中美日混凝土等公路抗震方案

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1、中美日混凝土等公路抗震方案人类社会对结构抗震进行反思的历史目前还仅仅只有100年。上世纪四五十年代，工程师们才开始在公路工程规范中列入抗震设计条款。自1971年美国圣佛尔南多地震之后，现代公路工程开始了真正意义上的抗震设计。近30年来，1989年的美国洛马普列塔地震、1995年的日本阪神地震等，为工程师们带来更多的经验和教训，让他们可以在检验以往抗震设计施工技术的基础上，发展新的技术。 　　技术是难点 　　当前，地震工程研究的发展在内容上，由传统做法逐渐转向高新技术的应用，在组织形式上，从以单体研究为主过渡到组织合作研究，从工程

2、师单方面研究过渡到工程师与地震学家、地质学家、社会学家联合研究。学科的交叉、融合及扩展，材料科学、信息技术等新成果的应用,是现阶段公路工程抗震学科发展的重要特征。现阶段，公路工程抗震包含强震监测、结构振动控制等在内的8项技术工作。 　　作为地震工程的基础性工作，强震监测以1933年在美国长滩取得世界上第一个强震记录为标志，至今已有70多年。目前，强震观测工作正朝着观测与综合应用的阶段发展。同时，GPS和GIS技术的引入，使得强震观测向着可靠、易维护、小型化、智能化方向发展。 　　结构振动控制较之以校核或验算为主的抗震设计，才是真

3、正的设计，它使得结构采取针对地震的特殊布局。结构振动控制可以克服现行抗震设计的不足。美国、日本等经济发达国家对主动控制的研究较多，而中国、俄罗斯等国家对被动控制的研究则更加充分。 　　特殊和重大工程与一般工程抗震设防在地震动参数、具体场地和地震条件的考虑、结构抗震设防水准上有不同之处。日本在建造九州-四国跨悬索桥的时候，即制定了不同于一般规范的专门抗震设计准则。 　　结构破坏分析和防倒塌分析设计长期受到重视，原因是利用结构非弹性阶段的巨大耗能作用可以达到经济和安全的防倒塌目的，更重要的是，近代观测数据多次表明，建筑物有可能遭受到

4、预料不到的特大地震动峰值加速度。 　　在地基破坏与变形的估计中，边坡滑动和砂土液化是地基抗震稳定性中研究最多的。 　　基于性能的抗震设计基本出发点是通过多级抗震设计、位移控制、非线性分析以及非结构构件和设备的抗震分析，综合考虑设计、施工、验收等各个环节，使抗震结构达到预期性能、满足使用者预期的功能要求。目前，美国学者已经提出了基于性能设计的理论框架，并从特定类型结构入手，对其具体实施了一系列探索，研究成果已经纳入了有关的抗震设计规范。 　　工程结构的健康诊断指的是通过测量结构的某些参数、利用结构动力分析方法和反演理论，进而判断结

5、构抗力的理论和技术。这一领域的研究是推进安全工程和防灾工程进展的基础。 　　通过各国的地震实践表明，地震应急和震后救灾技术对于政府按照应急预案采取快速应急反应与对策，减少地震造成的损失，都是十分重要的。日本在1995年的阪神地震中由于政府对震灾损失估计不足，导致了救灾迟缓。地震发生后，采取得力的救灾措施和技术是减少人员伤亡的有力手段，遗憾的是，目前世界各国对此研究还不是很充足。 　　规范在不断补充 　　公路工程抗震在技术规范方面通常被世界各国相互借鉴、补充，并且每次典型的大地震之后，抗震规范都要根据结构震害情况进行及时的修改和补

6、充。美国的AASHTO规范、Caltrans准则、日本规范和我国规范分别在抗震设防水准、地震作用、地震反应计算分析方法、延性设计和抗震设计方法等进行了比较和研究。 　　在抗震设防水准上，美国的AASHTO规范将场地位于加速度系数大于0.29的桥梁划分为重要桥梁和一般桥梁，并依据加速度系数和桥梁结构的重要性，将抗震性能等级划分为A、B、C、D4类作为结构抗震设计的最低要求；在Caltrans准则中，所有桥梁被划分为重要桥梁和一般桥梁，并要求对所有桥梁结构都按照抗震性能准则进行抗震设计；日本则将桥梁划分为一般重要桥梁和特别重要桥梁两

7、类，地震水平分为两级，进行三级水准抗震设防；在我国，对结构重要性引入“重要性系数”，采用单一水平设计的方法，以强度破坏为目标准则。 　　在地震作用的比较中，美国的AASHTO规范采用的是50年超越概率为10％（重现期475年）的地震加速度区划图，并规定对重要或特殊桥梁进行专门研究；Caltrans准则采用了场地最大可能地震动加速度；日本的规范中将地震荷载分成两级3类，其中第一级为桥梁使用寿命期间发生概率较大的地震，标准地震加速度为0.3g（g=9.8米每平方秒，下同）,仅包含1类，第二级中第1类标准加速度最大为1.0g，第2类标

8、准加速度最大为2.1g；我国的89规范采用烈度区划，规范给出烈度和地面加速度最大值之间的对应关系。 　　在地震反应分析计算方法上，美国的AASHTO规范采用的分析方法主要有均布荷载法、反应谱法、动力时程分析法；Caltrans准则中的方法主要有等效静力、弹性动力