公路桥梁抗震设计范文

导语：如何才能写好一篇公路桥梁抗震设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】公路桥梁；抗震；设防标准

公路桥梁的抗震设防是指在地震作用下能够按照设计要求，实现预期功能的桥梁工程的预防措施。桥梁按照设定的可靠性要求以及抗震技术要求，一般是由设计地震动参数和建筑其使用功能的重要性决定的，这就是桥梁抗震设防的标准。当前，我国的《公路工程抗震设计规范》中，明确提出直接以基本烈度作为设防烈度，而且考虑到结构重要性系数，实际上没有明确的规定公路桥梁的结构抗震设防标准。而抗震设防标准是对结构抗震设防要求高低尺度的衡量，它直接关系到公路桥梁结构的安全度与工程造价的多少，是在抗震设计中不可回避的问题。

1.公路桥梁抗震的三水准设防与二阶段设计

多级抗震设防是被国内外的建筑物抗震规范中广泛运用的手段，其三水准设防设想，是通过二阶段设计实现的。

1.1三水准设防

若桥梁结构其设计的基准期是Y，那么公路桥梁“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计目标中，小震、中震、大震则分别约为Y年63%、Y年10%、Y年3%。

在地震的作用下，桥梁的结构性能目标可分为三类，即桥梁构件没有任何损坏，结构保持在弹性范围内；桥梁构件出现可以修复的损坏，修复后可以正常使用；桥梁构件损坏严重，但整个结构其非弹性变形依然受到控制，同结构倒塌的临界变形还有一定的距离，震后能够修复，震时紧急救援车还可以通过。为实现公路桥梁的抗震设计目标，一般可以采用三水准的方法进行抗震设防。设防水准以及相应的性能目标如下表：

1.2二阶段设计

公路桥梁的抗震规范征求意见的稿拟中，所采用的二级设防，二阶段设计是满足“小震不坏，大震不倒”这一目标的，认为“中震可修”是自动满足的。所以，我国当前实际上应用的同公路桥梁抗震规范拟稿中的提议是一致的，即：在公路桥梁的抗震设计中，均采用二级设防，二阶段设计的方法，但是二者的二级设防，二阶段设计的内容是不完全相同的，在实际的应用过程中，为了能够保证结构的抗震安全性，所采取的二级设防、二阶段设计，实际上满足了“中震不坏、大震不倒”的目标，而“小震不坏”这一目标会自动满足。

2.公路桥梁抗震设防的重要性以及使用功能分类

2.1建筑抗震设防重要性的分类

根据建筑对社会、政治、经济以及文化的影响程度，将建筑抗震设防类别的重要性划分为以下几类。甲类：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，如：大型桥梁，危险品等；抗震设防标准应高于本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定，当0.05g≤A≤0.3g时，应该按照0.1g≤A≤0.4g的要求；当A=0.4g时，应该按照A>0.4g的要求。乙类：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，如：医院，发电厂等；抗震设防标准应符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求，当0.05g≤A≤0.3g时，应该按照0.1g≤A≤0.4g的要求。丙类：一般的建筑，如：一般的民用或工业建筑；抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。丁类：抗震次要建筑，如：一般仓库；抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求，设计基本地震加速度值A减半，但最小值不得小于0.05g。

依据建筑物重要性来确定的抗震设防类别，决定了建筑抗震设计所采用的地震带来的损坏的大小以及应该采取的抗震措施的等级，而且地震的作用随着抗震设防类别的差异，可以在设计基本地震加速度值得基础之上成倍的增加。这种把地震的作用同抗震措施分开，并且采用不同的设计基本地震加速度值的方法，既不利于工程师进行应用，也是与实际情况不符的。

2.2公路桥梁抗震设防重要性的分类

根据《建筑工程抗震设防分类标准》的规定，城镇的交通设施抗震设防分类如下：

（1）在交通网络中占据关键的地位，并且承担较大的交通量的大跨度桥归为甲类。

（2）处在交通枢纽的其他桥梁归为乙类。

依据上述分类标准，多空跨径总长在1000米以上的，或者单孔跨径达150米以上的桥梁应划为甲类；大、中、小桥梁则应为乙类。

2.3公路桥梁的使用功能分类

公路桥梁抗震设计中，不仅能够控制结构的破坏，还要考虑震时确保桥梁的使用功能正常的发挥。公路桥梁抗震按照其使用功能可划分为四类，一类：地震时或地震后使用功能不能中断的桥梁。二类：地震后使用功能必须在短期内恢复的桥梁；对震后运行起关键作用的桥梁。三类：地震后使用功能不须在短期内恢复的桥梁。四类：地震时可以倒塌的桥梁。

3.公路桥梁抗震设防的标准

地震作用下的公路桥梁的危害程度是由公路桥梁所在场地的危险性以及桥梁的结构的易损性决定的。公路桥梁工程师通过对工程所在场地的地震危险性进行分析，然后按照桥梁结构在地震的作用下可接受的危害程度，采用合理的结构体系以及抗震构造措施。抗震设防标准的确立，不仅仅是结构的安全问题，还包括设计师的设计理念、国家的经济指标等因素。考虑到我国当前的经济水平，参考国内外的同类型公路桥梁的抗震设防标准，建议公路桥梁特大桥的抗震设防地震的概率是一百年超过百分之十；特大桥的引桥与大中小桥的抗震设防地震的概率水平是五十年超过百分之十。

4.总结

本文对桥梁的使用功能以及抗震设防重要性等因素，进行了讨论与分析，利用抗震设计类别来表达抗震设防的标准，并对现有的公路桥梁抗震的规范提出了修正的建议。 [科]

【参考文献】

[1]王克海，李冲，李悦.中国公路桥梁抗震设计规范中存在的问题及改进建议[J].建筑科学与工程学报，2013，30（2）.

