摘要：日本是世界上受地震災(zāi)害最多的國家，明石海峽大橋坐落在日本神戶市與淡路島之間，本文首先對明石海峽大橋作了簡介，然后對橋梁抗震設(shè)計方法的發(fā)展做了簡要的介紹，在此基礎(chǔ)上，對明石海峽大橋抗震設(shè)計的措施進(jìn)行了簡明的探討。

關(guān)鍵詞：明石海峽大橋；橋梁震害；抗震設(shè)計；措施

前言：地震具有突發(fā)性和強(qiáng)破壞力的特點，現(xiàn)在人口的聚集度也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?jié)u漸增大，而日本作為地震的多發(fā)地帶，地震不僅造成許多的人員傷亡，更導(dǎo)致了財產(chǎn)的損失和各種建筑物的破壞。同時，橋梁作為重要的交通設(shè)施，為了減少不必要的損失，挺高橋梁的抗震性能是義不容辭的是，下面就日本明石海峽大橋淺析橋梁的抗震設(shè)計。

1 工程概況

坐落在日本神戶市與淡路島之間的日本明石海峽是世界上目前最長的吊橋，主橋墩跨度1991米，全長為3911米?；A(chǔ)半徑達(dá)40米，兩座主橋墩水中部分高60米，海拔達(dá)297米，。兩條主鋼纜總長約8000米，由290根細(xì)鋼纜組成主纜的直徑1.12米，重量達(dá)到5萬噸。明石海峽大橋按可以承受里氏8.5級強(qiáng)烈地震和抗80m/s的暴風(fēng)設(shè)計。它最終實現(xiàn)了日本人想修建一座系列橋梁把4個大島連在一起的愿望，創(chuàng)造了21世紀(jì)世界建橋史的新紀(jì)錄。本橋橋面設(shè)有6車道，通航凈空高為65m。該橋2根主纜直徑為世界上直徑最大的主纜，極限強(qiáng)度為1800 MPa。1995年1月，日本神戶地區(qū)發(fā)生里氏7.2級地震，震中位于明石海峽大橋南端，距神戶幾公里。明石海峽大橋經(jīng)歷了一次嚴(yán)峻的抗震檢驗，當(dāng)時在距該橋50 km遠(yuǎn)的橋梁與建筑都已經(jīng)倒塌。因此，明石海峽大橋的抗震性能確實值得我們信任。

2 橋梁震害

從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的角度出發(fā)，可以將橋梁震害歸為兩大類——地基失效和結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動。兩者因此造成破壞的原因截然不同：地基失效是相對位移引起的結(jié)構(gòu)破壞，這源于地基失效產(chǎn)生的，這歸屬于靜力作用；而結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動是慣性力引起的破壞，這源于振動而產(chǎn)生的，這動力作用。

2.1地基失效引起的破壞

地基失效， 通常意義上指的是由地震而引起的使地基失去承載力的現(xiàn)象。強(qiáng)烈地震時，許多原因都會造成地基產(chǎn)生不均勻沉降、滑動、開裂等，如滑坡、地裂縫、砂土液化、滑坡、滑坡等，進(jìn)而喪失穩(wěn)定性和承載力，使橋梁結(jié)構(gòu)遭受到毀滅性破壞。通常來說，人為工程對于這類破壞現(xiàn)象的抵御是極為有限的， 因此，為了避免這類現(xiàn)象，完全是可以通過場地的選擇。

2.2結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動引起的破壞

在發(fā)生地震時，地面運動是引起橋梁主體結(jié)構(gòu)的振動的根本原因，它使結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力大幅度地上升，是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞以至于倒塌的原因。因此，工程師們便總結(jié)出有以下原因?qū)е聵蛄浩茐模?/p>

2.2.1導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的外部因素，主要是結(jié)構(gòu)預(yù)期設(shè)計的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遭遇的地震震動強(qiáng)度，橋梁結(jié)構(gòu)無法承受而遭到破壞；

2.2.2導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的內(nèi)因主要有兩個方面：一是施工方法上存在缺陷，再者就是細(xì)部構(gòu)造和結(jié)構(gòu)設(shè)計。因為地震動的未知性和復(fù)雜性，因此就顯得尤為重要，地震動特性不敏感的部位的設(shè)計。地震學(xué)家到目前為止，仍然沒有辦法準(zhǔn)確地預(yù)知所選的橋址在將來會發(fā)生的地震的可能性，發(fā)生的地震的大小亦未可知。

