关于在本科阶段设立桥梁抗震课程的建议

高秀云

[摘           要]  随着交通行业对桥梁抗震的重视，高校专业教育必须跟上，课程改革势在必行。从改革的必要性、可行性、应用手段等方面进行论述，以努力为国家为行业培养合格的专业人才为最终目标。

[关    键   词]  桥梁抗震;课程改革;防灾减灾

[中图分类号]  G642             [文献标志码]  A          [文章编号]  2096-0603（2020）18-0126-02

地震具有突发性和毁灭性，一次地震，持续时间往往只有几十秒，却会造成巨大的生命财产损失。地震，还会引起诸如火灾、水灾、有毒物质泄漏以及瘟疫等等次生灾害的流行，这是其他自然灾害无法相比的。1976年中国河北省的唐山市发生7.6级大地震，整个城市顷刻之间沦为一片废墟，造成24万余人丧生，直接经济损失近100亿人民币（当时的币值）。据统计，仅20世纪，全世界因地震死亡的人数达100多万人，占各种自然灾害死亡人数的54%，平均每年所造成的经济损失高达几十亿美元。[1]最近二三十年以来，全球发生的多次破坏性地震都造成了非常惨重的生命财产损失。一个很重要的原因是桥梁工程在地震中遭到了严重的破坏，切断了震区的交通生命线，造成了抢险救灾的巨大困难，使次生灾害加重，从而导致了巨大的经济损失和社会问题。

一、国家极其重视防灾减灾工作

中央政府多次召开防灾减灾会议，建立防灾减灾的行政机制，力争将防灾减灾工作落到实处。“防灾减灾”工作不是一句空话，它是一项关系到千千万万鲜活生命的重大课题，怎么强调都不为过。桥梁抗震研究，作为“防灾减灾”工作的重要一环，最早起源于日本。我国在1976年的唐山大地震后加快了桥梁抗震研究的步伐，在汶川地震后的2008年10月，交通运输部颁布了升级版的行业标准——《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008），不久后的2011年住房与城乡建设部颁布了升级版的行业标准——《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）。

二、设立课程的意义

随着改革开放以来经济水平的提高，我国的交通基础设施得到了长足发展。这些交通基础设施中，包含了大量的桥梁工程。据统计，我国桥梁的数量及总长度都达到了世界领先地位。大部分的桥梁工程位于人口数量庞大的都市圈，如果它们发生了严重的震害，会产生严重的后果。因此，桥梁工程抗震不但变得更加急迫而且需要大量的专业人才参与其中。而高等工程教育是培养大量专业人才的主要手段，为了跟上社会及行业对桥梁抗震性能的较高要求，高校的专业教育必须进行改革。具体讲，就是优化高校的课程设置，以便跟上社会的发展和行业的要求。

首先，让我们看一下我校桥梁专业的本科培养方案。培养方案（2016版本）中，只有大四学年秋季学期开设的桥梁抗风抗震设计基础（双语）一门课程与桥梁工程防灾减灾事项有关，而且是选修课。由于此课的前修课程涉及比较难的结构动力学以及没有在本科阶段开设的地震工程等课程，学生觉得桥梁抗风抗震设计基础（双语）一门课内容太过艰深，所以选课人数并不是太多。

其次，我们再看一看毕业设计阶段。本科生的大四毕业设计环节，是检验学生四年学习成果的一个重要环节，也是学生将四年的专业学习所得具体运用的一个环节。在这个环节里，学生通过具体的桥梁设计，还可以将自己不熟练的方面进行学习、加强和巩固。可以说，毕业设计是我们教师对学生的最后一次辅导。量大面广的中小跨径的桥梁是本科毕业的学生必须掌握的桥梁类型，也是我们老师经常布置的毕业设计的桥型。对于这类桥型的设计，我们现在的做法是，只要求考虑恒载、汽车活载、人群活载以及风静力效应荷载的作用进行设计即可，对于地震力的影响不做要求。这种对桥梁抗震设计的忽视，会导致我们的本科毕业生到了单位做桥梁设计的时候处于被动状态。因为他们会发现，现在行业对桥梁抗震设计的要求已经大大提高，大量的中小跨径的桥梁，因为其特有的振动性能，相较于柔度更大的索体系桥梁，更容易受到地震的破坏，需要进行抗震设计。试问，当我们的学生对一个简单的中小跨径的桥梁进行设计时，因为没有学过而不得不将其中的抗震设计单独剥离出来进行外委的时候，内心是怎样的感受？