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关键词：公路桥梁；抗震设计

Abstract: based on the seismic design of highway bridge made some theory and practice, this paper mainly including bridge structure and its reason analysis and bridge damage earthquake-reduction design, and the key point of the highway bridge seismic fortification measures are introduced in this paper.

Keywords: highway bridge; Seismic design

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A文章编号：

我国处于世界两大地震带―――环太平洋地震带和亚欧地震带之间，是一个强震多发国家，汶川、玉树地震表明强烈地震将引发长期的社会政治、经济问题，并带来难以慰籍的感情创伤。在抗震救灾中，公路交通运输网更是抢救人民生命财产和尽快恢复生产、重建家园、减轻次生灾害的重要环节，所以公路桥梁是生命系统工程中的重要组成部分，公路桥梁抵抗震害的能力是桥梁设计中重点关注的问题之一[1]。

1桥梁结构震害及其原因分析

要想建立正确的抗震设计方法、采取有效抗震措施,对公路桥梁震害及其产生的原因的调查和分析是必不可少的。从世界各国的地震震例统计资料看,公路桥梁的震害现象主要有以下几种:一、对梁式桥梁地震位移造成上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或梁体相互磁撞引起的破坏,而对拱式结构则主要表现在拱上建筑和腹拱的破坏,拱圈在拱顶、拱脚产生的破损裂缝,甚至整个隆起变形。二、由于地震造成的地基土液化,加大了地面位移从而加剧了结构反应,大大增大了落梁的可能性。三、对支座的抗震要求考虑不足造成支座发生过大的位移和变形从而造成支座本身构造上的破坏等,进而对结构的其他部位产生不利的影响。四、桥梁下部结构抗力不足导致的地震时下部开裂、变形和失效,进而对全桥的不利影响。五、地震时使得在松软地基上的桥梁在发生河岸滑移导致全桥长度的缩短而造成的比较严重的震害[2]。

2桥梁减震设计要点

对于地震区的桥型选择，宜按下列几个原则进行：尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构物的地震作用和内力，提高稳定性，力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以减小在地震中因扭转引起的附加地震力，应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用，适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形能力，从而减少地震作用，加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防止地基失效。

2.1结构的刚度对称有利于抗震,不等跨的桥梁容易发生震害。特别是一座桥内墩身高度相差过大,在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力,跨径不同。在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。设计上尽量避免在高烈度区采用这种桥型,如无法避免。宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度,例如设抗震支座等。

2.2对桥梁抗震性加以分析研究,某类结构不能在地震区应提出更能内修建,在分析研究原有结构抗震性能的基础上,适应地震作用的结构型。其次,对结构抗震设计不是被动地作为地震作用时结构强度、变位的验算,而是要从设计角度,提高结构的防震能力,要系统考虑结构的行为能力设计。

2.3结合我国国情,研究结构控制的有效型式,加强抗震措施，必须采用“以柔克刚”的设想来考虑地震区结构抗震设防的“以刚克刚”的旧传统设防观点，对地裂、地出发点,改变单纯的边坡倒塌、沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该做出深入的研究[3]。

2.4针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训,必须开展对抗震支座、各种型式桥墩的延性研究,要利用约束混凝土的概念预应力混凝土,而且可以提高它的延性。不但对钢筋混凝土、混凝土结构、混合结构的延性都需展开研究。

3公路桥梁抗震设防措施

合理的结构形式和成功的抗震设计,即合理的概念设计可以大大地减轻甚至避免震害的发生。一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。从结构上来说,要清楚哪些结构有利于抗震,哪些结构抗震不利,其中包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等等。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。国内外桥梁抗震研究人员一直都在研究桥梁的合理构造措施,合理的构造措施可以提高整体的延性及滞回耗能能力。在确定路线的总走向和主要控制点时,应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段;在路线设计中,要合理利用地形,正确掌握标准,尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择,宜按下列几个原则进行:尽量减轻结构的自重和降低其重心,以减小结构物的地震作用和内力,提高稳定性;力求使结构物的质量中心与刚度中心重合,以减小在地震中因扭转引起的附加地震力;应协调结构物的长度和高度,以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用;适当降低结构刚度,使用延性材料提高其变形能力,从而减少地震作用;加强地基的调整和处理,以减小地基变形和防止地基失效。

4结语

虽然目前地震还不可有效的预测,但是只要我们通过研究认识到地震对结构的破坏规律,我们就能通过一定的抗震设防原则制定相关的抗震设防措施并控制好施工质量,这样就能尽量减低震害的影响。

参考文献

[1]赵国辉,刘健新.汶川地震桥梁震定分析及抗震设计启示[J].震灾防御技术,2008,3（4）：363-369.

[2]吉随旺,唐永建,胡德贵,汪军,陶双江.四川省汶川地震灾区干线公路典型震害特征分析[J].岩石力学与工程学报,2009,28（6）：1250-1260.

