这次汶川地震,通过震害直接表明我国桥梁抗震设计存在诸多严重问题(不少学者已多次从理论上阐述过)。这些问题集中反映如下:7 J% o0 H. y' I4 Z* Z1 d. D
一、抗震设防标准问题/ _6 D, o! { \0 l8 W, Y2 P
抗震设防标准是桥梁抗震设计的首要问题。抗震设防标准与经济性和技术性有关,主要涉及桥梁重要性分类、设防地震动和抗震设防目标。我国目前的公路桥梁抗震设计的设防地震动标准偏低,而且只有一级水准。
" H# Q$ K q D, V7 B二、抗震设计基本原理问题, L3 C# k! G* l2 y0 ~, v
当前我国桥梁抗震设计,是把地震视为偶然作用,考虑偶然组合进行强度验算,其基本原理为考虑强度安全性的可靠度设计。然而,由于我国的设防地震动标准本来就偏低,而且实际地震动强度往往超过设计预期的地震动水准(例如1994年美国北岭地震、1995年日本阪神地震、“5.12”汶川地震等都是如此,这一点可能也成为很多工程师忽悠抗震设计的理由),因此,必须采用对地震动强度不敏感的设计原理——能力设计原理(Capacity Design Principle)。
2 F8 A7 D' r4 \8 n5 m4 `# `三、抗震设计理论和方法问题6 C O$ L# @/ o( [. f T
我国当前桥梁抗震设计采用的是针对单一地震动水准的强度设计理论,一阶段设计,存在严重缺陷。目前,国际上主要是采用延性抗震设计理论或减隔震设计理论,而且,多采用二阶段设计方法(如我国现行的建筑抗震设计。应当认识到,尽管此次汶川地震建筑破坏严重,但我国的建筑抗震设计规范仍具有世界先进水平;汶川地震建筑破坏的原因相信大家有目共睹),以保证桥梁结构真正达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。
. A4 N% j- Y7 o6 N& j3 `: j8 i# b四、抗震构造设计问题
; R1 z5 c5 V/ `& g( _这是保证桥梁达到“中震可修,大震不倒”的设防目标的关键,恰恰也是当前规范较薄弱、而且工程师往往忽略的关键。由于实际地震动强度往往超过设计预期的地震动水准,所以,要保证桥梁的抗震性能,强度已不足以依靠,此时重要的是结构的构造设计细节,包括:使塑性铰区混凝土形成约束混凝土的纵筋和箍筋构造,防止纵筋锚固失效的构造,防止落梁的构造等等。* P' |' I9 ~' f' k+ D! ?
以上问题,集中反映在当前规范落后的问题上。我国现行的《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)已历经20多年(从上个世纪80年代初期修订该规范,90年正式实施)而岿然不动,也是世界上的一个奇观(尽管国内已有很多最新研究成果,例如人民交通出版社出版的《桥梁延性抗震设计》等专著)。 |