由汶川大地震引发的的对桥梁抗震的思考

（本次汶川大地震造成伤亡巨大，痛心之余，很想为灾区做些事情，现对抗震方面写一些东西出来，希望能对桥梁工程抗震尽到一点绵薄之力）

由汶川大地震引发的的对桥梁抗震的思考



这次汶川大地震所造成的损失巨大，而且由于交通设施全部被毁，致使救援人员不能及时到位，造成很多人都没有得到及时救援。而且从许多影像资料上可以了看到，许多桥梁都也已经损毁。桥梁作为公路工程上的关键节点，一旦损坏，修复时间长，工程量大，会对灾区救援产生极大的阻碍作用。因此，在桥梁设计时要充分考虑到结构抗震要求，提高桥梁抗震能力，力争做到大震时结构不倒塌，尽量减小对道路交通的影响。

本次地震震级大、震源浅、烈度更大，从已经公布的数据来看，很多技术参数都已经远远超过了设计所能考虑的范围。根据国家地震局公布的有关资料，本次地震震级为里氏８．０级，最大烈度达11度，而根据现行的《公路工程抗震设计规范》，基本烈度最大仅为9度，即便是提高一级设防，也不能达到如果高的抗震设防要求。

因此，要加快对相关设计规范的修订工作。现行的《公路工程抗震设计规范》是89年发布的，已经过去了近二十年了，竟然一次都没有更新，有关部门的效率也太“快”了些。范立础院士这边新的抗震规范也已经基本快完成了，我手里拿到了一份报审稿的，里面对很多以前的内容都做了修改，包括抗震设计理念、抗震要求、计算方法等等都是新的一套规定。但是一拖再拖，好几年了，评审好几次，由于种种原因，到现在还没有正式发布。衙门里的人手脚也该麻利一些了，效率高一些，国家损失就能少一些。

就对桥梁结构自身来说，笔者结合自身设计的几座高抗震烈度地区桥梁的经验，谈一些构造方面想法，供大家参考批评。

一、根据本次地震的有关影像资料发现，震区大多数桥梁破坏都是以落梁为主。有天晚上我在CCTV上面看到，战士座冲锋舟从河道中赶往灾区，背景是一座破环的桥梁，多跨简支梁结构，桥宽还挺大，大约有20m，其中一跨整体落梁。在以前的概念中，对于宽桥来说，整体落梁的可能性不大，但这次地震由于烈度大，估计灾区很多桥梁包括多跨连续梁桥，都可能发生这样的问题。
因此，笔者感觉桥梁的防落梁构造要加强。不管对于哪种桥型，都必须充分考虑到地震情况下桥梁结构的水平运动，设置足够强大的横向限位构造。从目前的设计现状来看，大多数设计院在设置挡块时，一般尺寸有个20～30cm宽就可以了，钢筋也仅仅配到12mm就行。其实反过来想想，真的地震来的时候，靠这个小块能挡住多少水平冲力呀，可能什么也挡不住。
根据以上分析，对于高抗震地区一般小跨径的简支板梁，挡块推荐采用水平尺寸大于40cm的，对于连续梁桥，挡块应大于50cm，也可以在支座内侧设置内挡块，挡块尺寸可以更大一些。对于钢筋布置，挡块竖向与桥墩或盖梁的连接钢筋建议采用25mm的，间距150mm一道比较合适。

二、对于高墩桥梁，由于地震力对上部结构形成很大的水平力作用，因此墩柱的构造配筋就也显得非常重要，很多桥梁也是由于墩柱破坏造成了整座桥梁的坍塌。
对于桥梁墩柱的配筋布置，由于我国相关桥梁抗震规范的落后，造成具体设计时无法可依。很多设计单位在抗震设计时，仅按照对桥梁上部结构进行抗震验算得到水平力后对墩柱进行抗弯、抗剪验算即可，而没有考虑到抗震构造的一些配筋布置。这些构造配筋布置主要就是考虑到高抗震要求情况下，墩柱刚性抗弯不足时，形成塑性铰，仍然可能继续满足抗震要求。
根据AASHTO规范的相关抗震要求，对于抗震地区的抗震墩柱，要求其面积配筋率大于2%，对于抗震地区的非抗震墩，其面积配筋率需大于1%。根据笔者在一座高抗震地区桥梁设计时的对墩柱的验算，按照AASHTO规范进行抗震配筋构造布置，远大于按照水平地震力对墩柱的抗弯抗剪要求。希望大家在具体设计的时候注意一下这个问题。
同时，对于抗震地区的相关构件的箍筋布置，公路抗震规范上面语焉不详，但是在建筑抗震规范上面规定的比较详细。建议在设计时可以参考一下。

三、对于高抗震要求地区，笔者对于规范规定的对于一些关于抗震重要性修正系数划分的说法不敢苟同。这次大地震发生在四川山区，该地区可能很多损坏的桥梁都是属于规范规定的重要性程度不高的范围内，而且也都是一些中小桥；但是，由于其损坏造成的损失却相当巨大。对于这些中小桥来说，提高其抗震要求所增加的费用相对非常少，最多也就是将挡块尺寸放大一些，墩柱配筋稍多一些即可。但是如果重视程度不够，造成的影响也是巨大的。这个问题涉及到经济性和安全性的合理平衡，希望新的规范中能够进一步优化。

还有就是想在这里提一下，对于每一个桥来那个设计人员来说，桥梁抗震都必须加以充分重视。相信对于一些设计人员，遇到中小桥梁，直接拿以往现成的或相似的图纸一套即可，没有做到具体桥位具体分析。只要是高抗震要求地区的桥梁，我们都要加以充分重视，尽量多考虑一些抗震方面的要求，提高结构的抗震安全度。