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日本如何建造橋梁

發稿時間:2012-09-10 00:00:00   來源:學習(xi) 時報   作者:劉挺

  日本有一句俗語是這樣說的:世界上有四樣東(dong) 西最可怕——地震、打雷、火災和父親(qin) 。其中,地震排在“四怕”之首。地處環太平洋火山地震帶西緣的日本,猶如坐在搖椅上一樣總是處於(yu) 晃動中,全球裏氏6級及以上地震的20%都發生在這個(ge) 島國,平均每年有感地震達1000次左右。一直以來,如何提高橋梁的抗震性就成為(wei) 日本橋梁建設者麵臨(lin) 的一道難題。

  不斷改進的橋梁設計規範

  公元1886年(明治19年)日本出台了第一部現代意義(yi) 的橋梁規範——《橋梁築造保存方法》。在此之後,幾乎每次引起橋梁嚴(yan) 重破壞的大地震都會(hui) 促使日本政府修訂橋梁抗震規範。例如,1978年宮成縣地震促使1980年出版的橋梁設計規範開始考慮結構塑性變形能力,1995年的阪神地震使日本橋梁工程界提出了延性抗震設計和性能抗震設計。

  日本的橋梁抗震設計以確保針對橋梁的重要程度而要求的抗震性能為(wei) 目的,將橋梁分為(wei) A類與(yu) B類,A類為(wei) 一般重要橋梁,B類為(wei) 特別重要橋梁(一般為(wei) 高速道路、一般國道及緊急輸送道路橋梁)。對於(yu) A類橋要求在設計基準期內(nei) 在大概率地震作用下,橋梁不產(chan) 生嚴(yan) 重破壞,在出現小概率的大地震時橋梁不產(chan) 生致命的破壞;對於(yu) B類橋要求在設計基準期內(nei) 在大概率地震作用下,不出現損害橋梁整體(ti) 性的破壞,在小概率地震作用下僅(jin) 產(chan) 生有限的破壞,但不影響橋梁機能的迅速恢複。

  日本橋梁設計權威依據是道路橋梁設計規範,共有五冊(ce) ,每一冊(ce) 後麵均附有對規範的解釋。每一冊(ce) 均由相應的專(zhuan) 門委員會(hui) 負責編寫(xie) 。其委員會(hui) 由全國橋梁設計、施工方麵的專(zhuan) 家組成。根據世界橋梁的發展狀況和設計、施工中反映出來的問題,基本上每年都再版、修訂一次,使規範不斷豐(feng) 富、不斷完善,成為(wei) 日本橋梁設計人員的得力工具。

  製度嚴(yan) 密的施工管理

  日本是一個(ge) 非常注重製度管理和流程的國家,對於(yu) 不同類型的工作及事務都有十分詳細明確的規定。日本的橋梁施工采用監督員和現場代理人製。監督員是由建設部在全國各地的建設處人員承擔,屬於(yu) 國家公務員。由於(yu) 公務員隻需通過國家公務員考試,所以其專(zhuan) 業(ye) 知識不一定很強,主要是對現場代理人進行管理,因此一位監督員也可以同時監督幾個(ge) 橋梁工地,其職責是審查由代理人呈報上來的各種材料,並由其簽字生效,其依據是施工管理標準。在管理標準中根據不同橋梁、施工特點,編製了不同的管理表格,內(nei) 容極為(wei) 詳細,對施工的項目、需測定的部位、誤差的大小,均有明確的規定,並有照片佐證。監督員有時也根據管理標準,去施工現場對某一環節加以驗收。現場代理人則由施工中標公司自己根據工程費用多少委派不同級別的土木施工技術士擔任,並經建設處批準。技術士資格考試每年舉(ju) 行一次,難度比較大,每一年通過的人並不多,需要豐(feng) 富的施工經驗和管理經驗。現場代理人負責橋梁施工的組織、計劃和安排,並根據工程進度,完成各種報表,交由監督員審查。根據建設業(ye) 法,監理技術士也可由現場代理人或由別的公司人員擔任,均需有監理資格證,但所做的一切,最終由監督員認可方能生效。

  日本橋梁施工管理的另一個(ge) 特點是施工的照片寫(xie) 實管理,其工程照片包括:施工前的現場準備,施工過程,安全管理,使用材料,質量管理,其他(公害、環保等)。並且對照片的尺寸、需拍攝的項目、位置、時間、次數等均有明確的規定,同時在需拍攝的部位還要有一塊小黑板,標明工程總名稱、分項工程名稱、測點位置、設計值、實測值及略圖等。看起來很直觀,既方便了以後的檢查,也避免了弄虛作假。

  先進的橋梁建設理念

  日本橋梁設計人員非常注重橋梁的實用性和簡潔美,以結構為(wei) 主輔助適當的修飾,在設計上成為(wei) 與(yu) 自然和諧統一的景觀,重視橋梁設計建設中對自然環境和社會(hui) 環境影響的評價(jia) 與(yu) 論證,運用全壽命周期效益分析方法,力爭(zheng) 使每座橋梁都能做到功能適用性、環境協調性和結構安全性的高度統一。

  針對台風、地震等惡劣環境因素,日本橋梁設計人員采用先進的抗風、抗震設計方法,通過充分的模型實驗和工藝研究,保證大橋抵禦自然災害的能力。目前,日本高架橋中的多層橋多(一般3—4層,有的5層以上)、高橋多(高度有的達50米以上)。為(wei) 在地震時避免直接和間接次生災害影響,日本橋梁設計人員都作了抗震考慮,其抗震的等級都比較高。對大跨徑的橋梁(如吊橋、斜拉橋)進行了特殊的動力分析,如地震時程分析、耐風振的模型實驗等等,確保安全暢通。

  日本人非常注重知識積累和成果共享,很大程度上實現了資源和成果的全國性共享,使得研究工作的效率和效益得到極大提高,有利於(yu) 技術的進步和發展。很多有代表性的橋梁都運用先進的聲光與(yu) 數字電子技術建立了“橋梁博物館”,集工程經驗總結與(yu) 推廣、技術交流、科普教育、旅遊觀光等多項功能於(yu) 一體(ti) ,使得宏偉(wei) 而高深的橋梁建築技術生動形象地展示給普通民眾(zhong) ,起到了提高國民素質、振奮國民精神的特殊作用。

  世界橋梁工程界給予了日本橋梁以精細、高效、耐久的美譽,但是日本橋梁建設者仍在不斷研究探索新的橋梁設計建造技術,日本道路協會(hui) 橋梁委員會(hui) 發布的《次期道路橋示方書(shu) 改定的方針》中指明了下一階段日本橋梁設計的發展方向:繼續推進橋梁抗震設計的性能規定化進程;新材料、新技術、新理論的導入;示方書(shu) 體(ti) 係的階層化;與(yu) 海外先進抗震設計基準相調和,推進設計基準國際化;建立高齡化道路橋的維修管理體(ti) 係。

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