亚洲色图亚洲天堂亚洲av,99re8精品视频在线播放

訪談時間：2012-04-27 10:00:00

訪談實錄

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：長安大學的各位老師、同學們，中國橋梁網(wǎng)的網(wǎng)友們，大家上午好！歡迎關注中國橋梁網(wǎng)《行業(yè)交流》欄目，我是本期主持人劉行行?！缎袠I(yè)交流》是中國橋梁網(wǎng)最具網(wǎng)絡人氣和特色的欄目之一，特邀國內外重量級的橋梁專家就專業(yè)話題進行在線和現(xiàn)場交流，為大家傳道解惑。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：在這個春暖花開、草長鶯飛的季節(jié)里，非常高興《行業(yè)交流》欄目能夠來到西安，走進著名的長安大學，與廣大師生和網(wǎng)友們交流。長安大學的道路橋梁、交通運輸?shù)葘I(yè)為我國的交通事業(yè)輸送了大批人才，希望本期《行業(yè)交流》能夠讓各位學子受益，也非常感謝長安大學公路學院和中交第一公路勘察設計院對我們欄目的大力支持。我們本期《行業(yè)交流》有幸邀請到長安大學公路學院教授、博士生導師劉健新，中交第一公路勘察設計研究院黨委書記劉士林做嘉賓，歡迎兩位！首先請兩位與我們的廣大網(wǎng)友和現(xiàn)場師生打個招呼！

::
劉士林：各位同學，大家上午好！很高興來到中國橋梁網(wǎng)《行業(yè)交流》欄目和大家見面，就大跨徑石拱橋的設計和施工與大家討論和交流。謝謝中國橋梁網(wǎng)！謝謝主持人！

::
劉健新：大家好！

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：我們本期訪談將分為上下兩場，首先請劉士林書記就“大跨徑石拱橋的設計與施工”與網(wǎng)友和現(xiàn)場同學進行交流，劉健新教授也將參與網(wǎng)友互動；下半場將由劉健新教授就“大跨徑橋梁結構抗風及減隔震設計”這一話題與大家進行交流，同時請劉士林書記共同參與網(wǎng)友互動。下面我們進入今天的主題。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：劉士林書記投身橋梁行業(yè)30余年，一直從事公路橋梁勘測設計與科研工作，為我國的橋梁事業(yè)做出了突出的貢獻，在大跨徑石拱橋的設計與施工方面的研究十分深入。那么我們首先請劉書記介紹一下多年來研究“大跨徑石拱橋的設計與施工”的體會。

::
劉士林：多年來，我一直從事橋梁設計和研究工作。作為橋梁工程技術人員，首先需要的是把工作作為事業(yè)來做。今天主要談大跨拱橋，她是眾多橋型中歷史最悠久、現(xiàn)存橋梁中年代最長的橋型。比如1400年歷史的趙州橋；1961年的云南長虹橋，跨徑112.5米；1991年120米跨的烏巢橋，跨徑80米以上的達38座之多，100米以上17座。特別是1997年11月開工建設，于2000年7月建成的146米跨徑的丹河大橋，是同類橋型結構中最大跨徑的橋梁，其橋梁寬度、荷載等級及橋梁高度也使石拱橋的設計建設水平提高到了一個新的高度。在拱橋的發(fā)展歷史長河中，我國一直處于世界領先水平。

::
劉士林：丹河大橋，不僅繼承和發(fā)揚了石拱橋這一中國的傳統(tǒng)優(yōu)勢橋型的建設技術，并在橋梁跨徑、橋梁寬度、荷載等級、橋梁高度與建設速度等方面取得了較大的突破；而且，通過采用現(xiàn)代橋梁科研手段與設計、施工技術，加大了石拱橋的技術含量，提高了石拱橋的建設水平，為在高荷載作用下的大跨度石拱橋的建設提供了成功的范例，使石拱橋這一富于中國民族特色、體現(xiàn)中國傳統(tǒng)文明的橋梁結構形式賦予了新的生命力。丹河大橋的成功建設刷新了石拱橋世界記錄，被錄為大世界基尼斯之最，獲得山西科技進步獎和國家優(yōu)秀設計獎。
由于石拱橋能就地取材、耐久性好、全壽命周期成本低、構造簡單、抗災能力強，只要設計周密，措施得當，修建更大跨徑石拱橋是可能的。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：俗話說，聽君一席話，勝讀十年書。相信這些經(jīng)驗對我們的網(wǎng)友來說一定會受益匪淺。謝謝劉書記！我們本期節(jié)目發(fā)出預告后，網(wǎng)友十分踴躍，在我們的網(wǎng)站上提出了很多問題請劉書記解答，我們一起來看一下。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：網(wǎng)友回首過往問：大跨徑石拱橋的設計方法很多，但對于橋梁工程師來說要找出優(yōu)化的設計方法、一流的設計才能保證一流的工程。請問劉書記，在這方面是否有較為合理的設計理論呢？

::
劉士林：盡管石拱橋歷史悠久，真正進行科學計算是三百年的事，采用理論分析和監(jiān)控手段指導施工是近幾年的事。理論按發(fā)展過程為：多鉸拱理論、殼體理論、彈性地基拱理論、平鉸拱理論和組合彈性體理論；根據(jù)不同的結構形式、拱上填料性質、施工工藝和細部連接構造針對拱軸線形式提出多種設計方法：可歸結為解析法、半解析半數(shù)值法和數(shù)值法。

