引 言
我國早在1990年1月1日就頒布施行了《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ 004-89)，使用至今已長達將近20年，許多方面已顯得落后，不能滿足我國公路橋梁快速發(fā)展和建設的需要。在此期間，國內(nèi)外公路橋梁抗震技術有了長足的發(fā)展，而且，從國外的情況來看，美國、日本等發(fā)達國家都有專門的橋梁抗震設計規(guī)范。因此，經(jīng)過長時間的準備、討論與修正，交通運輸部將公路橋梁抗震設計的要求和規(guī)定單獨成冊，終于在2008年8月29日發(fā)布并于2008年10月1日正式實施了《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)，以供公路橋梁設計部門進行抗震設計時遵循。
《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)較《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ 004-89)在設計思想、安全設防標準、設計方法、設計程序和構造細節(jié)等諸多方面均有很大的變化和深入。
1.橋梁抗震設防標準
抗震設防標準是橋梁結構抗震設計的最基本問題。過去的幾十年的時間里，研究者和工程師都提出分級抗震設防的原則：即小震不壞；中震發(fā)生有限的結構或非結構構件的破壞；大震發(fā)生嚴重的結構和非結構構件的破壞，但不產(chǎn)生嚴重的人員傷亡；而在可能襲擊工程場地最嚴重的地震作用下，結構不倒塌。這些基本的結構性能目標至今仍被大多數(shù)的設計規(guī)程所采用。但傳統(tǒng)的作法是，只針對單一的地震作用水平進行結構的抗震設計，如《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ 004-89)就是這樣?，F(xiàn)在的問題是針對每一個目標都給出相應的具體設計程序。這樣一來，就需要對目前實際上還是單一水準強度抗震設計原則進行修訂，采用多水準、多設防目標和多階段的抗震設計原則
[1]。
《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)參照國外橋梁抗震設防的性能目標要求，同時考慮了和《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTG/T B02-01-2008)
[2]中橋梁抗震設防性能目標要求的延續(xù)性和一致性，規(guī)定：A類橋梁的抗震設防目標是中震(El地震作用，重現(xiàn)期約為475年)不壞，大震(E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年)可修；B、C類橋梁的抗震設防目標是小震(El地震作用，重現(xiàn)期約為50～100年)不壞，中震(重現(xiàn)期約為475年)可修，大震(E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年)不倒；D類橋梁的抗震設防目標是小震(重現(xiàn)期約為25年)不壞。
《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)
[3]中橋梁的分類情況如表1所示：
各抗震設防類別橋梁的抗震設防目標
[4]如表2所示：
2.橋梁延性抗震設計和能力保護設計
2．1 橋梁延性抗震設計
延性抗震設計主要是利用結構、構件自身的延性耗能能力來抵抗地震作用，設計時是通過增加結構、構件延性來實現(xiàn)，對結構允許出現(xiàn)塑性鉸的部分進行專門的延性設計。在該方法中，容許很大的地震力和能量從地面?zhèn)鬟f給結構，而抗震設計時要考慮的問題是如何為結構提供抵抗這種地震力的能力
[5]。
傳統(tǒng)的橋梁抗震設計采用強度設計方法，即使考慮到延性和位移，也是通過強度指標間接地實現(xiàn)?，F(xiàn)在人們越來越認識到了位移在橋梁結構抗震設計中的重要性，很多研究者和工程師建議在抗震設計中直接使用位移為設計參數(shù)，這樣就將形成多參數(shù)抗震設計方法。在這方面，各種非彈性反應譜的研究和應用工作一直在進行。一些建筑結構抗震設計指南和準則已經(jīng)引人了位移設計的概念和方法。
由于《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ 004-89)只采用一階段設計，通過引入綜合影響系數(shù)來折減地震力后采用彈性抗震設計，其隱含的意思是允許結構進入塑性，對結構的延性性能有相應的需求，但在設計上又沒有進行必要的延性抗震設計，其延性能力能否滿足延性需求是不確定的，這也是該規(guī)范存在的一個較大缺陷。因此，《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)對E2地震作用的抗震設計階段，對延性抗震設計作了明確的規(guī)定，彌補了原規(guī)范的不足。
