地震因其發生的突然性和巨大破壞力而被列為各種自然災害**。我國位于世界兩大地震帶：環太平洋地震帶和歐亞大陸地震帶之間，板內地震也十分活躍，因此，地震頻繁發生。因地震而死亡的人數居各種自然災害**，約占54%，造成直接和間接經濟損失十分巨大。特別是我國唐山大地震(1976年)和汶川大地震（2008年），使整個城市成為一片廢墟。 

　　隨著我國現代化城市和經濟的飛速發展，交通線路的重要性越加**，公路交通是國民經濟大動脈,同時,也是抗震救災生命線工程之一。橋梁工程是公路工程的咽喉要道,在**公路通暢中起著至關重要的作用。而一旦地震使交通線路癱瘓，將會給國家和人民帶來較大的損失和不便。大跨度橋梁是交通運輸的關鍵樞紐，對其進行有效的抗震設計，確保其抗震安全性意義深遠。 

　　2大跨度橋梁抗震設計研究進展 

　　大跨度橋梁的抗震設計是一項綜合性的工作，反應比較復雜，相應的抗震設計也比較復雜。目前，國內外現有的大多數橋梁工程抗震設計規范只適用于中等跨徑的橋梁，**過使用范圍的大跨度橋梁則沒有可遵循的抗震設計規范，存在許多需要進一步解決的問題。 

　　近30年來，美國、日本等一些國家的地震工程專家提出了分級設防的抗震設計思想，一般可概括為：小震不壞、中震可修、大震不倒。我國《公路工程抗震設計規范》規定地震烈度7度以上地區的新建橋梁都必須抗震設防。1997年美國應用技術**完成了一個科研項目(ATC-18)，提出了改進美國公路橋梁抗震設計規范的若干建議[1]。其中，較主要的建議是要采用兩水平的抗震設計方法，即要求結構在兩個概率水平的地震作用下，分別達到兩個不同的性能標準?，F行的日本規范已采用這一方法。 

　　1975年，新西蘭學者Park和Pauty提出了結構延性抗震設計理論中一個重要思想[2]――能力設計思想。在橋梁抗震設計中，為了使地震造成的破壞易于檢查和維修，通常把橋墩選為延性構件，要求彎曲塑性鉸出現在地面以上橋墩部分的**部或底部，上部結構和地面以下的基礎結構為能力保護構件。能力設計思想已越來越廣泛地被國內外專家學者所接受。 

　　3抗震設計 

　　“小震不壞，中震可修，大震不倒”的分類設防抗震設計思想已廣為接受，而能力設計思想也越來越廣泛地被國內外專家學者所接受。能力設計思想要求在一座橋梁內部建立合理的強度級配，以**地震破壞只發生在預定的部位，而且是可控制的。具體來說，要選擇理想的塑性鉸位置并進行仔細的配筋設計以**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。 

　　大跨度橋梁的抗震設計應分兩階段進行：1)在方案設計階段進行抗震概念設計，選擇一個較理想的抗震結構體系；2)在初步或技術設計階段進行延性抗震設計，并根據能力設計思想進行抗震能力驗算，必要時進行減、隔震設計提高結構的抗震能力。 

　　3.1抗震概念設計 

　　對結構抗震設計來說，“概念設計”比“計算設計”更為重要。正是由于地震發生的不確定性和復雜性，再加上結構計算模型的假定與實際情況的差異，使“計算設計”很難控制結構的抗震性能，因而不能完全依賴計算。結構抗震性能的決定因素是良好的“概念設計”。因此，在橋梁的方案設計階段，不能僅僅根據功能要求和靜力分析就決定方案的取舍，還應考慮橋梁的抗震性能，盡可能選擇良好的抗震結構體系。 

