關于在本科階段設立橋梁抗震課程的建議

高秀云

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著交通行業對橋梁抗震的重視，高校專業教育必須跟上，課程改革勢在必行。從改革的必要性、可行性、應用手段等方面進行論述，以努力為國家為行業培養合格的專業人才為最終目標。

[關? ? 鍵? ?詞]? 橋梁抗震;課程改革;防災減災

[中圖分類號]? G642 ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）18-0126-02

地震具有突發性和毀滅性，一次地震，持續時間往往只有幾十秒，卻會造成巨大的生命財產損失。地震，還會引起諸如火災、水災、有毒物質泄漏以及瘟疫等等次生災害的流行，這是其他自然災害無法相比的。1976年中國河北省的唐山市發生7.6級大地震，整個城市頃刻之間淪為一片廢墟，造成24萬余人喪生，直接經濟損失近100億人民幣（當時的幣值）。據統計，僅20世紀，全世界因地震死亡的人數達100多萬人，占各種自然災害死亡人數的54%，平均每年所造成的經濟損失高達幾十億美元。[1]最近二三十年以來，全球發生的多次破壞性地震都造成了非常慘重的生命財產損失。一個很重要的原因是橋梁工程在地震中遭到了嚴重的破壞，切斷了震區的交通生命線，造成了搶險救災的巨大困難，使次生災害加重，從而導致了巨大的經濟損失和社會問題。

一、國家極其重視防災減災工作

中央政府多次召開防災減災會議，建立防災減災的行政機制，力爭將防災減災工作落到實處。“防災減災”工作不是一句空話，它是一項關系到千千萬萬鮮活生命的重大課題，怎么強調都不為過。橋梁抗震研究，作為“防災減災”工作的重要一環，最早起源于日本。我國在1976年的唐山大地震后加快了橋梁抗震研究的步伐，在汶川地震后的2008年10月，交通運輸部頒布了升級版的行業標準——《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008），不久后的2011年住房與城鄉建設部頒布了升級版的行業標準——《城市橋梁抗震設計規范》（CJJ166-2011）。

二、設立課程的意義

隨著改革開放以來經濟水平的提高，我國的交通基礎設施得到了長足發展。這些交通基礎設施中，包含了大量的橋梁工程。據統計，我國橋梁的數量及總長度都達到了世界領先地位。大部分的橋梁工程位于人口數量龐大的都市圈，如果它們發生了嚴重的震害，會產生嚴重的后果。因此，橋梁工程抗震不但變得更加急迫而且需要大量的專業人才參與其中。而高等工程教育是培養大量專業人才的主要手段，為了跟上社會及行業對橋梁抗震性能的較高要求，高校的專業教育必須進行改革。具體講，就是優化高校的課程設置，以便跟上社會的發展和行業的要求。

首先，讓我們看一下我校橋梁專業的本科培養方案。培養方案（2016版本）中，只有大四學年秋季學期開設的橋梁抗風抗震設計基礎（雙語）一門課程與橋梁工程防災減災事項有關，而且是選修課。由于此課的前修課程涉及比較難的結構動力學以及沒有在本科階段開設的地震工程等課程，學生覺得橋梁抗風抗震設計基礎（雙語）一門課內容太過艱深，所以選課人數并不是太多。

其次，我們再看一看畢業設計階段。本科生的大四畢業設計環節，是檢驗學生四年學習成果的一個重要環節，也是學生將四年的專業學習所得具體運用的一個環節。在這個環節里，學生通過具體的橋梁設計，還可以將自己不熟練的方面進行學習、加強和鞏固。可以說，畢業設計是我們教師對學生的最后一次輔導。量大面廣的中小跨徑的橋梁是本科畢業的學生必須掌握的橋梁類型，也是我們老師經常布置的畢業設計的橋型。對于這類橋型的設計，我們現在的做法是，只要求考慮恒載、汽車活載、人群活載以及風靜力效應荷載的作用進行設計即可，對于地震力的影響不做要求。這種對橋梁抗震設計的忽視，會導致我們的本科畢業生到了單位做橋梁設計的時候處于被動狀態。因為他們會發現，現在行業對橋梁抗震設計的要求已經大大提高，大量的中小跨徑的橋梁，因為其特有的振動性能，相較于柔度更大的索體系橋梁，更容易受到地震的破壞，需要進行抗震設計。試問，當我們的學生對一個簡單的中小跨徑的橋梁進行設計時，因為沒有學過而不得不將其中的抗震設計單獨剝離出來進行外委的時候，內心是怎樣的感受？