::
劉士林：由于丹河橋跨徑大、荷載等級高，需要對設計方法進行優(yōu)化，即考慮軸向彈性壓縮的有限元優(yōu)化方案（沿跨長等分48個單元），以求得真正的合理拱軸。實踐證明合理拱軸優(yōu)化采用有限元可行，速度快、精度高。不考慮彈性壓縮的優(yōu)化結果比采用有限元優(yōu)化結果精度低，應考慮彈壓影響。實際是懸鏈線拱軸理論與現(xiàn)代計算機相結合的方法。Super SAP、QJX等共用，相互驗證；結構分析及施工控制分析采用實體元更適合于分步施工的大跨石拱橋的受力特點。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：謝謝劉書記！網(wǎng)友小鈴說，現(xiàn)在大家都在提倡建筑物要與當?shù)丨h(huán)境和諧統(tǒng)一，而拱橋一直是被認為造型優(yōu)美，很漂亮的。我想問下劉書記在這方面有什么特別的體會？

::
劉士林：丹河大橋主跨146m，是目前世界上跨徑最大的石拱橋?？紤]丹河新橋自然地理、人文環(huán)境，要求該橋的設計不僅達到力學與結構的完美，遵從諸如協(xié)調、比例、對稱、韻律、重復、對比及相似等美學規(guī)則，同時要求實現(xiàn)與景觀協(xié)調、融入自認的造型美，真正使丹河新橋不僅滿足交通功能要求，同時好要滿足人們審美精神要求。

::
劉士林：1、形式和功能的統(tǒng)一：一般情況下，結構形式服從結構功能，但結構功能不僅表現(xiàn)在結構本身，還必須滿足其他諸如舒適（變形限制）、衛(wèi)生（防塵、排水、通風等）、辟開天氣影響、美學質量（符合美學設計原則）等諸多方面的要求、一般來說，滿足了上述要求，就達到了形式和功能的統(tǒng)一。
2、比例：采用2 30m+146m+5 30m配跨方案；主、引橋墩分別采用厚度8.0m和4.0m的石砌墩。達到烘托主橋、主引橋比例協(xié)調的目的。主橋拱上建筑經(jīng)比較采用凈跨徑9.4m，凈矢高2.68m，矢跨比、/3.5，腹拱圈厚度0.6m的圓弧腹拱；引橋腹拱采用凈跨經(jīng)3.6m，凈矢高1.2m，矢跨比1/3，拱圈厚度去0.4m。主橋腹拱采用厚度從主跨中的1.1m漸變到主墩處的1.9m的石橋墩，引橋腹拱采用厚為0.8m的石砌墩。從整體到局部達到了比例協(xié)調的目的。

::
劉士林：3、對稱、有序、韻律：采用中孔大跨，兩邊配數(shù)孔小跨，腹孔則更為嚴格地遵從了對稱這一原則，橋梁整體給人以對稱、穩(wěn)重之感。在每個腹拱墩上采用以橋梁中心線為中軸線的三個橫向腹拱，增加了橋梁通透度和融入自然的力度。
空腹式拱上建筑，每孔拱上有一組小腹拱重復出現(xiàn)在各主拱上，就是典型的連續(xù)韻律，而由主孔向橋梁兩端孔徑逐漸減小，主橋腹孔墩厚度從跨中向兩端逐變等則產生連續(xù)而有規(guī)律的漸變韻律美。
4、石拱橋與環(huán)境的協(xié)調：鑒于丹河新橋所處的地理位置和橋址環(huán)境，本次設計采用了強調法，即突出橋梁的存在，又考慮盡量增加橋梁透空度使與環(huán)境協(xié)調。結合丹河收費站和服務管理區(qū)的設置，創(chuàng)造晉城一新的景點。
5、選材：丹河新橋地處晉城山區(qū)，石料豐富。盛產之天然白云石不僅具有可靠的物理力學性能，且表面紋理清新并具天然調和色彩，是丹河新橋首選的建造材料。

::
劉士林：6、與自然的統(tǒng)一：采用全空腹式拱上建筑，游客從任意角度都能在觀賞橋梁的同時看到自然的景色；對晉城岸挖方邊坡和焦作岸路堤邊坡進行了綠化美化設計，這也是橋梁美學設計研究中不可忽視的部分。
7、石拱橋欄桿裝飾藝術：行車道內、外側護欄分別采用輕質鋼波型梁和墻式護欄；人行道欄桿則采用仿古石質工藝欄桿，同時配以石質吸水獸等裝飾。即保證車輛高速行駛的安全，體現(xiàn)時代風貌，又使得橋梁整體外觀古樸典雅、穩(wěn)健宏偉，體現(xiàn)了鮮明的民族特色。
8、橋梁美學與投資：一位世界著名的橋梁專家說過：“好看的橋梁并不需要付出更多的造價，美麗的橋梁多半是經(jīng)濟的。這是因為只要采用合理的規(guī)劃、設計方法，使之與環(huán)境協(xié)調，使技術和藝術相互補充而不是相互矛盾，就能同時達到經(jīng)濟與美學完美結合的效果。”為實現(xiàn)橋梁美所增加的投資是非常有限的，特別對于山區(qū)橋梁更是如此。本橋用于美學的投資不足工程造價的1％。橋梁是永久性建造物，增加少量的投資獲取美的效果，供人們欣賞、評說是非常值得的。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：劉書記曾在丹河大橋的建設中擔任重要角色，很多網(wǎng)友也就丹河大橋提出了與我們今天討論的主題相關的問題。這位叫柴小鵬的網(wǎng)友說，丹河大橋施工控制有限元模擬采用實體單元模擬實際施工過程，符合實際，但是不知道計算效率怎么樣？不知道小石子混凝土和一般的混凝土差別在哪里，前者能否看做用小石子做骨料的混凝土呢？之所以叫石拱橋而不是混凝土橋，是不是因為采用的砌筑的施工方法，那能不能澆筑呢？