2．2 能力保護設計
《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)中引入了能力保護設計原則。1971年美國圣弗爾南多(San Fernand)地震爆發(fā)以后，各國都認識到結構的延性能力對結構抗震性能的重要意義；在1994年美國北嶺(Northridge)地震和1995年日本神戶(Kobe)地震爆發(fā)后，強調(diào)結構總體延性能力已成為一種共識。為保證結構的延性，同時最大限度地避免地震破壞的隨機性，新西蘭學者Park等在20世紀70年代中期提出了結構抗震設計理論中的一個重要原則一能力保護設計原則(Philosophy of Capacity Design)，并最早在新西蘭混凝土設計規(guī)范(NZS3101，1982)中得到應用。以后這個原則先后被美國、歐洲和日本的等國家的橋梁抗震規(guī)范所采用。
能力保護設計原則的基本思想在于：通過設計，使結構體系中的延性構件和能力保護構件形成強度等級差異，確保結構構件的地震破壞只發(fā)生在預定的部位，而且是可控制的，不發(fā)生脆性的破壞模式。具體來說，就是要選擇理想的塑性鉸位置并進行仔細的配筋設計以保證其延性抗震能力；而不利的塑性鉸位置或破壞機制(脆性破壞)則要通過提供足夠的強度加以避免。如今，能力保護設計思想已越來越廣泛地被國內(nèi)外專家學者所接受。
3.橋梁減隔震設計
橋梁結構減、隔震和耗能技術經(jīng)過數(shù)十年的研究和開發(fā)后，已經(jīng)逐漸進入實用階段。未來橋梁結構的抗震設計規(guī)范應對這些技術在橋梁抗震設計中的應用作出具體、細致的規(guī)定。實際上，日、美、歐、新西蘭等主要地震國家的橋梁抗震設計規(guī)范已經(jīng)引入相應的條款。我國新的《城市橋梁抗震設計規(guī)范》和《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)中也將橋梁減隔震設計單獨成章，體現(xiàn)出其重要性。應當注意，這一技術對橋梁的實際減震效果雖有少量的驗證，但其減震規(guī)律變化和經(jīng)濟合理性都有待深入論證。并且，隔震技術的應用并不是在任何情況下均適用。對于基礎土層不穩(wěn)定，易于發(fā)生液化的場地，下部結構剛度小、橋梁結構本身的基本振動周期較長，位于場地特征周期比較長、延長周期可能引起地基與橋梁結構共振以及支座中出現(xiàn)較大負反力等情況，不宜采用隔震技術。
4.實例分析
某橋梁總體布置為40m+40m+40m的連續(xù)剛構橋，截面是單箱單室(如圖1所示)，橋寬9.3m，墩高l0m，橋墩截面如圖2所示。該橋所在區(qū)域抗震設防烈度為Ⅶ度，按《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GBl8306-21)規(guī)定，地震動峰值加速度為0.1g。根據(jù)《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)，采用Ⅱ類場地土反應譜，取結構重要性系數(shù)1.3。
經(jīng)計算，得出結構在恒載、《公路工程抗震設計規(guī)范》反應譜描述的地震動作用下第一跨橋墩底、墩梁剛接處、主梁跨中三個控制截面的內(nèi)力。如表3所示。
5.結束語
《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)出版及實施后，其在設計思想、安全設防標準、設計方法、設計程序和構造細節(jié)等方面的較大變化必將引起相關設計、科研人員的極大興趣。本文分別從橋梁抗震設防標準、橋梁延性抗震設計和能力保護設計、橋梁減隔震設計等幾個主要方面將之與原《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ 004-89)進行比較，得出兩者之間的一些不同之處，其實為拋磚引玉，以利于對新規(guī)范的理解和掌握。
參考文獻
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【3】JTG/T B02-01-2008，公路橋梁抗震設計細則[S]。
【4】賈明曉、章小檀等，橋梁延性與減隔震設計方法應用研究[J] 公路工程，2008(8)：29—33。
【5】 范立礎，橋梁抗震[M] ，上海：同濟大學出版社，1997。