三、改進建議

因此，我們應該在以下幾個方面進行改革。

首先，在本科生培養方案中，改變沒有防災減災的意識，增加與“防災減災”有關的課程設置。比如，在大四階段，選修課程里增加地震工程課程的選項。其次，在必修課程里，增加橋梁抗震設計基礎課程，將現在的選修課橋梁抗風抗震設計基礎（雙語）改為橋梁抗風設計基礎。這樣修改之后，對于受震害嚴重的中小橋梁也是必須進行抗震設計，我們的本科畢業生才能夠勝任。

其次，在本科的畢業設計階段，必須對畢業設計的內容進行要求。對畢業設計題目是中小橋梁設計的畢業生，應該要求其必須增加抗震設計的內容，否則不予通過。目前哈工大橋梁系對畢業設計內容要求還是非常高的，但是在抗震設計這方面，相對較弱。“橋梁抗震設計”，從專業的角度說，可以分為“橋梁抗震分析與驗算”與“橋梁抗震相關構造與措施設計”。其中的“橋梁抗震分析與驗算”，需要有對橋梁的動力分析過程，根據動力分析結果，對橋梁進行破壞極限狀態下的設計。而“橋梁抗震相關構造與措施設計”，則不需要進行橋梁的動力解析，也不需要進行破壞極限狀態下的設計，只是從構造與措施方面設置一下相關的抗震構件即可。因此，相對而言，“橋梁抗震分析與計算”較難，“橋梁抗震相關構造與措施設計”較簡單。當然，什么樣的橋梁必須進行“橋梁抗震分析與計算”，什么樣的橋梁可以只進行“橋梁抗震相關構造與措施設計”是有標準的。比如，《城市橋梁抗震設計規范》（CJJ166-2011）中，按照城市橋梁的抗震設防要求將橋梁分為甲、乙、丙、丁四類。其中甲類橋梁特指懸索橋、斜拉橋以及大跨度拱橋，規范要求此類城市橋梁在E1地震（小震）作用后，結構總體反應在彈性范圍，基本無損傷，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后允許發生局部輕微損傷，不需修復或經簡單修復可繼續使用;乙類橋梁特指除甲類橋梁以外的交通網絡中樞紐位置的橋梁和城市快速路上的橋梁，規范要求此類城市橋梁在E1地震（小震）作用后，結構總體反應在彈性范圍，基本無損傷，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，允許發生有限損傷，經搶修可恢復使用，永久性修復后恢復正常運營功能;丙類橋梁特指城市主干路和軌道交通橋梁，規范要求此類城市橋梁在E1地震（小震）作用后，結構總體反應在彈性范圍，基本無損傷，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，不產生嚴重的結構損傷，經臨時加固，可供緊急救援車輛使用;丁類橋梁特指除甲、乙和丙三類橋梁以外的其他橋梁，規范要求此類城市橋梁在E1地震（小震）作用后，結構總體反應在彈性范圍，基本無損傷，震后可以立即使用，在E2地震（大震）作用后，不致倒塌。《城市橋梁抗震設計規范》（CJJ166-2011）將橋梁除去懸索橋、斜拉橋以及大跨度拱橋的交通網絡中樞紐位置的橋梁和城市快速路上的橋梁、城市主干路和軌道交通橋梁以及其他橋梁，分為A、B、C三類，其中A類橋梁應進行E1（小震）和E2（大震）地震作用下的抗震分析和抗震驗算，并應滿足橋梁抗震體系以及相關構造和抗震措施的要求;B類橋梁應進行E1（小震）地震作用下的抗震分析和抗震驗算，并應滿足橋梁抗震體系以及相關構造和抗震措施的要求;C類橋梁應滿足橋梁抗震體系以及相關構造和抗震措施的要求，不需進行地震作用下的抗震分析和抗震驗算。

對這樣專業性的“橋梁抗震設計”內容的劃分，如果老師不提出嚴格的要求去要求學生“必須做橋梁的抗震分析與驗算”，就很容易出現這樣的情況：畢業設計雖然標明了“具有橋梁抗震設計的內容”，但只是“橋梁抗震相關構造與措施設計”，沒有“橋梁抗震分析與驗算”的內容。因此，專業課老師一定要以“培養合格畢業生”的責任感，嚴把畢業設計論文的內容，讓學生“難在學校里，笑在職場中”。

四、結語

最后想強調的是，橋梁抗震設計作為防災減災的重要一環，必須引起專業老師的重視。我們系在制定培養方案和教學過程管理中，應該將“規格嚴格 功夫到家”始終貫徹在我們具體的行動中。將“培養合格的畢業生”作為我們的使命與擔當并且無愧于此。

參考文獻：

[1]葉愛君，管仲國.橋梁抗震（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]中華人民共和國交通運輸部.公路橋梁抗震設計細則（JTG/TB02-01-2008）[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.城市橋梁抗震設計規范（CJJ166-2011）[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

編輯 武生智