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桥梁抗震研究进展 摘要:历史上，San Fernando地震、唐山大地震、Loma Prieta地震、阪神地震、集集地震等破坏性地震都使得交通系统严重毁坏，地震对交通造成的影响也直接影响着救灾工作的进行，扩大了次生灾害损失，使人们的生命财产都造成了不可忽略的损失。近30年来，地震灾害的沉痛教训不断警示着人们，使人们逐渐对桥梁的抗震研究逐渐受到重视，桥梁抗震理论水平日渐提高。本文简要叙述了桥梁抗震的历史发展和现行桥梁抗震设计研究的一些主要方法，并展望了今后桥梁抗震研究的发展方向。 关键词：桥梁抗震；历史；现状；展望；研究方法；设计理论 1 桥梁抗震研究的历史发展 相对于地震的发生历史，人类对地震的认识和研究历史很短，直到上世纪20年代地震才引起人们的重视，而且各个国家由于各方面的原因（地震发生的概率不同或经济条件差距大等）对地震的认识研究进展情况也不一样。 1.1 国外桥梁抗震的研究进展 日本学者大房森吉[1]早在1899年就提出工程结构抗震设计的概念，但是由于当时人们对地震的认识不够深，没有引起重视。直到1923年日本关东大地震后最初的抗震设计理论才得到应有的重视，日本抗震工作者和工程师们在关东大地震发生一年后将震度法理论（1916年由日本学者佐野利器提出）应用到日本最早的桥梁抗震设计规范中，这也标志着最早的桥梁抗震设计方法——弹性静力法正式被应用到桥梁的结构设计中。由于静力法忽略了结构的动力特性，在实际应用中存在很大的局限性，只能近似应用于一些变形很小的能等效为刚体的构件设计中，对于一些高耸的柔性构件则偏差太大，于是人们开始意识到研究地震动特性对合理的抗震设计方法的重要性。美国20世纪30年代就开始大量收集地震波的记录资料，这为基于动力学的地震反应分析理论——反应谱法奠定了基础。 到了20世纪40年代，M.A.Biot和G.W.Housner[1]相继提出了反应谱的概念和基于加速度的反应谱法，在之后的1956年N.M.Newmark将该方法成功应用于建筑结构抗震设计中[2]，并经受了墨西哥大地震的考验。自1958年的第一届世界地震工程会议后反应谱法就被许多国家所接受并逐渐应用于结构抗震设计规范中。这也标志着桥梁抗震设计的动力法——反应谱法开始在桥梁结构抗震设计中得到应用。发生在1964年日本的新泻地震使人们开始对砂土液化现象有了深刻的认识，引起机构工程师们在结构抗震设计时对场地选择的重视。20世纪60年代有人提出了弹塑性静力分析方法——pushover分析法[3]，由于该方法需要借助计算机程序完成整个分析过程，而且只能作为一种简化的结构抗震性能的评估方法，因此在经济和技术相对落后的当时并没有被重视。‘直到20世纪90年代美国学者提出基于性能的抗震设计思想后pushover分析方法又成为了结构抗震设计的研究热点。 在20世纪60~70年代，随着计算机的出现，人们开始研究新的动力分析方法——动态时程分析法。时程分析法能精确地考虑到各种非线性因素的影响以及结构和地震的动力特性，因此计算精度相对较高，但是如果考虑非线性因素，则分析计算时会耗费工程师大量的求解时间，而且计算量很大，因此对于一些规则桥梁目前主要使用弹性动力时程分析法进行计算。1971年发生在美国的San Fernando地震就是现代桥梁构抗震技术研究的一个转折点，在这次地震后经过近十年的研究，美国出版第一本专门用于指导桥梁抗震设计的《桥梁抗震设计指南》，并经过十年的应用和修改于1992年纳入美国的AASHTO规范即美国《公路桥梁标准规范》[4]，生命工程的概念也是在这次地震后提出的，同时结构的延性开始引起了人们的注意，尤其是在经历了1989年美国的Loma Prieta 地震和1994年美国的Northridge 地震以及1995年日本阪神地震后，针对地震中桥梁墩柱大量被破坏的现象，工程师们及相关研究人员进行了大量的关于桥梁墩柱抗震设计方面的研究。 Priestley等人[5]在1989年Loma Prieta地震后做了大量的钢筋混凝土墩柱模型试验，研究了强震作用下钢筋混凝土构件的延性对塑性绞区的抗剪能力的影响，并提出了相关的抗剪公式。在试验的基础上Priestley等人[6]还提出了延性抗震设计时塑性绞区配箍量的验算和节点强度的设计等关键问题。 Kenneth等人针对地震中桥墩的弯剪破坏进行了试验研究，并提出了相应的分析计算模型。Ang等人根究ATC提出的抗剪能力概念模型做了桥墩在反复荷载作用下的试验研究，主要研究剪跨比、轴压比和配筋率等对桥墩抗剪能力的影响，并提出了相应的抗剪能力计算公式，包括初始抗剪能力计算公式和塑性绞区的抗剪能力计算公式。 1.2 国内桥梁抗震的研究进展 在我国，1966 年河北邢台地震、1970 年云南通海地震、1973 年炉霍地震