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关键词：公路桥梁结构抗震设计原则要点

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

一场大地震对桥梁的损害是直接的，同时由于道路的不通畅也进一步造成了更多人员的伤亡以及更大的经济损失，然而，地震的发生是不可避免的。四川汶川县发生的8.0 级地震至今给人们的影响还远远没有消去。如何在以后的桥梁抗震设计中做到更经济、更有效地抗击地震引起的破坏，始终是桥梁抗震研究设计人员需要认真学习、研究的重要课题。

一、抗震设计原则

合理的抗震设计，要求设计出来的结构，在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素。设计时应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。

1、场地选择

除了根据地震危险性分析尽量选择比较安全的场址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。基岩、坚实的碎石类地基、硬粘土地基是理想的桥址场地；饱和松散粉细砂、人工填土和极软的粘土地基或不稳定的坡地及其影响可及的场地都是危险地区。在地基稳定的条件下，还可以考虑结构与地基的振动特性，力求避免共振影响；在软弱地基上，设计时要注意基础的整体性，以防止地震引起的动态的和永久的不均匀变形。

2、体系的整体性和规则性

桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面或立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整，避免突然变化。

3、提高结构和构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动是周期反复作用的运动，还要注意周期反复变形下结构和构件的刚度与强度的退化效应。只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。

4、能力设计原则

过去的设计思想认为，理想的设计是使结构各构件都具有近似相等的安全度，即结构中不要存在局部的薄弱环节。但由于结构各构件的重要性程度并不相同，等安全度设计思想并不合适，尤其对于抗震结构，更是如此。

能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件（延性构件和能力保护构件——不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件） 和不同破坏模式（延性破坏和脆性破坏模式） 之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国当前建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想，这种思想即为能力设计原则的具体体现。

5、多道抗震防线

应力图使桥梁具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支承结构，避免倒塌。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

二、桥梁结构的抗震设计要点分析

1、桥梁延性设计。延性抗震设计理论已经发展了近50年, 早已列入国外桥梁抗震设计规范。我国在2008年颁布实施的《公路桥梁抗震设计细则》中增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定, 以期增加初始强度没有明显变化的情况下结构的非弹性变形能力,避免结构在大震中倒塌。在汶川地震中, 就出现了许多脆性破坏, 致使桥梁失效、倒塌, 可见延性设计的重要性。

2、设计烈度。根据大量震害调查的事实表明,在基本烈度7度以下, 桥梁震害极为轻微, 因此规范中规定桥梁结构抗震设防的一般起点为基本烈度7度, 最高9度。7度以下, 结构不必进行抗震设计,高于9度或有特殊抗震要求的新型结构要进行专门的抗震设计。

3、设计方法。对一般桥梁工程, 可按规范所规定的简化方法进行结构抗震设计。我国规范是采用反应谱理论进行抗震设计, 即根据设计烈度, 以简便的地震荷载系数计算地震惯性力, 作为地震荷载, 然后以一般结构静力计算步骤求得结构最大内力和变位, 使其控制在规范容许值的范围内来确保结构的抗震安全。对大跨度或特别重要的桥梁结构, 应对结构进行地震动力分析(地震反应分析)。分析的方法一般是直接根据建桥地区在强震时地面运动的加速度记录, 依照动力学的原理, 对结构作地震动力分析计算。对于已经建成的桥梁结构, 如不满足现行规范抗震设防的要求, 也可通过结构地震动力分析作进一步的抗震鉴定和决定最优加固方案。

4、抗震强度及稳定性验算。桥梁的抗震设计要根据安全和经济两方面统筹考虑, 针对不同强度的地震采取不同的设计方法和要求。桥梁抗震强度及稳定性验算一般只需考虑水平地震荷载, 并在顺桥和横桥两个方向分别进行计算, 主要验算地基承载力、桥墩的水平地震荷载及内力、桥台的土压力和水平地震力等。

三、桥梁抗震设计注意事项

1、尽量将桥轴线设计成直线，曲线梁使结构地震反应复杂化，尽可能使桥台和桥墩与桥轴线垂直，斜交会引起转动响应而增大位移。

2、尽量少用伸缩缝，将桥面做成连续的，简支梁地震时容易落梁。

3、基础尽可能建在岩石或坚硬冲击土上，软土或砂土易于放大结构的位移响应，且软土有震陷、饱和砂土有液化等地质地震灾害。

4、沿纵、横桥向的桥墩刚度尽可能一致，刚度变化太大，地震时，较刚性的桥墩容易破坏。

5、能用小跨径可能不用大跨径，地震作用下，大跨径桥梁墩柱轴向力大，使得墩柱的延性能力降低。

6、塑性铰应设置在墩柱上，易于观察和修复；不应设计在盖梁、主梁、水中或地下的的桩顶处，不便观察和修复。

7、材料和结构型式的选择应遵循以下原则：

①材料重量比要大（轻质高强）；

②变形能力要大（耗能的需要）；

③强度和刚度的衰减要小（地震作用是反复作用的）；

④结构整体性要好（地震时不易脱落）；

⑤造价要合理。

8、设置多道抗震防线，尽可能用超静定结构，避免使用静定结构。

9、防止脆性与失稳破坏，增加结构延性。

四、实例分析

某桥梁总体布置为40m+ 40m+ 40m 的连续刚构桥, 截面是单箱单室( 如图1 所示) , 桥宽9．3m, 墩高10m, 桥墩截面如图2 所示。该桥所在区域抗震设防烈度为Ⅶ度, 按《中国地震动参数区划图》( GB18306- 2001) 规定, 地震动峰值加速度为0. 1g。根据􀀁公路工程抗震设计规范􀀁 ( JTJ004- 89) , 采用Ⅱ类场地土反应谱, 取结构重要性系数1. 3。