::
劉士林：正如柴小鵬網(wǎng)友談到的，通俗地講，正是小石子做骨料的混凝土。一般要求骨料粒徑≯20mm大跨石拱橋MU50，C20；本橋為特大跨，創(chuàng)新性的采用MU80、C40、5～10 mm連續(xù)級配碎石，水灰比：0.38～0.39；普通混凝土最大粒徑≯100 mm，一般40～60 mm，水灰比：0.4～0.5（公路圬工橋涵設計05規(guī)范）。
首次研發(fā)高等級小石子混凝土砌體的抗壓、抗剪強度、彈性模量和泊松比。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：謝謝劉書記！我們下面這位網(wǎng)友的問題也跟丹河大橋有關。他說，劉士林老師您好！我在您的一篇文章中看到您提過丹河大橋首次發(fā)現(xiàn)了“分步施工石拱橋拱腳高應力區(qū)”，查了好多資料都沒找到具體的解釋，您能解釋一下嗎？

::
劉士林：這個是進行了施工仿真模擬分析。從分環(huán)砌筑主拱圈仿真分析（荷載工況按設計分五環(huán)、分10段,336路拱石,11道空縫,空縫采用扁鐵支頂），高應力區(qū)出現(xiàn)在拱腳下緣，可用于調整施工工序等。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：接下來我們看關于丹河大橋的另外一個問題：請問劉書記，我了解到丹河大橋的建設中首次使用了加氣混凝土，它在大跨徑拱橋中的使用有什么優(yōu)缺點？

::
劉士林：加氣混凝土屬于輕質材料，輕質材料還包括陶粒、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石，采用加氣混凝土砌筑填料主要有一下優(yōu)點：
一是減輕了填料自重，減少了恒載，減輕了主拱、墩臺及地基的負擔。
第二點是提高了填料強度和剛度，增強了車輛荷載的分布能力，減小了橋面活載沖擊力，提高承載能力。同時，減少了填料對側墻的擠壓力。
還有就是克服了拱腹排水運營期間不易維護等特點，并加強了橋面防水措施，從而解決了拱橋橋面沉陷等病害，大大提高了高速公路山大跨徑橋的橋面質量。

::
劉士林：加氣砼體輕，便于裝卸、運輸施工可加快速度。蒸壓粉煤灰加氣砼的主要特征有干密度低、質量輕；強度低，但砌體強度利用系數(shù)高；彈性模量小、但彈性系數(shù)大；吸濕膨脹、干燥收縮；吸水少而慢，抗凍性好；原材料廣泛、價格低廉；具有可加工性，便于施工。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：丹河大橋可謂是劉書記的得意之作，大家有時間可以去現(xiàn)場觀摩。下面這位網(wǎng)友的問題與規(guī)范有關：劉書記您好，關于梁端搭接長度，規(guī)范里只規(guī)定了簡支梁梁端搭接長度，對連續(xù)梁及其他結構形式是否需要同樣按該條執(zhí)行？

::
劉士林：公路工程抗震設計規(guī)范89版有吊梁與懸臂的搭接長度的規(guī)定，08細則取消了此條，但都有簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應有一定的距離的要求。橋面不連續(xù)的簡支梁（板）橋和吊梁，宜采用擋塊、螺栓連接和鋼夾板連接等防止縱橫向落梁的措施。連續(xù)梁和橋面連續(xù)簡支梁（板）橋，應采取防止橫向產生較大位移的措施。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：這位網(wǎng)友還有一個關于能力保護構件的問題：延性墩柱的剪力計算規(guī)范規(guī)定按照墩柱上、下端截面按實配鋼筋、采用材料強度標準值和最不利軸力計算的正截面抗彎承載力對應的彎矩值，請問該彎矩值指的是截面的初始屈服彎矩，還是等效屈服彎矩或極限屈服彎矩？

::
劉士林：延性墩柱剪力設計值條款中，墩柱上、下端截面按實配鋼筋，采用材料強度標準值和最不利軸力計算的正截面抗彎承載力所對應的彎矩值。這里對應的彎矩值應為等效屈服彎矩。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：我們這位網(wǎng)友說，想請劉老師對石拱橋常見的幾種受力、傳力型式以及其優(yōu)缺點做一個總結或者比較分析；如果可以的話是否可以對國內現(xiàn)存石拱橋的設計及施工實例做一些點睛式的描述？其優(yōu)點缺點有哪些？在應用中要注意哪些問題？

::
劉士林：石拱橋是我國公路上廣泛使用的一種橋梁體系。拱式結構在豎向荷載的作用下，支承處不僅產生豎向反力，而且還產生水平推力。由于這個水平推力的存在，拱的彎矩將比相同跨徑的梁彎矩小得多，而使整個拱主要是承受壓力，因而拱的跨越能力比一般的鋼筋混凝土梁大得多。石拱橋的優(yōu)點很多，主要有以下幾點：
1、能充分就地取材，與鋼橋和混凝土橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥；
2、承載潛力大，耐久性高，且維修養(yǎng)護費用低，結構全壽命周期成本較低；
3、造型美觀；
4、構造較簡單，有利于普及；
5、與其它橋型比，抗災能力強。

::
劉士林：石拱橋當然也有它自身的一些不足，比如自重較大，相應的水平推力也較大，增加了下部結構的工程數(shù)量，對地基要求高；需勞動力較多，建橋周期較長；與梁式橋相比，上承式拱橋的建筑高度較高，當用于城市立交和平原區(qū)時，會使兩岸接線工程量增大，或使橋面縱坡加大，既增加造價又對行車不利。
盡管石拱橋存在上述缺點，但只要在條件許可的情況下，修建石拱橋往往是經(jīng)濟合理的。只要因地制宜，設計周密，措施得當，修建大跨徑石拱橋是可能的。這一點從我國大跨徑石拱橋的發(fā)展足以證明。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：接下來這位網(wǎng)友對陜西的拱橋情有獨鐘。tashuo網(wǎng)友請教劉書記，陜西省的拱橋有什么特點嗎？有沒有特色的拱橋嗎？或者說一公院在拱橋設計方面有什么特色呢？

