桥梁设计论文：小议当今桥梁防震设计理念

作者：邵玉刚 马贤明 单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司

在其他许多国家的抗震规范中，也或多或少地采用了这一设计原则，即便如此，各国规范在具体的设计程序上绝大多数仍坚持以安全设计地震为准的单一水平设计手法，并认为第一设计水准的要求自动满足［3］。近年来，专家已建议对两个设防水准的地震力都要进行设计，这在一定程度上更加保证了桥梁结构的抗震安全性，也是未来桥梁抗震设计的一个发展方向。理念的提出基于性能的抗震设计思想是一个比较抽象的概念，它没有明确的力的大小的物理意义，也没有单纯的材料强度或结构位移的具体量化结果。因此，基于性能的抗震设计思想不能比较明确的用一个参数来衡量结构的抗震性能，它是对以往的结构的响应的一个综合考量，结构的性能往往与结构的受力大小、强度或位移，耗能能力以及结构的功能有关，更为直接地反映的是为满足人们的正常使用要求或结构功能性或安全性的性能综合考量。因此，对于不同的需求和功能要求，同样一座桥梁的抗震评估结果将有所不同［1］。基于性能的抗震设计可以简要的概括为，用总少的投入，建总可靠的桥梁。正如著名的地震工程学家胡聿贤先生所讲，工程抗震不仅与工程技术有关，而且与社会经济密切相关。基于性能的抗震设计思想是桥梁抗震设计思想发展的一种必然趋势，对于人类进步和社会发展都将起到积极的作用。基于性能的抗震设计思想是一个全新的思想体系，目前已经取得了一些研究成果，但到广泛的应用还有一定的距离，甚至目前都没有形成完全统一的概念。但这并不妨碍基于性能的设计思想的进一步完善。

设计方法的体现

传统的桥梁抗震设计思想即对某一性能目标进行比较，如对结构的地震响应力、地震位移、结构耗能等单一性能参数进行考虑。从严格意义来讲，这并不能反映结构的真实安全性能。而基于性能的抗震设计，其目标即为业主的期望目标或结构性能，包括地震动性能目标和结构抗震性能目标。基于性能的抗震性能目标，是一个对传统的结构的性能的一个综合考虑，因此，各单一结构性能之间的相互关系显得十分重要而又相互制约，如连续梁桥梁结构的梁端位移与墩底弯矩即为相互制约的关系，基于性能的设计思想即要从这两者之间找到一个平衡点，以达到各单一性能的充分而平衡的发挥。同时，基于性能的抗震设计思想也要对结构的经济指标提出要求。人们总是希望结构设计以社会效益和经济指标为目的，基于性能的抗震设计思想即在对结构进行抗震设计时，对桥梁结构遭受地震破坏所造成的损失、维修成本、社会影响等进行综合评估，这也是基于性能的抗震设计思想所必须考虑的一个关键所在。基于性能的桥梁抗震设计是一个涉及多门学科的综合型研究领域，需要对多个领域，如地震学、桥梁工程、经济等都要有一定程度的认知才能进行基于性能的抗震设计，这也对桥梁抗震设计工程师提出了更高的要求。

结语

在许多细节方面，还存在许多困难。总结起来，作者认为可以在以下几个方面作进一步的研究:1)目前的结构损伤评估都是基于常规桥梁，也是基于单一因素的损伤界定，对于基于性能的设计方法已不再适用。因此，建议对桥梁多重地震损伤性能评估的指标参数进行深入研究。针对一个大型结构，可以根据不同构件的不同功能提出不同的性能要求，也按照不同的性能指标去评价其性能。同时，也可以考虑用多重性能指标对一个构件或结构体系进行性能评价，使各个构件都能尽其所能。2)使桥梁结构的设计达到社会经济效益最大化是未来的一个发展方向。发展基于寿命周期的桥梁抗震性能—投资—经济效益的评估方法，建立桥梁的抗震性能评估体系。