　　在抗震概念設計時，為了**橋梁結構的經濟性和抗震安全性，要特別重視上、下部結構連接部位的設計，橋墩形式的選取，過渡孔處連接部位的設計以及塑性鉸預期部位的選擇。通常允許橋梁結構在強震下進入塑性工作狀態，在預期的部位形成塑性鉸以耗散能量，但不允許出現脆性破壞，如剪切破壞。同時，為了**所選擇的結構體系在橋址處的場地條件下確實是良好的抗震體系，必須進行簡單的分析(動力特性分析和地震反應評估)，然后結合結構設計分析結構的抗震薄弱部位，并進一步分析是否能通過配筋或構造設計**這些部位的抗震安全性。最后，根據分析結果綜合評判結構體系抗震性能的優劣，決定是否要修改設計方案。 

　　3.2延性抗震設計 

　　橋梁的延性抗震設計應分兩個階段進行：1)對于預期會出現塑性鉸的部位進行仔細的配筋設計；2)對整個橋梁結構進行抗震能力分析驗算，確保其抗震安全性。這兩個階段可以反復，直到通過抗震能力驗算，或進行減、隔震設計以提高抗震能力。 

　　在目前的結構抗震設計中已普遍采用延性抗震準則，其表達式為： 

　　μ≤[μ] 

　　其中，μ和[μ]分別為實際和允許的延性比，這是在延性抗震設計中使用較廣泛的破壞準則。 

　　結構關鍵截面(塑性鉸)的曲率延性系數一般遠遠大于結構的位移延性系數。這是因為一旦屈服出現，進一步的變形主要依靠塑性鉸的轉動。塑性鉸區的橫向鋼筋配置要同時滿足**截面的延性和**縱向鋼筋不壓潰屈曲這兩個要求。在這一方面，目前我國的規范還相當不足，可參考國外規范進行。美國AASH-TO規范和歐洲規范對體積含箍率的規定比較一致，特別是歐洲規范對橫向約束鋼筋的配置有非常詳細的配置。 

　　3.3橋梁減、隔震設計 

　　減、隔震技術是簡便、經濟、**的工程抗震手段。減、隔震裝置是通過增大結構主要振型的周期使其落在地震能量較少的范圍內或增大結構的能量耗散能力來達到減小結構地震反應的目的。在進行抗震設計時，要根據結構特點和場地地震波的頻率特性，通過選用合適的減隔震裝置、相應參數以及設置方案，合理分配結構的受力和變形。一方面，應將重點放在提高吸收能量能力從而增大阻尼和分散地震力上，不可過分追求加長周期。另一方面，應選用作用機構簡單的減、隔震體系，并在其力學性能明確的范圍內使用。減、隔震設計的效果，需要進行非線性地震反應分析來驗證。 

　　大量研究表明，較適宜進行減、隔震設計的情況主要有：1）橋梁墩柱較剛性，即自振周期較??；2）橋梁很不規則，如墩柱的高度變化較大，有可能導致受力不均勻；3）預測的場地地震運動的能量主要集中在高頻分量，而低頻分量的能量較少（淺震、近震、巖石地基）。因此，要根據結構特點和場地地震動特點決定是否要進行減、隔震設計，以及采取什么減、隔震裝置。 

　　近年來國內外學者提出在橋梁結構中設置粘滯阻尼器來改善結構的抗震性能，已在多座橋梁中得以應用。有研究表明：將隔震支座與粘滯阻尼器組合使用既能減小結構地震力，又能有效地控制梁體位移及墩、梁相對位移。 

　　4 抗震加固技術 

　　在決定一座橋梁是否如何加固以前，應先評估其抗震能力。主要是先決定墩柱的破壞形式及墩柱的較大延性能力，其次計算整體屈服的地震加速度及整體的較大延性能力，最后算出橋梁的抗震能力Ac值。 

　　4．1 橋梁震害介紹 

　　從歷次破壞地震中，調查得到的公路橋梁震害產生的主要原因有以下幾類： 

　　(1) 支承連接件失效――由于上下部結構產生了支承連接件不能承受的相對位移，使支承連接件失效，上部與下部結構脫開，導致梁體墜毀。由于落梁的強烈沖擊力，下部結構將遭受嚴重破壞。 