3 橋梁震害的防治

3.1橋位選擇

盡量遠(yuǎn)離地質(zhì)松散和軟弱的地點，選擇地質(zhì)堅硬的地方；此外，不穩(wěn)定的坡地也不應(yīng)該作為橋址的選地。同時也應(yīng)該考慮該處的歷史最高水流。

3.2基礎(chǔ)抗震

加大基礎(chǔ)的橫截面積，同時考慮到基礎(chǔ)的質(zhì)量，使二者達(dá)到最優(yōu)選擇，是對基礎(chǔ)的剛度和整體性的加強(qiáng)，是為了避免因地震而引起的不均勻沉降和變形。

3.3橋臺抗震

應(yīng)對橋臺胸墻進(jìn)行鞏固加強(qiáng)， 并適當(dāng)增加其配筋，設(shè)置彈性墊塊在梁與梁以及橋臺胸墻與梁之間，使地震的沖擊力大大地減弱。 對于使用淺基礎(chǔ)的小橋， 應(yīng)對下部的支撐梁板進(jìn)行加強(qiáng)或做滿河床鋪砌，以防止在地震時，墩臺發(fā)生橫向和側(cè)向滑移。

3.4橋塔抗震

對于吊橋來說，橋塔抗震性能對于橋梁整體的抗震性來說，有著至關(guān)重要的位置，適當(dāng)增加橋塔的彈性以及穩(wěn)定性關(guān)乎著橋梁的安全起著不容忽視的作用。

3.5外部裝置抗震

對高烈度區(qū)的橋梁設(shè)計應(yīng)在縱向設(shè)置一定的消能裝置，例如采用減震和隔震支座，以及在梁體和墩臺的連接處，增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼，使其共同受力以便減小橋梁的水平荷載。

4 明石海峽大橋的抗震措施

4.1基礎(chǔ)抗震措施

首先，橋基的直徑也達(dá)到前所未有的80米長度，這很大的增強(qiáng)了橋基的剛度和整體性。它可以明顯的防止地震所引起動態(tài)及永久的不均勻變形。

4.2橋塔的抗震措施

首先一改以往用混泥土制作橋塔，明石海峽大橋采用鋼材制作橋塔。這大大的減小了橋塔的質(zhì)量，同時，鋼材具有很強(qiáng)的彈性，造橋工程師們相信這種材料可以抵御里氏8.5級地震。該橋塔使用了9萬多噸鋼材，每個橋塔由90個模塊構(gòu)成，每個模塊都經(jīng)過仔細(xì)打磨，誤差達(dá)到幾分之一毫米的精度，每個橋塔由70多萬螺栓固定，最終橋塔達(dá)到283m，垂直誤差不到一個拇指。同時使用鋼材它的彈性可以左右搖擺，所以足于應(yīng)付地震造成的傷害。

4.3上部結(jié)構(gòu)抗震措施

兩個橋塔都有特殊的防震設(shè)計，內(nèi)部都裝有20個大型震動吸收設(shè)備——擺錘（阻尼裝置），幫助橋塔抵御地震的襲擊。這些擺錘可以向任何方向擺動，震動向任何推動橋塔，擺錘就會向反方向擺動。從而大大地降低了由地震和風(fēng)力產(chǎn)生的震動作用。此外，明石海峽大橋也采取了隔震措施，它在橋梁的上部結(jié)構(gòu)和橋臺與橋墩之間安裝了鉛芯橡膠支座，從而是橋梁的主題結(jié)構(gòu)橫向運動受到阻止。

5 結(jié)束語

本文只是粗略的探討了就明石海峽大橋的抗震措施。在目前，橋梁在運輸方面起著至關(guān)重要的作用，然而，科學(xué)家們?nèi)匀粺o法準(zhǔn)確地預(yù)測地震，故而增強(qiáng)橋梁的抗震性能，仍是每個造橋工程師們?yōu)闇p少橋梁經(jīng)濟(jì)損失和減少人員傷亡的根本措施。

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作者簡介：蔣敏（1992-），男，四川德陽人，攀枝花學(xué)院本科，研究方向：土木工程endprint