大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)探討

胡偉賓

【摘要】在橋梁工程整體設(shè)計(jì)當(dāng)中，抗震設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要?；诳拐鹪O(shè)計(jì)中有一個(gè)問題需要進(jìn)行及時(shí)有效解決，即為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。在本課題探究過程中，筆者首先對(duì)橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)決策進(jìn)行了分析，進(jìn)一步對(duì)大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探究，希望以此為大型橋梁工程整體設(shè)計(jì)的完善提供一些具有價(jià)值性的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)；決策

0.引言

眾所周知，地震具有突發(fā)性與毀滅性等特點(diǎn)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)及交通業(yè)高速發(fā)展的背景下，對(duì)于橋梁工程，使用具有合理性及科學(xué)性的抗震設(shè)防措施便有著實(shí)質(zhì)性的作用及價(jià)值。通過查閱與橋梁震害相關(guān)的資料，發(fā)現(xiàn)：在遭遇震害后受到毀壞較少的是橋梁上部結(jié)構(gòu)；而遭遇破壞較為嚴(yán)重的則是橋梁的上部結(jié)構(gòu)[1]。而橋梁結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，抗震性能最弱的便是橋梁支座，支座產(chǎn)生震害情況極為常見。顯然，如果沒有抗震設(shè)防作支撐，那么諸多橋梁工程將會(huì)存在極大的安全隱患。鑒于此，本課題對(duì)“大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行探討與研究具有尤為深遠(yuǎn)的重要意義。

1.橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)決策分析

對(duì)于橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，其科學(xué)決策是非常難的，因?yàn)殛P(guān)于橋梁工程的地震損失分析，在目前條件下是很難進(jìn)行的。由此可見，現(xiàn)狀下大部分橋車工作抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的主要決策方法所依靠的分為兩類：其一是人們的主觀判斷；其二是工作者長(zhǎng)期積累的工作經(jīng)驗(yàn)。

對(duì)于工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，指的是在一個(gè)行業(yè)中所具備的最低設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，主要體現(xiàn)兩方面的內(nèi)容：其一是政府的行為；其二是政府的決策。與此同時(shí)，也可以當(dāng)作是某一項(xiàng)重大工程所使用的實(shí)際抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，需比行業(yè)的最低標(biāo)準(zhǔn)高，并且需要相關(guān)業(yè)務(wù)對(duì)具有規(guī)范科學(xué)優(yōu)勢(shì)的決策進(jìn)行抉擇及應(yīng)用。比如我國(guó)的《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]，其中便做出了相關(guān)準(zhǔn)則：設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是指，基于全國(guó)范圍以內(nèi)，全部公路橋梁必須達(dá)到的最低設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

但是此標(biāo)準(zhǔn)存在的缺陷便是沒有對(duì)我國(guó)不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平及人口密度分布進(jìn)行考慮。對(duì)于工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，需充分重視的兩個(gè)重要原因：其一，經(jīng)濟(jì)原因；其二，社會(huì)原因；其中，在社會(huì)原因中，最為突出的是人員傷亡。

在我國(guó)，通常是由政府部門掌握橋梁工程的最低抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的決策權(quán)，現(xiàn)已頒布的《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》使用的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是五十年基準(zhǔn)期10%超越概率，對(duì)于重要結(jié)構(gòu)物的設(shè)防等級(jí)，主要使用重要性系數(shù)充分體現(xiàn)出來[3]。然而，實(shí)際上此做法不具科學(xué)性。因此，此種做法在很大程度上對(duì)工程結(jié)構(gòu)所遭遇的地震危險(xiǎn)進(jìn)行了夸大或者縮小。與此同時(shí)，也在很大程度上使工程結(jié)構(gòu)的抗震效果得到了強(qiáng)化或弱化。對(duì)地震重現(xiàn)期采取有效的調(diào)整措施是比較規(guī)范的方法。

大型橋梁工程具有投資規(guī)模大的特點(diǎn)，在交通網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，具有十分重要的價(jià)值作用，在遭受損害之后要想修復(fù)便具備極大的困難，同時(shí)也會(huì)造成很大一筆經(jīng)濟(jì)損失。因此，大型橋梁工程在抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的決策及選擇方面，與之前所提到的最低抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，一般要低一些?，F(xiàn)狀下 ，對(duì)于大型橋梁工程，所使用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，是需要業(yè)主對(duì)其他大型橋梁工程現(xiàn)已應(yīng)用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，然后將其作為參考標(biāo)準(zhǔn)，并以該項(xiàng)工程的實(shí)際情況為依據(jù)，例如自身經(jīng)濟(jì)能力、能夠承受的風(fēng)險(xiǎn)范圍等，進(jìn)一步采取合理科學(xué)的決策，還有報(bào)批。

