文/本刊記者 王楠楠

在技術(shù)細(xì)節(jié)上下功夫

文/本刊記者 王楠楠

液化及軟土場地橋梁樁基礎(chǔ)地震破壞機(jī)理與抗震設(shè)計(jì)研究

橋梁是重要的生命工程結(jié)構(gòu)，在防震減災(zāi)中具有重要地位。2008年汶川大地震使大量橋梁損毀，甚至直接導(dǎo)致交通中斷，給抗震救災(zāi)帶來了非常大的困難。專家們?cè)诳偨Y(jié)國內(nèi)外震害經(jīng)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，“場地條件是影響橋梁鎮(zhèn)海的主要因素，其中因場地液化及側(cè)向擴(kuò)展導(dǎo)致樁基礎(chǔ)乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞的占相當(dāng)大的比重?！笔聦?shí)上，1976年發(fā)生的唐山大地震已經(jīng)印證過這個(gè)問題。資料顯示，在唐山大地震中，倒塌的18座橋梁中有15座是由于場地液化及側(cè)向擴(kuò)展而導(dǎo)致橋臺(tái)、岸坡滑移和地基失效引起的。而在這之前的1975年海城地震，也有較多的橋梁因場地液化而遭到破壞。“此次汶川大地震中，倒塌破壞的小漁洞大橋、北川龍尾大橋橋址均發(fā)生液化。此外在什邡、綿竹等地出現(xiàn)了粗粒土液化現(xiàn)象，與通常認(rèn)識(shí)相左”，“液化及軟土場地橋梁樁基礎(chǔ)地震破壞機(jī)理與抗震設(shè)計(jì)研究”課題負(fù)責(zé)人、大連海事大學(xué)教授王東升在課題報(bào)告中寫到：“這都警示我們橋梁樁基礎(chǔ)抗震問題必須重視、山區(qū)場地液化機(jī)理仍需認(rèn)識(shí)?！币粋€(gè)真實(shí)的情況是，我國地震危險(xiǎn)性較高的一些西部地質(zhì)盆地、中部沖擊平原和東部濱海平原等處都有大范圍的飽和砂土分布，地震中易于液化。同時(shí)這里也常是人口密集的城市所在，公路及橋梁眾多。而現(xiàn)行公路橋梁抗震規(guī)范在液化或軟弱場地樁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方面還缺少技術(shù)細(xì)節(jié)，僅給出了若干定性、籠統(tǒng)規(guī)定，已很不適應(yīng)強(qiáng)震區(qū)橋梁建設(shè)發(fā)展需要。橋梁結(jié)構(gòu)在地震中是否會(huì)因場地液化而破壞已成為全國性的重要的工程問題。據(jù)王東升介紹，“液化及軟土場地橋梁樁基礎(chǔ)地震破壞機(jī)理與抗震設(shè)計(jì)研究”課題，主要以橋梁樁基礎(chǔ)為研究對(duì)象，通過大型模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)并結(jié)合數(shù)據(jù)模擬方法，研究鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)及橋墩、橋臺(tái)在場地液化和發(fā)生側(cè)向擴(kuò)展過程中的失效破壞機(jī)理（含軟土場地情況），以提出更合理和更實(shí)用的抗震分析模型、抗震設(shè)計(jì)方法以及抗震處置措施。

此外，“結(jié)合汶川大地震情況，將建立山區(qū)粗粒土液化判別方法。最終編制提出液化及軟土場地橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)指南，以彌補(bǔ)現(xiàn)行橋梁抗震規(guī)范不足及滿足橋梁建設(shè)發(fā)展急需，并使我國鋼筋混凝土橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)水平得到明顯提升，逐步接近世界先進(jìn)水準(zhǔn)?！蓖鯑|升說。

三年的時(shí)間，課題組不但完成了唐山、海城和日本阪神地震橋梁樁基礎(chǔ)震害等情況的相關(guān)調(diào)研工作，完成了日本等國外主要規(guī)范橋梁樁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方法綜述工作，還發(fā)展了液化場地樁土橋梁相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)技術(shù)，并且建立了液化場地橋梁樁基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)抗震分析的數(shù)值模型等一系列工作。

“砂土液化是橋梁結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞神之倒塌的重要影響因素，而我國歷次強(qiáng)烈地震大都伴有砂土液化現(xiàn)象發(fā)生，橋梁結(jié)構(gòu)在地震中是否會(huì)因場地液化而破壞已成為全國性的重要工程問題?！痹谡n題組的結(jié)題報(bào)告中記者看到，對(duì)于此項(xiàng)研究工作，課題組有著縝密的思路，同時(shí)也希望以更多的時(shí)間來檢驗(yàn)理論的確鑿與否：“與我國橋梁建設(shè)快速發(fā)展相比，在橋梁樁基礎(chǔ)抗震試驗(yàn)方面投入很不足，缺乏系統(tǒng)深入的研究以致科研緊張與國外相比差距較大。本項(xiàng)目在液化場地橋梁抗震方面做了力所能及的工作，但限于問題的復(fù)雜性，研究成果仍有待實(shí)踐檢驗(yàn)，以提高認(rèn)識(shí)和獲得進(jìn)步?！?/p>