图1 箱梁截面( 单位: m)

图2 桥墩截面( 单位: m)

经计算, 得出结构在恒载、《公路工程抗震设计规范》反应谱描述的地震动作用下第一跨桥墩底、墩梁刚接处、主梁跨中三个控制截面的内力。如表1 所示。

表1 结构在多种荷载工况下第一跨控制截面的内力

参考文献：

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关键词：高速公路；桥梁；抗震设计；

中图分类号： U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

某高速公路项目路线主要沿河谷布设，桥梁数量较多，但主要以20m和25m装配式预应力混凝土连续箱梁桥为主，上部结构采用2008版通用图，下部结构多采用圆柱式桥墩、柱式或板凳式桥台，桥高在20m以下，本文主要介绍设计中对这些常规桥梁进行抗震设计的情况。

2、计算模型及主要参数

本项目抗震分析主要依据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG／TB02－01—2008）（以下简称《细则》）进行。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—

，项目所在区域地震动峰值加速度为0．20g，场地特征周期为0．45s。根据《细则》，这些常规桥梁均为B类桥梁，且进一步判断为规则桥梁，地质条件较好，地基土主要是中密或密实卵石，地基土的比例系数m取为40000kN／m2。计算采用多振型反应谱法进行，建模采用MIDAS／CIVIL2010软件，上部结构采用梁格模型，下部结构采用空间杆系模型，上下部结构之间的连接采用弹性连接，弹簧刚度根据采用的支座按《细则》计算，桩与土的相互作用采用土弹簧进行模拟，弹簧刚度计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行，并考虑了2．0的动力系数。图1、图2分别是5×20m和6×25m两种典型跨径装配式预应力混凝土连续箱梁模型图。

图1 抗震分析模型（5x20m） 图2 抗震分析模型(6x25m)

3、分析过程

模型建立后，分别进行E1和E2地震作用下的抗震计算，其中墩柱作为延性构件考虑。

3.1 E1地震作用下的计算

本阶段是弹性计算，计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。

3.2 E2地震作用下的计算

对于矮墩（高宽比＜2．5），计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。

对其他桥墩（高宽比≥2．5），按下列过程进行计算。

3.2.1 墩柱P－M－φ曲线计算

E2作用下，墩柱往往进入弹塑性阶段，进行这个阶段分析时，墩柱的轴力—弯矩—曲率曲线（即P－M－φ曲线）是重要的计算参数。提供M－φ曲线计算功能的程序较多，Midas／Civil也提供了这一功能，但需注意的是，计算时采用的约束混凝土本构关系采用的一般是Mander模型，该模型中的混凝土抗压强度参数采用的是圆柱体抗压强度，而我国规范中混凝土强度参数采用的是立方抗压强度，因此计算时一般要乘以0．85的换算系数。本文计算采用的是XTRACT软件，其中的材料参数均采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）中的值。

计算中采用的轴力，即“P－M－φ”中的“P”值，《细则》7.4.4中规定为“最不利轴力组合”，此处取为E2地震作用下最大轴力与恒载轴力的合力。通过计算可以得到形如图3的曲线。

图3M－φ曲线

3.2.2 顺桥向位移验算

根据《细则》7.4.3计算其最大容许转角，根据《公路桥梁抗震设计细则》7.4.7计算得顺桥向墩顶容许位移。根据M－φ曲线，利用《细则》6.1.6式计算得截面有效抗弯惯性矩：

Ieff＝MyφyEc将MIDAS／CIVIL模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用上面计算的结果替代，进行E2作用下的计算，得墩顶最大顺桥向位移并进行验算。

3.2.3 横桥向位移验算

根据根据 《细则》7.4.8，采 用MIDAS／CIVIL2010对桥墩进行PUSHOVER分析，计算得塑性铰达到最大容许转角时的墩顶位移，其即为容许位移。将MIDAS／CIVIL计算模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用截面有效抗弯惯性矩替代，进行E2作用下的计算，即得墩顶最大横桥向位移并验算。

2.3 能力保护构件计算

根据《细则》6.8条、7.3条进行对墩柱抗剪、盖梁抗弯抗剪，桩基强度进行验算。

2.4 墩柱体积含箍率验算

根据《细则》8.1.2条，对塑性铰区域配箍率进行验算。

4、计算结果及配筋设计方案

墩柱的配筋设计可根据静力计算和E1作用计算结果配置主筋。再以墩柱配筋作为输入进行E2作用计算和能力保护构件计算，确定墩柱抗剪箍筋和桩基、盖梁主筋和箍筋配置。

经计算发现，对本项目常规桥梁（墩高在20m以下，跨径20m、25m），在静力作用和E1作用下的计算内力较小，所需配置的钢筋较少，大部分按构造配筋即可。《细 则》规 定墩柱的最小配筋率为0．6％，根据以前用《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）计算的经验，该配筋率偏低。参考美国加州《CaltransSeismicDesignCriteria》（《细则》中很多计算方法和理论与该规范一致），将墩柱配筋率控制在1％左右，经验算均通过。在根据能力保护原则计算桩基配筋后发现桩基配筋较柱有大幅增加，为便于桩基和柱钢筋的绑扎，在必要时将桩基钢筋每两根一束布置，使其束数与柱主筋一致，但因此增加了桩基主筋数量，鉴于桩基弯矩随深度减弱较快，分批将主筋截断以节约造价。根据上述原则两种典型跨径不同墩高下的配筋设计结果见表1

