摘 要：本文對中日主要的橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)狀進(jìn)行了概略的比較，著重介紹日本橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中落橋防止裝置的設(shè)計方法，并預(yù)測了其未來發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：日本橋梁,抗震設(shè)計,思想,設(shè)計方法,發(fā)展方向

　　引言

　　近幾年來，世界相繼發(fā)生了多次重大地震，每次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗教訓(xùn)。其中日本是地震非常頻繁的國家，三級以下地震每周都至少發(fā)生一次。所以日本也是世界抗震設(shè)計方面的領(lǐng)先者。日本1995年阪神地震后，對結(jié)構(gòu)抗震的基本問題重新進(jìn)行了大量的研究，橋梁、道路方面的抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)重新編寫，并于1996年頒布實(shí)施。

　　1990年，日本的橋梁抗震規(guī)范中加入針對罕遇地震的彈塑性計算。(平成2年、道路橋示方書耐震設(shè)計編、レベル2地震動、地震時保有水平耐力法)到了95年阪神地震后，大家進(jìn)一步認(rèn)識到彈塑性設(shè)計的重要性。(求出受拘束混凝土和鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線，把截面劃分成50份，假定一個中和軸，對中和軸求力及彎矩的和，用Excel的自動求解功能可求出實(shí)際中和軸位置，即可得出該截面的彎矩M與曲率φ的關(guān)系。若知道構(gòu)件沿縱軸的斷面力分布，沿構(gòu)件縱軸劃分成50小段，求出每個截面上的M-φ關(guān)系，即可求出整個構(gòu)件的水平力與位移的非線性關(guān)系。這樣，延性系數(shù)μ就是實(shí)際算出來的了。綜合影響系數(shù)Cz=1/(2μ-1)^0.5)也就是實(shí)際算出來的。

　　中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-89)在80年代中期開始修訂，于1989年正式發(fā)行。與日本的同類規(guī)范相比，中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于日本同類規(guī)范。筆者認(rèn)為，相對而言中國的規(guī)范在抗震設(shè)計方面較為粗糙、可操作性不強(qiáng)。而日本規(guī)范在這方面作的最為細(xì)致，技術(shù)也較為先進(jìn)。因此，在隨后的部分中詳細(xì)介紹了日本抗震規(guī)范的設(shè)計方法。

　　1 日本橋梁抗震設(shè)計基本思想

　　日本的橋梁抗震設(shè)計以確保針對橋梁的重要度而要求的抗震性能為目的，橋梁的重要度分為A,B兩類，A類為一般重要橋梁，B類為特別重要橋梁 對于A類橋，要求在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)在大概率地震作用下，橋梁不產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞 對于B類橋，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)在大概率地震作用下，不出現(xiàn)損害橋梁整體性的破壞;在小概率地震作用下，橋梁僅產(chǎn)生有限的破壞，即在有較大發(fā)生概率的功能設(shè)計地震作用下，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;在有較小發(fā)生概率的安全設(shè)計地震的作用下，允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的破壞，但不允許發(fā)生整體破壞。在阪神地震之前所進(jìn)行的抗震設(shè)計，都是針對上面所提到的發(fā)生概率較大的中小強(qiáng)度地震，也被稱為Level1地震，其最大

　　水平加速度(Kh0 )規(guī)定為0.3g。重新修訂的規(guī)范中增加了發(fā)生概率較小的大強(qiáng)度地震的抗震設(shè)計，被稱作Level2地震其中又分成兩類：一類是板塊邊界型地震(發(fā)生在大陸板塊邊緣的地震，如 1923年的關(guān)東大地震)，也稱作Type1地震;另一類是內(nèi)陸直下型地震(發(fā)生在板塊內(nèi)部的直下型地震，如本文列舉的阪神地震)，又稱作Type2地震這兩類地震的強(qiáng)度和頻譜特性有所不同，最大水平加速度前者為1.0g，后者為2.0g。

　　2 日本橋梁抗震設(shè)計方法

　　日本橋梁抗震設(shè)計和驗算主要有以下3種方法

　　(1)震度法：為彈性靜力計算法，是將水平地震動加速度峰值乘以結(jié)構(gòu)的相應(yīng)有效質(zhì)量作為抗震設(shè)計的水平荷載該方法用于功能設(shè)計地震作用下的彈性設(shè)計

　　(2)地震時保有水平耐力法(簡稱保耐法)：亦為一種靜力法，考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力，用能量一定準(zhǔn)則折算出等效的彈性強(qiáng)度地震作用的考慮方式與震度法相同，用于安全設(shè)計地 震作用下的設(shè)計和驗算，該方法多用于單墩橋等結(jié)構(gòu)形式簡單的橋梁抗震設(shè)計

　　(3)動力反應(yīng)分析法：是一種以時程反應(yīng)分析為主的動力方法，主要用于震度法和保耐法的設(shè)計結(jié)果的彈性和彈塑性驗算，也用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的直接設(shè)計。

　　3結(jié)束語

　　通過以上的比較可以看出,日本的抗震規(guī)范,在理論體系上有獨(dú)到的特性,很嚴(yán)密不但對于發(fā)生頻率高的中規(guī)模地震能滿足抗震要求,對于發(fā)生頻率低的大規(guī)模地震以及意想不到的地震,結(jié)構(gòu)也能有很強(qiáng)的耐震性能。根據(jù)國內(nèi)外研究工作近幾十年的發(fā)展,筆者提出以下一些結(jié)論和建議:

　　3.1 日本的道路橋示方書·同解說,V 耐震設(shè)計編提出了系統(tǒng)的抗震設(shè)計方法,便于設(shè)計使

　　用,但是其設(shè)計方法是經(jīng)驗性的,設(shè)計思想不甚明確,不能反映場地土、地震動參數(shù)以及結(jié)構(gòu)特性等重要因素的影響。

　　3.2 地震碰撞的研究還處于多種假定下的理論分析階段，且各國對地震碰撞的效果認(rèn)識還不盡相同,還需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗研究。

　　3.3國內(nèi)對抗震系統(tǒng)的研究還處于起步階段，公路工程抗震設(shè)計規(guī)范(J TJ 004289)未能反映眾多新的橋梁震害現(xiàn)象的啟示，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和橋梁建設(shè)的需要，急待進(jìn)一步研究,提出符合我國橋梁抗震設(shè)計思想的設(shè)計理論和方法。

　　參考文獻(xiàn)：

　　〔1〕 日本道路協(xié)會 道路橋示方書同解說V耐震設(shè)計篇[M]東京：日本道路協(xié)會，2002

　　〔2〕 日本道路協(xié)會道路橋耐震設(shè)計相關(guān)資料[M]東京：日本道路協(xié)會，1997

　　〔3〕公路通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編·公路工程抗震設(shè)計規(guī)范J TJ 004 - 89