2.大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)探究

2.1多級(jí)設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思想

在各國(guó)認(rèn)識(shí)到大型橋梁工程抗震設(shè)防的重要性的情況下，多級(jí)設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思想出現(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）雙水準(zhǔn)設(shè)防及三水準(zhǔn)設(shè)防兩階段設(shè)計(jì)[4]。在認(rèn)識(shí)到單水準(zhǔn)存在諸多不足的情況下，中國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的地震工程專家便先后提出了分類設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思路，其抗震設(shè)計(jì)思想提出了三方面的要求：基于小震作用之下，結(jié)構(gòu)物無需修理，還可以正常使用；在中震影響之下，若結(jié)構(gòu)物無嚴(yán)重?fù)p壞，經(jīng)過修理之后還能夠繼續(xù)進(jìn)行使用；基于大震作用下，結(jié)構(gòu)物可能會(huì)有很嚴(yán)重的破壞，但不會(huì)倒塌。在這里需要充分注重的是，對(duì)于多遇地震、偶遇地震及鮮少地震，均是相對(duì)的，其決定需要結(jié)合工程所在地區(qū)地震活動(dòng)性進(jìn)行綜合考慮。在我國(guó)，使用兩水平抗震設(shè)計(jì)方法的大型橋梁工程諸多，包括南京長(zhǎng)江二橋、南浦大橋、廣東虎門大橋以及楊浦大橋等。

（2）三水準(zhǔn)設(shè)防三階段設(shè)計(jì)。在使用三水準(zhǔn)設(shè)防三階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)方法時(shí)，有學(xué)者明確指出，需要充分保證設(shè)計(jì)可以和三個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)的要求相滿足。與此同時(shí)，需要將橋梁位于交通網(wǎng)絡(luò)上的位置的重要性作為參考標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步對(duì)具有合理科學(xué)優(yōu)勢(shì)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用[5]。使用三級(jí)設(shè)防及三階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)方法的大型橋梁工程如香港昂船洲大橋。

2.2我國(guó)大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

大型橋梁工程抗震設(shè)計(jì)不管應(yīng)用什么樣的抗震設(shè)計(jì)方法，都不能將設(shè)防水準(zhǔn)當(dāng)作是唯一的參數(shù)，而是需充分明確每一設(shè)防水準(zhǔn)所相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能要求，進(jìn)一步對(duì)相應(yīng)的驗(yàn)算指標(biāo)進(jìn)行明確。在國(guó)內(nèi)，大部分大型橋梁工程所使用的抗震設(shè)計(jì)方法均為“兩水平”形式的，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)通常是：P1：50年，10%；驗(yàn)算強(qiáng)度是：P2：50年，2%～3%[6]。驗(yàn)算位移或者變形。如表1，便是我國(guó)一些大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。這些強(qiáng)烈的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)存在的缺陷主要體現(xiàn)為對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的性能要求較為模糊、不具明確性。

表·1 我國(guó)部分大型橋梁工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

工程名稱 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

江蘇潤(rùn)揚(yáng)大橋

P2： 50年2% （重現(xiàn)期2475年），驗(yàn)算位移或變形

江蘇江陰大橋、南京二橋

P2：50年，3% （重現(xiàn)期1642年），驗(yàn)算位移或變形

南浦大橋、上海楊浦大橋

P1：50年，10% （重現(xiàn)期475年），驗(yàn)算強(qiáng)度

3.結(jié)語

對(duì)于橋梁工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)決策，無疑是極具復(fù)雜性的問題，要想使決策真正體現(xiàn)出實(shí)效性與科學(xué)性，還要做好多方面的研究工作?，F(xiàn)狀下，橋梁工程的最低抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的決策權(quán)通常掌握在政府部門受傷。而對(duì)于一些大型橋梁工程，所使用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)均需高于最低設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，需要業(yè)務(wù)結(jié)合自身工程的經(jīng)濟(jì)能力及能夠承受的風(fēng)險(xiǎn)范圍進(jìn)行充分考慮，進(jìn)一步采取科學(xué)合理的決策及報(bào)批。筆者認(rèn)為，大型橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)需要采納多級(jí)設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思路，這樣才能為大型橋梁工程整體設(shè)計(jì)的完善提供保障及有效依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]唐光武.蘭海燕.中國(guó)公路橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和評(píng)價(jià)[J].公路交通技術(shù)，2011，06：39-43.

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