表1部分桥梁配筋结果

从上述计算结果中可发现以下规律。

1）在本项目所在区域和公路等级条件下，能力保护构件计算控制构件配筋。

2）由于采用了能力保护构件设计，作为能力保护构件的桩基础，其主筋配置较《细则》前大大增加，配筋率较墩柱大，且墩柱越矮，所需配置的钢筋越多。

3）墩柱箍筋较以前增加很多，有些同样，墩柱越矮，所需配置的箍筋也越多。在《细则》颁布之前，箍筋往往采用直径8mm或10mm的光圆钢筋，其间距15～20cm，柱顶底加密区也仅加密为间距10cm。而根据《细则》能力保护构件计算的箍筋，在塑性铰范围内，需采用直径12mm甚至16mm的螺纹钢筋，间距小至8cm。

5、结语

通过本项目所做的分析及与以前设计的对比发现以下结论。

1）《细则》实施后对桥梁的抗震能力进行了有针对性的加强。

2）《细则》对于墩柱的抗弯并没有提高要求，以前设计的桥梁墩柱，仍可满足要求。

3）由于采用了能力保护设计原则，能力保护构件的承载能力是根据相邻构件的承载能力确定的，所以墩柱的钢筋配置越多，则桩基的配筋、塑性铰区域箍筋、盖梁配筋就越多。

4）由于墩柱越矮，其承载能力越高，导致越矮的墩柱，其塑性铰区域箍筋及与其相邻的桩基、盖梁配筋就越多。尽管《细 则》规定矮墩（墩 高／直径＜2．5的墩）不采用能力保护构件设计，但实际计算中发现，未达到矮墩标准，但墩柱很矮，接近矮墩的桥墩，按照能力保护构件设计，其桩基配筋和塑性铰区域箍筋过多，甚至很难满足构造要求。

参考文献：

［1］JTG／TB02－01—2008公路桥梁抗震设计细则［S］．

［2］CALTRANSSeismicDesignCriteria［S］．

［3］JTGD63—2007公路桥涵地基与基础规范［S］．

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【关键词】桥梁抗震；设计；抗震性能

中图分类号： K928 文献标识码： A

桥梁作为不可替代的公共交通设施，在人们日常生活中发挥着重要的作用，桥梁的质量对人们日常生活的影响更是深远而长久的。另外，我国是地震多发国家。在发生重大灾难时，桥梁能否不被破坏，使灾难降低到最小程度都反映出了桥梁抗震设计的重要性。因此，如何加强对桥梁抗震设计加以重视以及采用怎样的方法提高抗震设计质量就成为了当前的主要任务。

一、明确桥梁抗震设计的重要性

如今，世界范围内的地震次数越来越多，很多国家为了使地震灾害降到最低程度，都在不断探索桥梁的抗震设计，不断普及桥梁抗震设计的重要性。当然，在了解桥梁抗震设计的重要性的同时，我们更要清楚的了解桥梁震害的主要原因。只有找到原因，才能找到解决问题的方法。

1.桥梁结构缺乏防震设计

现在的桥梁一般都是梁式的，这种形式的桥梁通过地震产生位移之后，便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁，如果没有进行抗震设计，那么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝，也可能是整个拱隆起变形。

2.桥梁地基缺乏抗震设计

如果桥梁地基土受到地震的影响，那么不仅会加大地震的位移，也会放大桥梁结构的振动反应，从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础，这会造成桩基的承载力降低，进而导致桥梁横向或者竖向移动。除此之外，如果在建设桥梁时没有修建稳定的地基，地震时便会因部分地基液化失效而引起结构物的整体倾斜，从而造成落桥。

3.桥梁支座缺乏抗震设计

在地震力的作用下，如果桥梁支座没有进行抗震设计，必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时，没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料，也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形，甚至会造成支座的螺栓拔出、剪短等各种形式的破坏。

二、桥梁抗震设防的重要性

2.1建筑抗震设防重要性的分类

根据建筑对社会、政治、经济以及文化的影响程度，将建筑抗震设防类别的重要性划分为以下几类 甲类:重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，如:大型桥梁，危险品等;抗震设防标准应高于本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。乙类:地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，如:医院，发电厂等;抗震设防标准应符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。丙类:一般的建筑，如:一般的民用或工业建筑;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。丁类:抗震次要建筑，如:一般仓库;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求，设计基本地震加速度值A减半.但最小值不得小于O.O5g.