::
劉士林：陜西的拱橋好的有1959年建成的延河橋，空腹，3×30米，長115米；延安大橋，主跨190米的中承式鋼管混凝土拱橋，還有我們院里參與建設的溫州深門大橋，160米RC箱拱；邳州京杭運河橋，235米中承提籃拱；當然，更值得一提的是丹河大橋。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：大跨度石拱橋在我國具有悠久的歷史，而目前應用較少，是什么原因影響了或制約這種類型橋梁的使用推廣？

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：網(wǎng)友wangweiloving說：自從鳳凰橋倒塌以后貌似看不到石拱橋了，而石拱橋的耐久性又是很好的，他想問一下石拱橋以后是否不提倡建設，但在山區(qū)這種橋梁還是很有競爭力的。

::
劉士林：鳳凰大橋事故之后，石拱橋受沖擊很大，再加上大跨徑石拱橋的施工風險較大，特別高速公路上更多是提倡機械化、標準化，在這兒它又受到影響。在合適的情況下就地取材，又有這方面的能工巧匠，這些條件都具備的話，引起足夠重視就不會出問題。事實上咱們國家中小跨徑橋梁拱橋占的比重很大，這也是咱們中國的特色，不應該槍斃它，也不應該限制發(fā)展它，任何一個橋型的存在都有它存在的道理和適應它跨徑的空間，我不太贊成哪一種橋出了問題就限制它、約束它。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：現(xiàn)場同學提問：現(xiàn)在我們的橋梁有很多都是按規(guī)范設計，按規(guī)范設計是否有創(chuàng)新的培養(yǎng)和創(chuàng)新的發(fā)展，因為我們國家現(xiàn)在提倡鼓勵大家進行創(chuàng)新。按規(guī)范進行橋梁設計與施工和創(chuàng)新的關系，在具體的施工過程當中是怎樣權衡的？

::
劉士林：一方面咱們國家強調創(chuàng)新，另一方面又強調安全。這么多年我有個體會，首先作為設計單位，你要滿足設計規(guī)范的要求，咱們國家的規(guī)范是屬于強制性的，不像歐美這些國家，規(guī)范放到那兒，它是提倡創(chuàng)新，不遵從這個規(guī)范。C40的小石子混凝土規(guī)范沒有，這個就要進行大量的實驗，這個實驗在長安大學做了兩年的時間，做了上千次才有了這個結果，最后提供、檢查、驗收，可以用。大家說的小箱梁，就是跨徑不大的20—40米的箱梁。當時就有人問，你們這種結構在高速公路上用過沒有。其實是沒有用過，最后是我給保障的。他說劉書記，你如果能保證不出問題，那你就用，我說我能保證。我們國家高速公路上60%的都是用的這個箱梁，它的穩(wěn)定性什么都比板梁的好。搞橋梁的真的要創(chuàng)新，擔的風險很大，但是你又不得不去，你要有市場、要有效益，你必須得考慮業(yè)主的有關要求。像經(jīng)緯新區(qū)，就要求你有唯一性，這種就很難了，比較新奇特的，甚至是怪異一些橋梁，但是不管怎樣創(chuàng)新，首先從結構受力上你得搞清楚，嚴密的分析。如果你要搞創(chuàng)新，就要多做很多工作。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：現(xiàn)場同學提問：劉書記您好，您剛才說石拱橋有比較好的抗震性能，拱橋怎樣保證在大的地震作用下不受損壞呢？

::
劉士林：實際上拱橋是在砌筑過程當中，到第二環(huán)合攏以后，以再把這個縫隙改造起來，這個過程就有點減震的作用。還有拱上填料，是一種發(fā)散性的材料，屬于強度不高，模量比較低，我理解可能對減震這方面會有些作用。因為事實證明拱橋這塊抗震效果比較好，再加上它的基礎，具體設計理念上沒有考慮過。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：我們本期《行業(yè)交流》上半場就到此結束了，謝謝劉書記的耐心解答。中場休息十分鐘后，我們進入“大跨徑橋梁結構抗風及減隔震設計” 的相關問題的探討。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：歡迎大家回來。劉健新教授在“大跨徑橋梁結構抗風及減隔震設計” 方面的研究非常深入，取得了許多豐碩的成果，是中國土木工程學會橋梁與結構工程分會風工程委員會、結構可靠度委員會委員。網(wǎng)友問題較多，現(xiàn)在我們就進入網(wǎng)友問答環(huán)節(jié)。我們來看網(wǎng)友一磅緣的問題，一磅緣也是我們網(wǎng)站的老朋友了，他說，想讓劉健新老師就橋梁的抗風以及減隔震各舉一實例深入，扼要說明其理念、設計、施工以及應用要點！

::
劉健新：風在我們公路橋梁橋涵公路設計規(guī)范里面的一種可變作用，地震是一種偶然作用，這個在設計的時候是必須要考慮的。怎么考慮？考慮的理念就是在風的作用之下和在地震的作用之下，對橋梁結構的需求應該小于橋梁結構自身所具備的能力，橋梁的抗震的需求小于橋梁的抗震能力，抗風的需求小于抗風能力，這就是我的設計理念。這個需求怎么來定，涉及到兩個方面的因素，一個是自然環(huán)境，另外一個是人在造這個結構的時候，人們的思想體現(xiàn)在結構上的一種表現(xiàn)。比方說顫振的檢驗風速。顫振有一個計算公式，這個基準風速就跟人設計這個橋的時候，跟這個橋的結構是有關系的，所以對于檢驗的這一面，除了自然環(huán)境之外，還把我們人對結構設計的一些考慮加來進去，這是抗風的要求。現(xiàn)在在抗風工學里面有很多計算、實驗、方法，在風規(guī)里面有一個比較簡單的公式，比方說在300米以下的懸索橋，它的抗風能力，應該等于5倍的扭轉頻率乘上橋寬，這個扭轉的頻率和橋寬是我們人設計出來的，所以我們設計出來的結構它本身具備了這種能力，當我的這種能力大于你的要求的時候，我是滿足的?？拐鹨彩沁@樣的，抗震的時候我是要跟場地土，這個場地土是自然環(huán)境的要求，我還會設計到結構的動力特性，設計到我結構的計算的對象，設計到我對地震的響應，只有人規(guī)定了某一種結構的時候才可能進行計算。所以這個需求除了自然環(huán)境之外還有人的因素在里面。當然抗震的能力是完全由人來決定的，設計這么大的斷面，有這么大的結構體系，里面有多少鋼筋，就會按照某一種計算方法算出來的能力，這兩者進行比較。所以從理念上來說就是需求小于能力。

