UBC研究团队：我们把桥梁设计得如此保守，却仍然挡不住地震的袭击

文章原题：《Safety codes can lead to over-built bridges, higher building costs》，原载于ScienceDaily.com

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170125091707.htm

本文编译：长河

学生张鹏(音译)正在试验柱上绘制裂缝图

日前，英属哥伦比亚大学的材料&结构实验室(University of British Columbia Okanagan’s Applied Laboratory for Advanced Materials and Structures)通过一项研究，得出了“桥梁被设计成具有承受地震荷载的能力，但这样做却使设计过于保守(overbuilt，用类似“过度医疗”的概念，称其为“过度建造”？)，并造成不必要的施工浪费”。

UBC的课题组是根据加拿大公路桥规范(Canadian Highway Bridge Design Code)，针对不同桥型的规范设计要求之后，才得出上述结论的。

UBC的教授Shahria Alam说：“在设计阶段，工程师要在“如果地震发生”这个条件下，通过计算材料应变是否超限，来确定桥梁抗震性能以及预测结构损伤，他们的计算必须还要考虑到可能发生的余震”。

“我们认为结构设计中使用这么多钢筋是非常不必要的”，Alan说，“规范要求使用的材料数量太大，还有墩梁截面也太大了”。

在UBC土木工程学院教书的Alam认为，用于建设桥梁的材料太多，而且许多年之后，人们会想到把更多的材料用到桥上，以希望其能提高强度。然而，他的研究和桥墩结构实验给出了不同的结论。

根据加拿大桥梁设计规范，荷载、耐久性和抗震设计——如何把地震动在结构中进行分散，进而减少地震影响，最终保证结构保持可用——是桥梁设计的基本部分。

“在我们建造结构的时候，公共安全是最重要的考量，因此是它们不能在地震中倒塌”，“我们要说我们建造结构不只是为了保护生命，我们也是保护结构本身”。作为这项研究的一部分，Alam和他的团队也对形状记忆金属加固、后张桥墩等进行了实验研究。

“我们提出了基于目标残差漂移准则的桥梁抗震性能设计方法(target residual drift-based criteria for performance-based seismic design of bridges)，让桥梁具有自定的能力(self-centering capability)”，Alam说道，“根据设计规范建造一座桥梁是非常昂贵的，更何况没有条件去拆除并重建一座。因此，按照我们提出的指南，建设新的结构体系，工程师们甚至可以建造一座在地震中几乎不会有损伤的桥梁。”

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长河说

通过这篇文章，我感觉到，好的学者也是要有一些媒体精神的，比如呢——标题党！看这篇文章，是不是有一种Alam教授要把桥梁抗震设计中的两大核心问题——降低成本、提高抗震性能，一下子都解决了呢？

事实真的如此吗？话题提到这儿，我并不是抗震方向的，Alam教授究竟做得怎么样，期待抗震方向的研友多多赐教~

下面是论文详细信息：

A. H. M. Muntasir Billah, A.M.ASCE; and M. Shahria Alam, M.ASCE. Performance-Based Seismic Design of Shape Memory Alloy–Reinforced Concrete Bridge Piers. II: Methodology and Design Example. Journal of Structural Engineering, January 2017