三、改进建议

因此，我们应该在以下几个方面进行改革。

首先，在本科生培养方案中，改变没有防灾减灾的意识，增加与“防灾减灾”有关的课程设置。比如，在大四阶段，选修课程里增加地震工程课程的选项。其次，在必修课程里，增加桥梁抗震设计基础课程，将现在的选修课桥梁抗风抗震设计基础（双语）改为桥梁抗风设计基础。这样修改之后，对于受震害严重的中小桥梁也是必须进行抗震设计，我们的本科毕业生才能够胜任。

其次，在本科的毕业设计阶段，必须对毕业设计的内容进行要求。对毕业设计题目是中小桥梁设计的毕业生，应该要求其必须增加抗震设计的内容，否则不予通过。目前哈工大桥梁系对毕业设计内容要求还是非常高的，但是在抗震设计这方面，相对较弱。“桥梁抗震设计”，从专业的角度说，可以分为“桥梁抗震分析与验算”与“桥梁抗震相关构造与措施设计”。其中的“桥梁抗震分析与验算”，需要有对桥梁的动力分析过程，根据动力分析结果，对桥梁进行破坏极限状态下的设计。而“桥梁抗震相关构造与措施设计”，则不需要进行桥梁的动力解析，也不需要进行破坏极限状态下的设计，只是从构造与措施方面设置一下相关的抗震构件即可。因此，相对而言，“桥梁抗震分析与计算”较难，“桥梁抗震相关构造与措施设计”较简单。当然，什么样的桥梁必须进行“桥梁抗震分析与计算”，什么样的桥梁可以只进行“桥梁抗震相关构造与措施设计”是有标准的。比如，《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）中，按照城市桥梁的抗震设防要求将桥梁分为甲、乙、丙、丁四类。其中甲类桥梁特指悬索桥、斜拉桥以及大跨度拱桥，规范要求此类城市桥梁在E1地震（小震）作用后，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后允许发生局部轻微损伤，不需修复或经简单修复可继续使用;乙类桥梁特指除甲类桥梁以外的交通网络中枢纽位置的桥梁和城市快速路上的桥梁，规范要求此类城市桥梁在E1地震（小震）作用后，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，允许发生有限损伤，经抢修可恢复使用，永久性修复后恢复正常运营功能;丙类桥梁特指城市主干路和轨道交通桥梁，规范要求此类城市桥梁在E1地震（小震）作用后，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，不产生严重的结构损伤，经临时加固，可供紧急救援车辆使用;丁类桥梁特指除甲、乙和丙三类桥梁以外的其他桥梁，规范要求此类城市桥梁在E1地震（小震）作用后，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，不致倒塌。《城市桥梁抗震設计规范》（CJJ166-2011）将桥梁除去悬索桥、斜拉桥以及大跨度拱桥的交通网络中枢纽位置的桥梁和城市快速路上的桥梁、城市主干路和轨道交通桥梁以及其他桥梁，分为A、B、C三类，其中A类桥梁应进行E1（小震）和E2（大震）地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足桥梁抗震体系以及相关构造和抗震措施的要求;B类桥梁应进行E1（小震）地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足桥梁抗震体系以及相关构造和抗震措施的要求;C类桥梁应满足桥梁抗震体系以及相关构造和抗震措施的要求，不需进行地震作用下的抗震分析和抗震验算。

对这样专业性的“桥梁抗震设计”内容的划分，如果老师不提出严格的要求去要求学生“必须做桥梁的抗震分析与验算”，就很容易出现这样的情况：毕业设计虽然标明了“具有桥梁抗震设计的内容”，但只是“桥梁抗震相关构造与措施设计”，没有“桥梁抗震分析与验算”的内容。因此，专业课老师一定要以“培养合格毕业生”的责任感，严把毕业设计论文的内容，让学生“难在学校里，笑在职场中”。

四、结语

最后想强调的是，桥梁抗震设计作为防灾减灾的重要一环，必须引起专业老师的重视。我们系在制定培养方案和教学过程管理中，应该将“规格严格 功夫到家”始终贯彻在我们具体的行动中。将“培养合格的毕业生”作为我们的使命与担当并且无愧于此。

参考文献：

[1]叶爱君，管仲国.桥梁抗震（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]中华人民共和国交通运输部.公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-01-2008）[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市桥梁抗震设计规范（CJJ166-2011）[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

编辑 武生智