::
劉健新：我舉兩個例子，一個是抗風的。我們學校曾經(jīng)做過甘肅劉家峽橋的抗風實驗，這個橋寬太窄，扭轉的頻率就會下降，所以它的能力是不夠的，顫振風速低于了顫振的檢驗風速，所以這座橋的抗風能力是不足的。怎么辦？提高這個抗風能力有各種各樣的辦法，根據(jù)規(guī)范公式，怎么提高它的扭轉頻率，或者怎么來改變它的橋寬？但是改變橋寬是跟使用要求密切相關的，就想辦法能不能改變我們的頻率，而頻率一般是要通過工程措施來實現(xiàn)的，這樣往往受到很多制約。還可以用其他的辦法，風的荷載是跟結構的外形密切相關的，當外形發(fā)生變化以后，勢必造成風荷載的變化。經(jīng)過風洞試驗，在梁兩側加了一個導流板，同時還在欄桿上面進行了封閉，上面全部封死，下面是封一個空三個，空氣不是全部通過的，結果使得結構顫振的臨界風速就高于了顫振檢驗風速。

::
劉健新：下面說一下抗震的例子。西安機場新高速公路上的跨線橋經(jīng)過計算以后，它的墩底的彎矩是超限的，怎么樣把彎矩減下來，靠減隔震，減隔震就是阻斷了地震傳入結構，這是隔震，減就是我傳進來的地震能量在指定的位置上消耗掉。汶川地震發(fā)生的時候這個橋周圍相鄰的橋發(fā)生了相當程度的振動，而這座橋沒有震，我們遺憾的是沒有在這座橋上安裝加速度的傳感器，只是當時的目擊者看見了這么一個情況，所以我們的減隔震做的是相當有效的。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：謝謝！關于標準、規(guī)范這類問題，有很多網(wǎng)友關注。這位網(wǎng)友就問，劉教授您好！現(xiàn)在大多橋梁的的抗風抗震設計都是基于現(xiàn)有的規(guī)范的，而這些規(guī)范基本遵循“成熟一條加一條”的固定模式，所以相對滯后，不知劉教授在這方面的研究過程中是怎么處理這一矛盾的？

::
劉健新：我本人參加過《公路橋梁抗震設計細則》的編寫工作，所以對我們國家編寫規(guī)范的過程有一定程度的了解。規(guī)范編制的原則應該是科學、合理、成熟，有連續(xù)性，但是科學規(guī)范不是科學研究的最尖端的成果，它是成熟的東西。所以一些規(guī)范研究，混凝土的小石子不在規(guī)范里頭，你要用，就突破了規(guī)范，突破了規(guī)范才能使規(guī)范進一步修訂，否則你規(guī)范就服從改變了，但是這個改變不是說我很簡單就能做得到的，必須有大量的科學試驗的基礎才可能使得規(guī)范將來走到這一步來?，F(xiàn)在我們國家的橋梁涉及到的橋型和材料越來越多，所以這個規(guī)范慢慢的數(shù)量也很多了，所以這些都是一些新的出現(xiàn)的問題，根據(jù)我參加的規(guī)范討論會，還是應該按照科學、合理、成熟，要保持一定的連續(xù)性。什么是連續(xù)性呢？就是新規(guī)范和老規(guī)范，比如我對同樣一個橋進行計算，不能說同一個橋按照同一個橋的規(guī)范算出來的定律到另一個規(guī)范的時候一下減少50%，這就不行。我們在編規(guī)范的時候，他們說不要超過10%—15%，好像有這么一個框框在里頭。因為規(guī)范的使用者是大量的工程技術人員，而不是少量的專家和學者，面對大量的工程人員所使用的規(guī)范，這個是應該在他們能夠理解的程度上，能夠很好的去執(zhí)行，而不是科學研究最尖端的成果。因此不能說規(guī)范跟科學研究是滯后的，這個說法我覺得不太妥當。規(guī)范的修訂本身也就是反映了技術進步的表現(xiàn)。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：在探索中發(fā)現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)中創(chuàng)新。我們不能固步自封，但更時刻牢記安全責任。我們下面這個問題還是關于規(guī)范的。網(wǎng)友說，請問劉教授，中國的抗震規(guī)范和日本的抗震規(guī)范相比，存在哪些差異呢？都是由什么樣的因素造成的？相較其他一些西方國家又如何呢？

::
劉健新：要說起中國的抗震規(guī)范和日本的抗震規(guī)范之間有什么差異，因為這個問題我們在做研究的時候，很多的參考學習，是學習了日本的規(guī)范。另外，日本也是一個多地震的國家，所以它本身在抗震的水平上是比較高的，今年畢業(yè)的一個碩士生所做的碩士論文的題目就是《中國抗震規(guī)范和日本抗震規(guī)范的比較研究》，就把中國和日本兩本規(guī)范，從它的章節(jié)劃分、形式，里面所有的內容都一一做了對比，包括設防標準，地震作用，一直到減隔震怎么考慮都做了對比。總的來說我們國家的規(guī)范和日本的規(guī)范，應該說是在一個水平上，比方說我們考慮到了減隔震等等，這些方面我們跟他們是在一個水平上。但是我們跟他們相比，他們的比我們要詳細，他們有很多的規(guī)定是來源于大量的科學研究的結果，另外他們參加編寫的人員，據(jù)我所知達到了40、50人，我們國家的規(guī)范編寫人數(shù)相對來說比較少?？傮w來說，我覺得在可操作性方面我們也不如人家，大的方面我們在同一個水平，但是在細的上面，我們還是有相當大的差距的。為什么如此？

