1.前言
我國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004—89)在80年代中期開(kāi)始修訂,于1989年正式發(fā)行。隨著我國(guó)90年代經(jīng)濟(jì)起飛,交通事業(yè)迅猛發(fā)展,特別是高速公路的興建、跨越江、河的跨橋梁、型立交工程以及城市中量高架橋的興建.規(guī)范已不能適應(yīng).但是目前所有國(guó)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì),對(duì)抗震設(shè)計(jì)均在設(shè)計(jì)書(shū)上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范入近十年來(lái),1989年美國(guó)Loma Prieta地震(M7.0),一個(gè)中等強(qiáng)度地震導(dǎo)致了橋梁的破壞,這一后果告誡人們現(xiàn)代城市交通網(wǎng)絡(luò)中斷的危害性。1994年美國(guó)Northridge地震(M6.7),也是一個(gè)中等強(qiáng)度地震,造成洛杉磯市高速公路上多座橋梁崩坍,嚴(yán)重的交通中斷造成巨的經(jīng)濟(jì)損失.最近的日本Kobe地震(M7.2),同樣是一個(gè)中等強(qiáng)度的地震,造成量高速公路、高速鐵路橋隧的破壞,使經(jīng)濟(jì)遭受巨損失。如都以當(dāng)時(shí)的幣值為準(zhǔn),以上三次中等強(qiáng)度地震導(dǎo)致城市經(jīng)濟(jì)總損失分別為70、200、1500億美元。
日本1995年限神地震后,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的基本問(wèn)題重新進(jìn)行了量的研究,并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)重新編寫(xiě),并于1996年頒布實(shí)施:美國(guó)也相繼在聯(lián)邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的資助下開(kāi)展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作,已經(jīng)完成了ATC—18、ATC—32和ATC—40等研究報(bào)告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比,新規(guī)范或指南無(wú)論在設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很的變化和深入。相比之下我國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn),其后果必然是我國(guó)不少的橋梁工程將留下地震隱患。
我國(guó)管理部門(mén)已經(jīng)認(rèn)織到上述問(wèn)題。建設(shè)部已委托同濟(jì)學(xué)士木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室范立礎(chǔ)主編新編的《城市橋梁抗展設(shè)計(jì)規(guī)范》,由北京、天津、上海等四家市政工程設(shè)計(jì)研究院參編;上海市建委抗震辦公室也委托同濟(jì)學(xué)土木工程防展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主編《上海城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。同時(shí),交通部也著手修訂《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。本文的任務(wù)是對(duì)目前各國(guó)的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的使用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹和比較,探討我國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂中的一些主要問(wèn)題
2.橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本思想 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本思想和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是制定規(guī)范的最重要之處,它決定了抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)、采用的設(shè)計(jì)地震動(dòng)水平和地震反應(yīng)的計(jì)算方法。因此這里首先介紹世界幾本主要的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的基本設(shè)計(jì)思想.見(jiàn)表1。


由表1可知.當(dāng)前主要地震國(guó)家橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的基本思想和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是:設(shè)計(jì)地震作用基本分為兩個(gè)等級(jí),都可歸納為功能設(shè)計(jì)地震和安全設(shè)計(jì)地震。雖然各規(guī)范使用的名詞不同,但其思想是基本一致的:功能設(shè)計(jì)地震具有較的發(fā)生概率、安全設(shè)計(jì)地震具有很小的發(fā)生概率。在功能設(shè)計(jì)地震作用下,橋梁結(jié)構(gòu)只允許發(fā)生十分輕微的破壞,不影響正常的交通,不經(jīng)修復(fù)也可以繼續(xù)使用;在安全設(shè)計(jì)地震的作用下,允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生較的破壞,但不允許發(fā)生整體破壞,如倒塌、落梁,歐洲規(guī)范對(duì)此規(guī)定得最為清楚、具體。比較起來(lái),我國(guó)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范仍在使用烈度概念,關(guān)于抗震設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想對(duì)于橋梁來(lái)說(shuō)過(guò)于籠統(tǒng)。
各國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中雖然設(shè)定了兩個(gè)水準(zhǔn),但在具體的設(shè)計(jì)程序上絕多數(shù)仍堅(jiān)持以安全設(shè)計(jì)地震為準(zhǔn)的單一水平設(shè)計(jì)手法,并認(rèn)為第一設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的要求自動(dòng)滿足。這種情況可能發(fā)生變化,ATC-32和日本即將出版的新的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都建議對(duì)兩個(gè)設(shè)計(jì)地震動(dòng)水準(zhǔn)進(jìn)行直接設(shè)計(jì)。這代表了橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)具體程序上的一個(gè)變動(dòng)方問(wèn)。