2.2公路桥梁抗震设防重要性的分类

根据建筑工程抗震设防分类标准的规定，城镇的交通设施抗震设防分类如下:

(1)在交通网络中占据关键的地位，并且承担较大的交通量的大跨度桥归为甲类

(2)处在交通枢纽的其他桥梁归为乙类

依据上述分类标准，多空跨径总长在1000米以上的，或者单孔跨径达150米以上的桥梁应划为甲类;大、中、小桥梁则应为乙类

三.公路桥梁抗震设防的标准

地震作用下的公路桥梁的危害程度是由公路桥梁所在场地的危险性以及桥梁的结构的易损性决定的.公路桥梁工程师通过对工程所在场地的地震危险性进行分析，然后按照桥梁结构在地震的作用下可接受的危害程度，采用合理的结构体系以及抗震构造措施抗震设防标准的确立，不仅仅是结构的安全问题，还包括设计师的设计理念、国家的经济指标等因素。考虑到我国当前的经济水平，参考国内外的同类型公路桥梁的抗震设防标准，建议公路桥梁特大桥的抗震设防地震的概率是一百年超过百分之十;特大桥的引桥与大中小桥的抗震设防地震的概率水平是五十年超过百分之十。

四、桥梁抗震设计的主要方法

1.防止落桥的设计方法

防止落桥的设计方法主要有两种，一种是AASHTO-LRFD颁布的桥梁设计规范;另一种是Caltrans桥梁设计规范。

（1) AASHTO-LRFD桥梁设计方法

首先，这种桥梁设计方法中的地震荷载是一种水平效应。通过弹性地震反应系数和上部结构等效重量之积，可以得到地震荷载的水平效应。地震的反应系数公式为:

Cm=1. 25AS/Tm3/4＜2. 5A=A90. 8+4Tm=3ASTm3/4

公式中，A表示的是加速度系数，A的确定是根据等震图进行的，等震图表示在设计寿命50年之内超过这个地震等级的概率为10%;S表示的是场地系数;Tm表示的是以秒为单位的第m模态的结构周期。通过地震的反应系数公式，可以采用四种地震分析方法对设计图进行合理设计，分别是均布荷载法、单模态谱法、多模态谱法和时程法。

（2) Caltrans桥梁设计方法

这是一种单一水平准基力的设计方法，该方法主要包括四方面的设计:

1)用弹性加速度反应谱ARS定义地震力;

2)用多模态反应谱分析考虑桥台刚度效应;

3)用延性和风险系数设计构件以考虑非弹性效应;

4)合理设计构件详图。

Caltrans桥梁设计方法的地震荷载主要是通过运用反应谱定义地震力计算岩石峰值加速度，再通过分析反应谱得出反应谱曲线，从而得到岩石峰值的加速度。这种设计方法有一个特点，就是针对不同形态的桥梁可以采用不同的方法进行抗震设计。例如针对具有良好对称结构的桥梁，可以采用等效静力分析方法;针对不规则的桥梁结构，可以采用多模态反应谱的分析方法对桥梁抗震进行设计。

2.桥梁中Caltrans新抗震设计方法的应用

随着人们对桥梁抗震设计的重视度的不断提高，很多桥梁设计专家也加大了对桥梁抗震设计的研究力度，其中Caltrans桥梁抗震设计方法取得的进步最大。

首先，Caltrans对普通桥梁进行了新的分类，这种分类实际上增加了桥梁抗震性能准则的桥梁类型，对普通桥梁进行了标准桥梁和非标准桥梁明确的分类，并且两种类型桥梁没有根本性的冲突。

其次，在桥梁抗震设计中，对桥梁中的所有结构的强度和延伸性都必须加以保证。因为只有保证了桥梁的抗拉强度、抗压强度和抗剪强度，才能够防止桥梁在地震中发生倒塌事件。Caltrans桥梁抗震设计方法中了以往的将非弹性设置全部设置在混凝土结构上，而采用了新型的方法，即将非弹性设置在桥柱、桥墩、背墙和侧墙上。

最后，Caltrans桥梁抗震设计关注基于位移的桥梁设计。在这种设计理念的指导下，Caltrans桥梁抗震设计方法认为可以采用非弹性静力推到分析估算取决于结构外形和塑性铰的转动能力的有效位移能力。实质上，各种抗震分析方法都存在着一定的缺陷。因此，基于位移设计方法和能力设计方法相结合的设计方法便成为了新的发展趋势，而Caltrans桥梁抗震设计方法总的静力弹性塑性分析方法，正是位移设计方法和能力设计方法的结合体。

结术语

现阶段，我国正处于高速公里建设的高峰期，高速公路的建设必不可少的建设就是公路桥梁，因此桥梁的建设数量和质量越来越引起人们的重视。为了有效提高桥梁的质量、避免桥梁在地震等灾害中造成一定程度的损失，必须加强桥梁的抗震设计、这就需要桥梁设计工作者首先加强桥梁抗震设计的重要性，其次要积极探索桥梁抗震设计的方法、通过不断完善自己的设计作品，更好地服务于公路建设，为人们更好的生活提供保证。

参考文献

[1]陆本燕，刘伯权，刘鸣，邢国华.等效阻尼比对基于位移的抗震设计的影响分析[J].防灾减灾工程学报，2010(06).

[2]陆本燕，刘伯权，吴涛，邢国华.基于RC桥梁墩柱的地震损伤模型比较分析[J].土术工程学报，2010(SI).