::
劉健新：第一，日本地震的形勢跟我們國家不一樣，你如果在日本一個月最少會碰見好幾次，正在坐車的時候電車可能就會停，在我們國家這種情況相對要少得多，汶川地震以后我們沒有看到西安哪里再搖過，這已經(jīng)過四年了，這種情況不一樣。第二，國民對抗震的思維不一樣。地震來了以后怎么處理、怎么樣把房子做的要能夠抗震、這個橋怎么做，這個跟我們國家一般的老百姓的思維方式我覺得有差異。我們去年跟研究室的老師到日本去，他們的每一座房子下面都有橡膠支座，這個已經(jīng)成為一個非常普遍的現(xiàn)象，日本現(xiàn)在就不說什么減震不減震了，因為現(xiàn)在減震已經(jīng)成了一常規(guī)的事情。和西方其他一些國家的比較。日本東京工業(yè)大學的一個教授叫川島一彥，他們在做有關日本國內外的抗擊設計基準的橋梁比較設計研究這個題目的時候，曾經(jīng)把日本的規(guī)范、美國的規(guī)范、歐洲的規(guī)范、新西蘭的規(guī)范做了一個非常全面的比較，這個比較非常仔細。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：下一個網(wǎng)友的問題較為具體，他說：劉教授您好，最近我發(fā)現(xiàn)一些斜拉橋索梁錨固處采用錨拉板形式，對于大跨度斜拉橋來說，按照2%-3%的安裝高度的話，外置式斜拉索減振器在索夾上的安裝高度會很高，帶來的減振器安裝問題會比較大，針對這個問題，是不是采用內置式斜拉索減振器形式？何種形式的內置式減振器會比較有效？謝謝劉教授！

::
劉健新：斜拉索的振動是斜拉橋重要的問題，為什么斜拉橋斜拉索的振動比較有問題呢？遇到風以后很容易起震，解決的辦法就是加阻尼器，阻尼器安裝高度高，從使用管理上來說都是不方便的。

::
劉健新：另外日本的哆羅羅橋，跨度是890米，他們用的也是內置式的高阻尼橡膠阻尼器，可以用，而且也有使用的工程例子。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：這位網(wǎng)友問，劉教授，大跨度懸索橋的中央扣對主梁的振動控制有多大貢獻？是否建議設置？

::
劉健新：大跨度懸索橋的中央扣是把主纜和主梁連接起來的裝置，這個裝置可以改變振動模態(tài)及其排列順序。中央扣用三聯(lián)還是一聯(lián)，往往要通過空氣的計算來確定。我們國家有些橋，像潤揚橋是有中央扣的，每個橋上都做了這樣的裝置。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：目前大跨度橋梁的風致振動研究基本都是面向成橋，對施工期間的抗風問題研究較少，而施工期的安全問題又較成橋突出，請問目前國內有基于施工過程的相關研究進展么？

::
劉健新：橋梁的施工階段對于橋梁的抗風要求是降低的，風速會降低。為什么會降低呢？因為橋梁的施工期是幾年，橋梁的運營期很長，所以可以把在施工期的基本風速降低，相對應的對于橋梁抗風的要求就降低了，但是橋梁在這個狀態(tài)之下它不是成橋狀態(tài)，所以它的剛度、施工的狀態(tài)，完全跟成橋是不一樣的，所以它抗風能力也可能會降低，要求降低了，能力也降低了。哪個降得多，還是要進行研究比較的。所以現(xiàn)在在抗風試驗過程當中，對于施工階段是要做工作的，至于出現(xiàn)了什么樣的問題，就應該采取相對應的措施來解決，很多抗風的研究往往是對施工階段的抗風問題解決的不是很好，這個就必須要有一些預案，事先做好。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：我們下一個問題是，橋梁減隔震技術的措施主要有哪些，如減隔震支座、阻尼器等？相對來說您比較推崇哪一種類型的？

::
劉健新：橋梁減隔震，一個作用是阻斷橋梁所受的地震沖擊。用一個比較柔軟的支座在橋梁之間，就可以阻止某種頻率的地震能量傳到橋梁上來，另外可以通過一些阻尼裝置，使傳入橋梁的能量通過消耗把它降下來。所以現(xiàn)在減隔震的裝置就是圍繞著這種機能有很多種，比如除了鉛銷橡膠支座以外還有高阻尼橡膠支座，現(xiàn)在開發(fā)出來的很多種支座都具備這樣的功能。阻尼器有的時候可以跟支座合起來用，有時候可以分開用，但是阻尼重要的作用是限制位移，通過它使橋梁結構的位移受到限制。因為我們知道減隔震以后，會帶來另外一個問題，就是內力的下降會造成位移的上升，它兩個是可以互相替代的，降低力，勢必加大了力量。所以這個位移不能太大，這樣會造成使用上的不便，所以在這方面要綜合考慮。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：下來這位網(wǎng)友塔里木彭帝應該是一位剛踏上工作崗位的橋梁工作者。他說，請問橋梁抗震加固如何組織施工？又該如何去實施管理呢？剛剛接手這些事情，好多都不是很明白。有經(jīng)驗的前輩又太忙，沒有人帶著學習，感覺真無力。