　　支承連接件失效的原因，主要是設計低估了相鄰跨之間的相對位移。為了解決這個問題，目前國內外的通常做法是增加支承面寬度和在簡支的相鄰梁之間安裝縱向約束裝置。 

　　(2) 下部結構失效――主要是指橋墩和橋臺失效。橋墩和橋臺如果不能抵抗自身的慣性力和由支座傳遞來的上部結構的地震力，就會開裂甚至折斷，其支承的上部結構也將遭受嚴重的破壞。 

　　鋼筋混凝土柱式橋墩大量遭受嚴重損壞，是近期橋梁震害的一個特點。其原因主要是橫向約束箍筋數量不足和間距過大，因而不足以約束混凝土和防止縱向受壓鋼筋屈曲。目前的解決辦法是通過能力設計和延性設計，使橋梁的屈服只發生在預期的塑性鉸部位，其余結構保持彈性。 

　　(3) 軟弱地基失效――如果下部結構周圍的地基易受地震震動而變弱，下部結構就可能發生沉降和水平移動。如砂土的液化和斷層等，在地震中都可能引起墩臺的毀壞。 

　　地基失效引起的橋梁結構破壞，有時是人力所不能避免的，因此在橋梁選址時就應該重視，并設法加以避免。如果無法避免時，則應考慮對地基進行處理或采用深基礎。 

　　4．2研究現狀 

　　針對橋梁在地震中的震害類型，目前，國內外橋梁抗震加固主要采取以下技術措施： 

　　(1) 在伸縮縫、鉸和梁端等上部接縫處采用拉桿、擋塊或者增加支承面寬度等措施，以防止落梁震害的發生； 

　　(2) 增加鋼筋混凝土橋墩的橫向約束，提高其抗彎延性和抗剪強度，防止橋墩彎曲和剪切震害； 

　　(3) 采用減隔震技術及專門的耗能裝置，提高橋梁的抗震性能。例如采用鉛芯橡膠耗能支座等。 

　　對隔震而言，利用周期、阻尼與位移等相依變量進行參數分析，配合加固目標的訂定，最后提出結合位移設計法的隔震裝置加固設計程序。隔震裝置的分析采用鉛芯橡膠支座(LRB)以及摩擦單擺支座(FPS)兩種。 

　　對減震而言，亦可結合位移設計法進行減震加固設計?？墒褂锰娲Y構法，將結構以等效勁度及等效阻尼比以線性迭代的方式來進行粘滯性阻尼器(vis-cous damper)的加固設計。 

　　4．3 發展趨勢 

　　國內外地震工程研究人員總結了近年來國內外的震害資料，開始檢討過去單純“強度抗震”設計的指導思想，研究考慮基于性能的抗震設計原則?；谛阅艿脑O計(performance-based seismic design)被廣泛的認為是未來結構抗震設計規范的基本思想?？拐鹪O計的性能指標，可以是單一指標，也可以是多指標或組合指標。 

　　從橋梁震害調查中發現，遭受嚴重破壞和倒塌的橋梁結構，絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此，國外主要的多震國家，開始強調橋梁結構整體的延性能力，其它一些國家則在原有規范的基礎上，也相應地對**橋梁結構整體的延性能力，并通過設計和構造**橋梁結構的整體延性能力。 

　　從加固的對象上來看，美國、日本等橋梁抗震加固水平較高的國家，已經把加固的重點從以前單一的防落梁構造措施，轉移到重視橋墩整體延性上來，以**加固后的橋梁與新建橋梁的抗震能力相當。 

　　在研究手段方面，整個抗震工程學都出現了越來越重視和依靠地震模擬試驗的發展趨勢。應該注意到現在的試驗已經不再是傳統意義上的簡單試驗，而是和現代科技融為一體的高科技試驗。 

