在技术细节上下功夫

文/本刊记者 王楠楠

在技术细节上下功夫

文/本刊记者 王楠楠

液化及软土场地桥梁桩基础地震破坏机理与抗震设计研究

桥梁是重要的生命工程结构，在防震减灾中具有重要地位。2008年汶川大地震使大量桥梁损毁，甚至直接导致交通中断，给抗震救灾带来了非常大的困难。专家们在总结国内外震害经验后发现，“场地条件是影响桥梁镇海的主要因素，其中因场地液化及侧向扩展导致桩基础乃至整个结构破坏的占相当大的比重。”事实上，1976年发生的唐山大地震已经印证过这个问题。资料显示，在唐山大地震中，倒塌的18座桥梁中有15座是由于场地液化及侧向扩展而导致桥台、岸坡滑移和地基失效引起的。而在这之前的1975年海城地震，也有较多的桥梁因场地液化而遭到破坏。“此次汶川大地震中，倒塌破坏的小渔洞大桥、北川龙尾大桥桥址均发生液化。此外在什邡、绵竹等地出现了粗粒土液化现象，与通常认识相左”，“液化及软土场地桥梁桩基础地震破坏机理与抗震设计研究”课题负责人、大连海事大学教授王东升在课题报告中写到：“这都警示我们桥梁桩基础抗震问题必须重视、山区场地液化机理仍需认识。”一个真实的情况是，我国地震危险性较高的一些西部地质盆地、中部冲击平原和东部滨海平原等处都有大范围的饱和砂土分布，地震中易于液化。同时这里也常是人口密集的城市所在，公路及桥梁众多。而现行公路桥梁抗震规范在液化或软弱场地桩基础抗震设计方面还缺少技术细节，仅给出了若干定性、笼统规定，已很不适应强震区桥梁建设发展需要。桥梁结构在地震中是否会因场地液化而破坏已成为全国性的重要的工程问题。据王东升介绍，“液化及软土场地桥梁桩基础地震破坏机理与抗震设计研究”课题，主要以桥梁桩基础为研究对象，通过大型模型振动台试验并结合数据模拟方法，研究钢筋混凝土桩基础及桥墩、桥台在场地液化和发生侧向扩展过程中的失效破坏机理（含软土场地情况），以提出更合理和更实用的抗震分析模型、抗震设计方法以及抗震处置措施。

此外，“结合汶川大地震情况，将建立山区粗粒土液化判别方法。最终编制提出液化及软土场地桥梁基础抗震设计指南，以弥补现行桥梁抗震规范不足及满足桥梁建设发展急需，并使我国钢筋混凝土桥梁基础抗震设计水平得到明显提升，逐步接近世界先进水准。”王东升说。

三年的时间，课题组不但完成了唐山、海城和日本阪神地震桥梁桩基础震害等情况的相关调研工作，完成了日本等国外主要规范桥梁桩基础抗震设计方法综述工作，还发展了液化场地桩土桥梁相互作用振动台试验技术，并且建立了液化场地桥梁桩基础及上部结构抗震分析的数值模型等一系列工作。

“砂土液化是桥梁结构严重破坏神之倒塌的重要影响因素，而我国历次强烈地震大都伴有砂土液化现象发生，桥梁结构在地震中是否会因场地液化而破坏已成为全国性的重要工程问题。”在课题组的结题报告中记者看到，对于此项研究工作，课题组有着缜密的思路，同时也希望以更多的时间来检验理论的确凿与否：“与我国桥梁建设快速发展相比，在桥梁桩基础抗震试验方面投入很不足，缺乏系统深入的研究以致科研紧张与国外相比差距较大。本项目在液化场地桥梁抗震方面做了力所能及的工作，但限于问题的复杂性，研究成果仍有待实践检验，以提高认识和获得进步。”