::
劉健新：這個問題不在我研究的范圍之內，但是他所說的事，我們有一個規(guī)范叫公路橋梁設計加固規(guī)范，第15章就是關于抗震加固這些內容的，抗震加固的施工和管理跟一般的橋梁沒有什么區(qū)別，應該是一樣的，沒有特殊的地方，因為一般不可能說在地震當中你去加固一個橋梁，肯定是在地震之后做這個工作。但是可能會有這樣的情況，日本在1995年1月17號地震之后，有的橋梁橋墩就壞了，如果說你過一段時間，或者過幾天，這都說不清楚，再來一個余震的話，這個橋就徹底倒掉了，我們希望在地震救援期間之內，這個橋能過個車，這樣人員的輸送或者抗震救災能夠起到好的作用。這個時候怎么辦呢？我就可以用一些型鋼把橋墩的周圍焊起來，但是當這些大地震過去之后這些橋梁都要拆掉重新修建，所以這個基本上沒有多大的區(qū)別。所以萬事開頭難，要謙虛，不恥下問，自己多做點記錄，慢慢積累經(jīng)驗，要有心。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：這位網(wǎng)友問，由于大跨橋梁風洞試驗縮尺比大，在普通風洞中很難對結構渦振做精細的判斷，反而是實際結構發(fā)生后才反過來分析其原因。若在施工中發(fā)生渦振(大懸臂狀態(tài))對結構和施工安全影響很大，請問在施工階段能采用哪些可行的抑振措施和技術？

::
劉健新：這位網(wǎng)友提了一個很好的問題。這個問題也是比較復雜的，引起了我的思索。我跟課題組的其他老師也進行了討論，回答會有不足之處，請大家見諒。其中包含四大要點：1）三種坐標系統(tǒng)2）若無地震動時程，按反應譜擬合地震動時程時是無方向的。3）中小橋采用單向激勵即可，大橋可采用三維分析。4）地震的分析計算是有相當程度的局限性的，預想之外的地震激勵出現(xiàn)是必然的。所以需要抗震措施來增加結構抵抗未預期的地震。

::
劉健新：用功率譜法算地震響應，也是08細則里面規(guī)定的三種方法里面的一種，但是我們以前的規(guī)范里面沒有，這是這次08細則的時候加進來的。用功率譜法算，就是采用的地震的理論來進行的，我們怎么做？有一次地震的時程，我通過這個十成可以算出來這一條地震波的相關的函數(shù)，用相關的函數(shù)進行傅里葉變換以后就可以得出來它的功率，我現(xiàn)在把這個功率加到橋梁上去，加到橋梁上以后我要得到什么東西？我要得到關注點的地震的響應是多大?，F(xiàn)在我加上去的是一個功率譜，加到這個橋梁上去它就經(jīng)過一個傳遞的函數(shù)才能夠得到那個響應的功率譜，這個響應的功率譜得到了以后，不只是一條地震波，我再算一條地震波，它又是另外一種情況，如果我算了好幾條地震波的時候，那你算出來的結果是不一樣的。我就可以通過這些來求它一個平均值，既然它是一個平均值，它大小都不一樣，用它的標準差來評價它。或者是我用剛才算出來的功率譜求均值。實際上我們在做抗震驗算的時候，真正用到功率譜法算的還是比較少的。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：請問劉教授，大型橋梁結構都會在風洞實驗室用縮尺比模型進行各種實驗，那么如何驗證所得到的結果與實際的吻合度呢？

::
劉健新：這是一個非常好的問題，也是非常嚴肅的問題，風洞試驗準確度是多少。由風洞試驗的結果來預測實際結果的響應是我們試驗的目的之一，在風洞的流場當中來預測實際當中的情況，這里面一個是氣流，第二是模型，第三是動力特性?，F(xiàn)在我怎么樣用小的東西能夠推算大的？試驗的時候所涉及到無量綱的參數(shù)和實際橋梁的無量鋼的參數(shù)要一致，這樣才可能把這個試驗的結果用到實際當中去。比方說我用的尺度的比例，我的橋的寬度是30米寬，梁的高度是3米，寬高比是1：10，我再風洞里做模型以后，如果說按1/50的比例做，那我這個橋的寬度就做了0.6米，這個就是6cm，這樣我模型的寬高比也是1：10，這個1：10是沒量綱的，和實際是一致的，這樣在尺度上就提供了一個風洞試驗的結果向實際轉化的前提條件，但光有尺寸上相似的，還有氣流是非常重要的，一個實際的氣流和風洞的氣流到底有什么不一樣？實際的氣流是脈動的自然風，有強度的變化，同時氣流是一個氣旋，就是一團氣，這個氣旋的團是有大小的，100米的高空氣團有多大呢？有180米，高度不同的時候氣團不一樣。

::
劉健新：現(xiàn)在要把它模擬到風洞里面去，風洞里面模擬的氣團只有幾十公分，幾十公分和180米，這之間就限制了模型的比尺就受到了影響。在風洞試驗中有9個參數(shù)，關于氣流的有3個，第二個是關于振動方面的，有5個參數(shù)，這9個參數(shù)不同全部嚴格滿足，這樣就勢必帶來風洞的實驗和實際的結果不可能是完全一致的。但風洞試驗的精度也是能夠滿足工程需求的。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：現(xiàn)場同學提問：現(xiàn)在的橋梁減隔震一般都設計在橋梁的頂上，但是有些是設在橋梁底下的，這兩者對橋梁的性能有什么差異，如果設在底下，整座橋的穩(wěn)定性應該怎么保證？

