公路工程抗震减灾技术回顾与展望交通基础设施抗震减灾技术.doc

公路工程抗震减灾技术回顾与展望周海涛(交通运输部总工)地震灾害是人类生存、生产和文明建设的大敌,也是公路建设和运营的大敌。近年来全球地震灾害频发,仅今年年初就发生两次破坏性严重的地震(即:1月的海地地震和2月的智利地震),08年以来我国也发生了数次破坏性地震。2008年5月12日汶川大地震公路受损总里程31412公里,今年4月14日玉树地震公路受损总里程2976公里。公路工程经历了大震的严峻考验,前事不忘后事之师,我们需要加强吸取公路工程抗震及恢复重建工作中的经验和教训,全面审视公路工程现行抗震技术能力水平,以便更好地发挥科技对公路灾后恢复重建的支撑作用,提高公路工程的抗震减灾能力和水平。借此机会,我就公路工程抗震减灾技术的发展与各位进行交流探讨。1国内外公路工程抗震技术发展概况地震工程是随着人们对地震认识的逐步加深而不断发展前进的,历史上每一次破坏性地震都会极大推动地震工程的发展,公路工程抗震减灾技术的发展也是如此。以1971年美国圣费尔南多地震、1976年我国唐山地震、1995年日本阪神地震等为代表的破坏性地震,极大促进了桥梁、隧道等公路工程抗震减灾技术的发展。纵观公路工程抗震减灾技术的发展历程,概括起来表现出以下几大特点:(1)在计算理论上,从静力法发展到动力法桥梁抗震设计在20世纪40年代以前基本采用静力法,50年代末开始引入反应谱,60年代后开始引入动态时程分析法;地下结构抗震设计在20世纪50年代以前以静力理论为基础,70年代后期日本首先引入动力分析方法,并在1995年阪神地震地铁结构出现大规模破坏后得到进一步发展,而我国现行《公路工程抗震设计规范》仍采用静力法计算隧道地震荷载,在近年来的一些隧道建设中,我国突破了以往陈旧的惯性力法设计模式,提出了动力抗震设计方法;路基边坡抗震设计仍以静力法为主,真实的地震动作用下的岩土体动力特性尚需进一步研究。(2)在设防理念上,从抗震发展到减隔震传统结构抗震技术通过加强结构自身来达到抵御地震灾害的目的,主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量;减隔震技术与传统抗震不同,通过减震、隔震装置来消耗地震能量,同时阻止振动在结构上的传播。减隔震技术早在1890年就有人提出,直到20世纪60年代才开始得到应用,目前世界上约有200多座桥梁采用了基础隔震和部分隔震方法,我国的江阴大桥、苏通长江大桥、东海大桥等大跨度桥梁采用了减震技术;在规范编制中,国外桥规已规定了较为详细的减隔震设计方法,而我国《08细则》也提到一些减隔震技术的设计原则。(3)在设计方法上,从基于承载力设计发展到基于性能设计传统抗震设计方法最初是基于承载力的,即以强度破坏为准则,随着动力法的发展,逐步过渡到强度和变形双重准则,近年来逐渐发展到基于性能的抗震设计方法,其指导思想是在各种可能遇到的地震作用下结构的性能即地震反应和损伤程度均在设计预期要求的范围内。随着抗震设计方法的不断发展,结构抗震设计由单水准一阶段设计逐渐发展为多水准多阶段设计。目前,我国公路桥梁结构采用的是两水准设防两阶段设计。(4)在设防对象上,从单体工程设防发展到总体路网设防,从单一地震灾害防御发展到多灾害综合防御单体工程属于路网中的一个节点,当路网或线路中断后,单独提高某个单体工程的抗震能力意义不大;单体工程又属于整体路网,其抗震能力决定了整体路网的抗震