两害相权当取其轻

文/本刊记者 陈楠枰

两害相权当取其轻

文/本刊记者 陈楠枰

高烈度地震区中小跨径公路桥梁抗震设计关键技术

“就整个公路交通网络而言，桥梁无论大小，只要在地震中发生严重损毁，都有可能导致交通网络的瘫痪。”记者刚落座，刘振宇就阐明了观点，“中、小跨径桥梁的抗震问题与大跨径桥梁的同等重要。”这也是他参与研究“高烈度地震区中小跨径公路桥梁抗震设计关键技术”课题的意义所在。

2009年开始，耗时4年时间，来自四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院桥梁分院的年轻博士刘振宇带领研究团队，完成“高烈度地震区中小跨径公路桥梁抗震设计关键技术”课题并取得该方向研究的阶段性进展。

对于公路工程抗震减灾技术研究者们而言，“地震是一个天然的试验场，桥梁震害是非常宝贵的。”

事实上，早在汶川地震未发生之前，课题组就已经意识到，高烈度震区环境下，山区量大面广的中小跨径桥梁抗震是一个值得、更必须研究透彻的问题。地震发生后，前期工作的研究成果慢慢与地震损害的结果互相印证，过去的经验是扬还是弃？刘振宇的结论是，“弥补”。

经过大规模震害检验，课题组发现，“抗震做的好，并不一定是增加造价的。”在山区高烈度地区，利用具有一定隔震功能的板式橡胶支座，再结合两边山体和两端桥台的约束提高桥梁的抗震功能，将有可能做到比原有的设计规范更为简单而有效，造价也会降低许多。

成功的经验给了课题组以信心，也让他们的想法愈发大胆起来。

“业内一直讨论不休的日本阪神地震，其失败的教训之一就是抗震因素考虑太多，增加了过多防止落梁的措施，让梁体的地震力转移到桥墩，进而导致了桥墩的大量垮塌。”刘振宇认为，地震作用下桥梁的结构性损伤机理并不应该作为中小跨径桥梁的抗震重点。

高烈度区简支桥梁抗震设计新方法

为此，课题组提出了因地制宜地结合中国国情特点和现有情况，依据地势，利用地势及结构物支撑的协调，提高桥梁抗震性能，达到设防目标的新思路。

也就是说，以汶川地震桥梁震害的统计分析为基础，通过数值模拟反演震害现象，“牺牲可接受的损伤”，就有机会解决中小跨径桥梁抗震概念设计、弯、坡、斜桥抗震技术、桥梁减隔震技术的实用化和体系化等问题。

正所谓，两害相权取其轻。“研究抗震技术，最忌讳的就是‘以刚克刚’。地震是‘刚’性的，若把桥梁也做成全‘刚’性的，代价会很大。”刘振宇说。

“而在桥梁的某个地方允许它的适度变形和活动，例如当应急车要过桥时，桥梁小小移位了5个公分，只要主要的墩座仍然完好，车照样可以开过去，并不影响灾后的应急救援。”刘振宇认为：“用明确的思想和理论计算可控的损伤，这就是主动行为，是成功的减灾手段。”

据刘振宇介绍，课题组还首次在国内提出减、隔震桥梁的简化实用计算方法，解决了现有计算方法计算时间长，方法复杂，不便于工程应用的问题。“这与纵桥向、横桥向主梁限位装置及防落梁体系设计计算方法一起形成了相对完成的减、隔震系统设计计算方法，为减、隔震桥梁的工程应用提供了有力的理论支撑。”

谈到课题新理论的实用性时，刘振宇说，5年后发生的芦山地震中，应用了“高烈度震区中小跨径公路桥梁抗震设计”理念的桥梁，“损坏程度确实明显降低了。”

在汶川地震发生后，曾前往灾区实地调研的邓卫东以及他的团队承担了《震后公路路基、边坡与支挡结构安全性检测评估及修复加固技术研究》课题。

作为课题的负责人的他有着丰富的专业技术水平，从1983年本科毕业后，一直从事路基稳定、地基处理、土工合成材料应用等方面的研究工作，一直与路基、边坡、支挡结构打交道。

不仅如此，2005年，在公路路基抗震方面有着敏锐观察力的邓卫东就发现，我国在此方面的技术水平非常薄弱，并向交通运输部西部科技项目中心提出应开展路基抗震研究。2006年，邓卫东和他的同事们承担了西部中心设置的“路基抗震设计方法”课题。而这次所承担的课题研究，可以说是在良好的基础条件上将课题成果“发扬光大”。

众所周知，路基、边坡、支挡都是公路最基础的部分，从狭义上讲，路基是承受车辆荷载的基础，不包括路堑边坡和支挡结构。而从广义上讲，以及我国现行规范体系上看，路基包含了边坡与支挡。路基、边坡的稳定，离不开支挡结构，关系密不可分。

不同地区、不同岩土体情况，地震对路基、边坡、支挡结构带来的破坏形式和程度不同。

都汶路加筋土挡墙修复前后