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关键词:路桥；抗震设计；防震措施；分析

中图分类号: TU973+.31文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

作为交通基础设施的重要组成部分,公路桥梁在促进社会经济、文化的交流和发展方面具有着不可替代的作用,但其在设计、施工、管理等环节也面临诸多考验。为尽可能避免地震给公路桥梁造成的损害,保障人民生命财产安全,桥梁设计师应重视对桥梁抗震性能的研究,不断总结经验,完善桥梁设计细节,使设计方案在经济、合理的基础上,满足抗震防灾的建设目标,更好地为我国的基础建设事业服务。

1 震害原因分析及其对公路桥梁的损害

地震对公路桥梁造成的损害首先源于地震位移,位移使拱式结构桥梁的腹拱和拱上建筑遭到破坏,拱圈易在顶脚处产生裂缝或变形隆起;对梁式桥梁结构而言,地震位移常造成其因上部节点处盖梁宽度不足而导致的落梁及梁间碰撞,而地震对地基土产生的液化作用常使位移增加,使落梁风险进一步加剧,软弱地基处也可能随着地基液化发生桥体倾斜、下沉等严重质量破坏。当桥梁支座在形式、材料上具有设计缺陷,或连接与支挡措施设计不足时,则可能发生支座位移变形过大的现象,导致其锚固螺栓剪断、脱出及支座自身的结构损毁,并将结构力传导至其他位置使震害影响更加广泛。当支座传递的主梁地震力和自身惯性力超过桥体下部的承载能力时,下部结构即会出现变形和断裂、失效,最终引起全桥的严重破坏甚至倾覆。中、大跨度桥梁在地震时常出现河岸滑移的现象,使桥台移向河心,缩短了全桥长度,造成严重的后果。此外,桥台台后填土位移造成其倾斜或沉降,也会使扭矩超过桥墩台的负荷能力而引起破坏。总之,地震对公路桥梁的影响因素非常复杂,如不在桥梁的设计阶段,对其细部进行完善的抗震设计,或在设计中发生连接不当,未满足规范要求等问题,都可能使桥梁在灾害面前欠缺应有的稳定性,而一旦发生损毁事故,往往会带来重大的人员伤亡和财产损失。因此,设计师必须谨慎对待桥梁细部结构,从各个环节全面提高其抗震性能,实现桥梁工程的使用价值和社会效益。

2 公路桥梁的抗震设计原则

根据建设使用环境的不同,公路桥梁抗震设计的重点也存在着差异。但抗震设计的基本原则都是一致的,即在经济成本及施工能力允许的范围内,尽可能实现桥梁结构在刚性、延性和强度等性能上的最优化组合。对公路桥梁而言,刚性对结构的变形控制具有重要作用,延性能抑制桥梁的脆性破坏,强度则是对抗地震振动能量的重要途径。要做到这一点,首先要设计师全面掌握对结构震害有重要影响的各种因素,从场地的选择开始,避免软弱基质给桥梁带来的风险。其次,应注重提高桥梁的整体性和细部抗震能力,要求结构布置尺寸规则、刚度均匀,并提高桥体结构与附属构件的刚性、延性等抗震性能参数参数。此外,还应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系,在强地震动过程中,一道防线破坏后尚有第二、三道防线可以支撑结构,避免其倒塌。

3 细部设计对公路桥梁抗震性能的影响

3.1 细部结构设计

目前的桥梁设计往往过于重视桥梁整体强度而忽视了附属结构等细部对抗震性能的影响,而很多桥梁震害的调查分析都显示,细部构造恰恰决定了其结构动力响应与隔震、抗震效果。附属结构对震害响应的计算方法较为复杂,也是其设计时无法满足抗震要求的原因之一,因此更需要设计师加强对其计算分析的特别重视。以伸缩缝及支座等连接构件为例,其在往次震害中的破坏均较为严重和普遍,因此应将这些抗震薄弱环节作为设计重点。如选用伸缩缝时,应使其变形能力满足预计地震产生的位移,并使伸缩缝支承面有足够的宽度,同时设置限位器与剪力键。当1个宽行车道分开为2个较窄行车道时,为避免在岔道连接处产生很大的内力,可在分岔处设置一道伸缩缝来解决。而橡胶支座对振动具有一定的抵消作用,为降低梁体与桥台、桥墩连接处的水平震动,应在此类关键位置设计隔震支座。活动的聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座等都可起到减隔震作用,因此可在梁体与墩、台的连接处增加结隔震支座,使结构梁体通过支座与墩、台相联结,以其产生的柔性和阻尼减小桥梁的地震反应;实践表明,减隔震支座的安装能有效减小桥体墩台所受的水平地震力,并具有成本经济、耐久性好等优点。

设计师还应结合桥梁整体结构的动力特性进行各种抗震设计,并在必要处安装减震装置以增强桥梁的性能。具体做法包括:有条件的桥梁可以连续梁跨代替简支形式,减少对胀缝的需要,从而降低地震时桥跨分离的潜在可能。桥墩上各简支跨的跨间连接与桥台,需提供足够的加固宽度以防主梁产生位移。对桥梁支座的设计,可在扩大的支座面上安装适当的挡块来限制过量的运动,如采用制动器、加宽支座或安装防止落梁的装置,或使用锚拴来传递支座上的水平力和向上的竖向力。使用螺旋钢筋及横向系梁为墩柱提供足够的约束。在处理好墩柱与盖梁施工缝的基础上,不要将墩柱的纵向钢筋搭接或锚固在墩柱与盖梁连接处的塑性铰区域内,以增强柱与盖梁结点处的延性。设计可抵抗墩柱弯矩与剪切力的基脚,基脚处不允许有塑性铰结。可使用具有正弯矩桥头搭板来连接桥台,减少台后填土的沉陷。