　　4結語 

　　大量的震害表明，合理的結構形式和成功的抗震設計可以大大減輕甚至避免震害的產生。隨著對地震機理認識的逐步加深，提高和完善橋梁結構物的各項功能，以及橋梁抗震構造措施進一步的改進和完善，可以很好地達到橋梁結構的防震和抗震效果。而橋梁抗震加固技術研究已經有了較好的基礎，建議針對我國公路橋梁的特點，得出適合于我國公路橋梁的抗震加固技術，并推廣應用，為提高我國公路橋梁的抗震性能和抵御地震災害的能力提供可靠的技術**。 

　2011年五六月份，審圖中心受理了部分中小學校舍加固工程結構設計的審查任務，建設單位要求利用學生放暑假時間對校舍進行加固，任務比較集中，時間緊迫，如何把握深度、統一標準等必須達成共識，以盡快完成審查任務，為此審圖中心結構室成立攻關小組，加班加點，集中學習鑒定標準、加固規程、熟悉掌握中小學加固圖集做法，針對每個問題，進行充分研究和討論，選擇較佳方案，形成一致性意見，成效顯著。 

　　2.中小學校舍現狀 

　　2.1鑒定加固情況：中小學校舍的抗震抗災安全隱患較為嚴重，根據文獻1數據統計，淄博市中小學及幼兒園校舍共鑒定136棟，需做抗震和安全加固67棟，占總鑒定面積的26.03%；博山區鑒定總面積19.00萬?O，需加固面積為8.00萬?O，占總鑒定面積的42.1%。張店區鑒定面積為47.00萬?O，需加固面積為42.1萬?O，占總鑒定面積89.6%，淄川區總建筑面積計62.76萬?O，其中需維修加固面積39.84萬?O，占總鑒定面積63.48%。 

　　2.2 中小學校舍結構類型大部分為砌體結構，教室開間尺寸為9.9～10.8m，進深為6.6～8.1m，單面走廊較多，走廊2.1m左右，多數屬橫墻很少房屋，缺少構造柱布置，抗震措施達不到現行《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）規定要求，部分校舍施工質量也較差。 

　　3 .主要審查工程一覽表 

　　4 .后續設計使用年限確定 

　　4.1 后續使用年限：對現有建筑經抗震鑒定后繼續使用所約定的一個時期，在這個時期內，建筑不需要重新鑒定和相應加固就能按預期目的使用，并完成預定的功能； 現有校舍后續使用年限執行《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009（以下簡稱鑒定標準）*1.0.4條；即應根據實際需要和可能按下列規定選擇其后續使用年限： 在70年代及以前建造經耐久性鑒定可繼續使用的現有建筑，其后續使用年限不應少于30年； 在80年代建造的現有建筑，宜采用40年或更長，且不得少于30年。 在90年代（按當時施行的抗震設計規范系列設計）建造的現有建筑，后續使用年限不宜少于40年，條件許可時應采用50年； 在2001年以后（按當時施行的抗震設計規范系列設計）建造的現有建筑，后續使用年限宜采用50年。 

　　4.2 根據鑒定標準*1.0.5條后續使用年限30年的建筑簡稱A類建筑，后續使用年限40年的建筑簡稱B類建筑，后續使用年限50年的校舍簡稱C類建筑。 

　　4.3 部分校舍建造年代和使用年限舉例 

　　5.主要存在問題及對策 

　　5.1 工程鑒定報告格式存在一定缺陷。采用框選形式，內容基本全面，但深度不足，如圈梁布置有層位，所有墻上是否均布不清楚；墻體、砂漿的實測強度等級具有不確定性，有的鑒定砂漿強度等級實測偏低；有的鑒定原設計砂漿強度等級為50號，設計直接推定為M1、M2.5；有的鑒定報告直接采用原設計砂漿顯然不合理；鑒定報告是加固設計的重要依據，缺失部分必須根據現場情況實測，依據實測強度等級進行*二級鑒定。 

　　5.2 加固方案應依據加固規程*3.0.1條設計原則確定；加固方法依據加固規程*5.2節進行選擇。因現有校舍結構類型不同、建造年代不同、設計時所采用的規范不同、地震動區劃圖的版本不同、施工質量不同，使用者的維護不同、設計、投資方不同等導致建筑的抗震能力有很大的不同，應根據實際情況區別對待和處理。 