::
劉健新：橋梁的建筑不太一樣，我們的房子建筑減隔震一般都在基地，但是橋是分上部和下部結構，所以一般減隔震支座就放在墩底這個位置上，但是是不是非得放到那個地方，也不一定。我認識一個朋友他的博士論文就寫了這么一個東西，就是把減隔震放在了墩底來進行分析驗算，而且在實橋上用有什么不好呢？從減隔震的機理上來說沒有多大的差異，都可以放，只是結構體系發(fā)生了一些變化。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：現(xiàn)場同學提問：結構可靠度理論現(xiàn)在橋梁里面的研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展的研究趨勢是什么？另外，我是即將畢業(yè)的路橋專業(yè)學生，面對未來，我有些困惑，所以想請兩位老師給我的就業(yè)和未來的職業(yè)生涯提些建議，或者說分享一下二位自己的經(jīng)驗和體會。

::
劉健新：我首先來回答你的第一個問題。結構可靠度理論主要針對隨機問題，所以按道理來說結構可靠度理論應該有它的發(fā)展前景的需求，但是這個做起來相對來說比較難，因為它需要大量基礎數(shù)據(jù)的收集。就像我們原來編制公路橋梁荷載的時候也做過，所以這個可靠度的研究對于風和地震來說正在做，但是不像我們確定性的結果研究的那么透徹，但是它是有發(fā)展的需求。關于第二個問題，我想劉書記可能更有體會，先請他來解答一下。

::
劉士林：我當時到院里的時候就是300、400人，現(xiàn)在到了2000多人，特別是我們國家近30年交通事業(yè)的發(fā)展速度特別快，對于相當層次上人員的需求也特別大。目前給人的感覺，大家畢業(yè)以后，不管是本科研究生還是碩士生、博士生，各個院校，甚至原來沒有這個專業(yè)的好多學校也開設了土木專業(yè)，形式上供大于求，長安大學招人首先考慮碩士以上，而且成績比較好的，女士跟男士比的話吃點虧，咱們這個單位比較苦，每年都要勘察，到現(xiàn)場，特別是海外的一些勘察設計，一般人員一年只能回來一趟，在外面的時間特別長。不管是哪個層次的人，都有他對應的就業(yè)空間。在長安大學求學是好地方，我們院1/3的來自長安大學，包括我們院長、副院長、總工，一半都是長安大學畢業(yè)的，我想就業(yè)不會有太大的難度。但是有一點，不管你做了什么工作，既然學到是這個，工作最好還是這個，架橋修路造福后代，的確是一個好職業(yè)，值得你把這個職業(yè)作為你終身的事業(yè)去奮斗，大有天地。咱們國家高速公路的密度跟國外先進國家比的話，密度還差得遠，遠遠沒有結束。

::
劉健新：每一個同學，不論是研究生畢業(yè)、博士、碩士、本科生，在畢業(yè)之前面臨著擇業(yè)，這是必然的，每個人都想過得好一點，這是必然的，也是無可厚非的。但是你要想找到一個好一點的工作，也不是一下就能看得準，所以一旦你選擇了這個單位去工作，很重要的一條就是少說話、多做事、少跳槽，這個是對你今后非常重要的事情，如果沒有這些理念，我覺得就很難做成一件事。我們做抗風和抗震，從80年代后期做到現(xiàn)在20幾年，途中也可以做很多的事，如果東打一榔頭，西打一棒槌，最后就會做不了任何事，所以現(xiàn)在要看到10年以后、20年以后。所以我覺得堅持是非常重要的，堅持就要克服諸多的困難，包括別人給你的困難和自身的一些困難，如果稍微有一點困難就走，人一生轉來轉去，最后你啥也不是。

::
中國橋梁網(wǎng)主持人：謝謝二位老師。我們每次走到學校都能感到學生的熱情和強烈的求知欲。今天由于時間的關系我們《行業(yè)交流》到此結束了，感謝長安大學和中交一公院給予我們的支持，讓我們再次以熱烈的掌聲感謝兩位老師！也感謝各位網(wǎng)友及現(xiàn)場師生對我們欄目的關注。同學們，網(wǎng)友們，我們下期節(jié)目再見！

網(wǎng)友問答

橋：抗震分析中，從震源到達的地震波可以轉換到橋梁的縱向，但是轉換后一般小于原來地震波，如果直接將地震波作用在橋縱向抗震分析是不是會偏大？是不是沒必要進行三維地震動分析？

劉健新：這位網(wǎng)友提了一個很好的問題。這個問題也是比較復雜的，引起了我的思索。我跟課題組的其他老師也進行了討論，回答會有不足之處，請大家見諒。其中包含四大要點：1）三種坐標系統(tǒng)；2）若無地震動時程，按反應譜擬合地震動時程時是無方向的；3）中小橋采用單向激勵即可，大橋可采用三維分析；4）地震的分析計算是有相當程度的局限性的，預想之外的地震激勵出現(xiàn)是必然的。所以需要抗震措施來增加結構抵抗未預期的地震。用功率譜法算地震響應，也是08細則里面規(guī)定的三種方法里面的一種，但是我們以前的規(guī)范里面沒有，這是這次08細則的時候加進來的。用功率譜法算，就是采用的地震的理論來進行的，我們怎么做？有一次地震的時程，我通過這個十成可以算出來這一條地震波的相關的函數(shù)，用相關的函數(shù)進行傅里葉變換以后就可以得出來它的功率，我現(xiàn)在把這個功率加到橋梁上去，加到橋梁上以后我要得到什么東西？我要得到關注點的地震的響應是多大?，F(xiàn)在我加上去的是一個功率譜，加到這個橋梁上去它就經(jīng)過一個傳遞的函數(shù)才能夠得到那個響應的功率譜，這個響應的功率譜得到了以后，不只是一條地震波，我再算一條地震波，它又是另外一種情況，如果我算了好幾條地震波的時候，那你算出來的結果是不一樣的。我就可以通過這些來求它一個平均值，既然它是一個平均值，它大小都不一樣，用它的標準差來評價它。或者是我用剛才算出來的功率譜求均值。實際上我們在做抗震驗算的時候，真正用到功率譜法算的還是比較少的。