zhì)的區(qū)別?！霸趯︺氪ǖ卣鹬泄窐蛄赫鸷M行調(diào)查分析后，我們也發(fā)現(xiàn)了在抗震設(shè)計理念、抗震措施等方面需要進一步完善的地方?！?/p>