　　5.3 依據規范標準應準確，必須提供原設計圖紙，無圖紙應根據現場實際情況繪制；按現行抗震設防標準GB50223-2008， 抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度、地震加速度和地震分組各區有所不同，應執行現行抗震規范；抗震措施執行鑒定標準。 

　　5.4**高問題：乙類重點設防A類、B類橫墻很少校舍，7度設防，240厚普通實心磚砌體，層數**過4層（不包括4層），屬**層；高度**過12米，為**高；依據鑒定標準*5.2.1條和5.3.1條要求提高加固標準或修改結構體系，不能只簡單按A或B類校舍加固； 

　　5.5 平面不規則：依據加固規程*5.2.4條宜盡量分割平面單元，減少扭轉影響。 

　　5.6構造柱設置：因中小學校舍大部分為磚砌體結構，構造柱的設置非常關鍵，是設計、審查的重點。 

　　5.6.1必須清楚原設計構造柱的布置情況； 

　　5.6.2 明確工程是橫墻較少還是橫墻很少房屋，以確定是增加一層還是增加二層設構造柱；如桓臺縣實驗中學敬業樓、力行樓、求真樓為同一工程的三部分，四層建筑，力行樓部分應按橫墻很少加兩層，即按8度、6層；敬業樓屬橫墻較少按8度、5層設置構造柱，構造柱設置根據建筑抗震設防分類、房屋層數和設防烈度執行鑒定標準表5.3.5-1、2； 

　　5.6.3 應同時結合現行抗震規范要求概念加強薄弱部位，如現行規范要求寬度大于2100的洞口兩側應加構造柱，該條文對于既有校舍實施比較困難，但墻體削弱較大部位必須加強，依據加固規程*5.2.1條加閉合砼配筋邊框或加設閉合型鋼邊框代替設置構造柱比較安全、經濟、實用。 

　　5.6.4樓梯間構造柱設計達不到鑒定標準要求，是加固的重點部位。為實現“安全島”目的，現行抗震規范要求7度地區磚砌體結構三層及三層以上房屋樓梯間四角、梯梁斜梯段上下端對應位置的墻體處應設置構造柱，校舍加固結合墻體加固方法外墻采用雙面掛網抹灰加固時樓梯梁下應設掛網加強帶； 

　　5.7 預制樓板加固。原校舍均為預制樓板裝配式結構，樓板缺少拉結，無胡子筋，對抗震十分不利，這是校舍加固的難點，且部分建設單位要求不破壞地面裝修等，依據加固規程*5.2.2條規定采用增設整澆層改成裝配整體式樓板，整澆層做法符合加固規程*7.3.4條要求，效果較明顯，但工期較長，造價較高，實施較難。大部分設計是依據加固規程*5.2.2條規定增設托梁加固樓、屋蓋支承，參照03SG611中C-14頁和加固圖集*84頁做法，并在加固處有螺栓孔部位空心板中孔局部落實。 

　　5.8 計算方法宜采用QITI砌體結構程序及JDJG鑒定加固程序進行加固前、加固后承載力驗算。應注意參數的合理取值，磚砌體強度等級和砂漿的強度等級應采用*一級鑒定實測值，如砂漿的強度等級位于規范砂漿強度等級兩級中間時，宜取低一級強度等級采用。面層加固的基準增強系數，按加固規程表5.3.1-1取值；應注意面層加固和板墻加固適用范圍；采用底部剪力法進行水平地震作用計算，水平地震影響系數多層砌體結構應取水平地震影響系數較大值，對既有校舍可適當降低，7度地區，B類建筑取0.07，A類建筑取0.06；對計算結果應進行合理性判定。 

　　6. 結語 

　　抗震加固設計及施工是提高現有校舍抗震承載力的有效方法。但加固效果是否理想效果存在不確定性，應盡量減少因加固造成的嚴重缺陷，減少不必要的浪費，方案的落實程度也需要相關單位密切配合監督實施。 

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