3.2 施工工艺的细节设计

对施工细节的忽略也是造成桥梁抗震性能不理想的重要原因之一,因此应在设计中予以重点规范,以引起施工方、监理方及业主的充分重视,确保设计目标的实现。以建设材料控制为例,应对混凝土强度等级、最大氯离子含量、最小水泥用量、水灰比等做严格规定,并根据不同环境制定出具体的量化标准,为施工提供指导。此外还应对振捣、浇筑、养护等重点工艺环节提出限制,确保桥梁施工的工程质量。

4 高烈度震区桥梁抗震措施

4.1 采用钢筋拉杆:对于桥面不连续的梁桥,在梁与梁之间、梁与桥台之间采用钢筋拉杆连接,防止纵向落梁。

4.2 设置防震挡块:为了防止纵向、横向落梁,在桥墩上设置防震挡块。

4.3 采用防震锚栓:一些桥梁采用了防震锚栓,在常时荷载作用下梁体可以在预留的空间内伸缩变形,自由滑动;在地震荷载作用下,防震锚栓可起到限位耗能的作用,减耗部分地震能量。

4.4 采用抗震垫块:为了缓冲梁体之间、梁与防震螺栓、梁与防震挡块、梁与桥台胸墙之间的撞击,在接触面上包裹氯丁橡胶缓冲层。

4.5 保证简支梁的梁端距离墩帽、台帽或盖梁边缘有足够的距离,防止地震引起的落梁。

4.6 采用特殊支座：当梁桥位于8度地震区时,支座多采用辊轴支座并采用限位措施；9度地震区的梁桥支座采用竖向限位措施，也可采用了抗震型盆式橡胶支座。

4.7 地基失效是桥梁基础产生震害的主要原因。当不可避免要在地基土较差的桥位处建桥时,则尽可能采用深基础,并在桩的上部,离地面1～3 m的范围内加强钢筋布设。在构造上,要加强基础的整体性和刚度,同时采取减轻上部荷载等相应措施。

参考文献：

[1] 徐一卓,马蒿 .公路桥梁震害分析及抗震加固方法[J].山西建筑,2010(4).

[2] 邱树才.桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施[J].中国新技术新产品,2009(11).

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关键词：桥梁结构 桥梁震害 抗震设计设防措施

中图分类号：K928文献标识码： A

前言

当前，随着我国经济的快速发展，公路工程的规模在不断地扩大，而桥梁是公路工程的关键节点。而我国是一个地震灾害发生率较高的国家，地震对桥梁的破坏一方面同建造桥梁所处的地形、地质有关，另一方面也与桥梁自身结构类型相关。以下，本文就对桥梁结构抗震设计的相关方面，即桥梁震害综述、我国抗震设防标准解析，桥梁抗震设计中应注意的问题以及桥梁结构抗震设防措施进行了简要阐述，旨在为桥梁设计工作人员提供参考。

1、桥梁结构抗震概述

1.1 桥梁结构的构造及类型

桥梁结构一般分为上部结构（分为桥身、桥面和必要的连接结构）和下部结构（分为桥墩、桥台、支座和基础），支撑桥身的承重构件是桥墩，主要承受竖向恒载，桥身是承受车辆行人荷载的主要构件，活动支座允许梁伸缩和转动变形，固定支座允许转动但不允许伸缩。桥梁结构类型分为梁桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、钢构桥。

1.2 桥梁结构的震害及原因分析

桥梁结构震害主要有两种形式：一是场地运动引起的桥梁结构振动，二是场地相对位移产生的强制变形。第一种形式通过惯性力的形式把地震作用施加在桥梁结构上，第二种形式是通过支点强制变形产生的超静定内力或过大的相对变形影响桥梁结构的地震安全性。在地震的作用下桥梁会造到不同程度的破坏，如桥台桥墩倾斜开裂、支座锚栓剪断或拉长甚至桥台桥墩滑移、落梁倒塌。而地震中桥梁破坏有各种形式，以下为几种具有代表性的破坏形式。正确认识桥梁结构震害的产生原因是做好桥梁抗震设计的基本前提，也是抗震设计和结构发挥作用的重要保障。就目前掌握的国内外的地震相关资料来看，公路桥梁的震害表现形式主要有以下几种：首先，地震发生后对梁式桥梁会产生较大的位移，并在位移的过程中对桥梁上部结构的各个节点造成危害。继而形成因节点承载力和角度发生变化所导致的桥梁梁体的相互撞击。于是，引起桥梁的整体形状发生突变，通常表现为桥梁的整体隆起。其次，在地震过程中，公路桥梁的地基周围的土质发生液化，致使桥梁发生位移，于是桥梁结构受到位移的影响引发落梁现象再次，在桥梁的设计和施工过程中，没有充分的考虑支座的抗震功能，于是当地震发生后，桥梁支座因无法承受地震所导致的位移而产生结构破裂，从而影响了其他桥梁上部结构的抗震效果。其四，对于桥梁下半部结构的抗震设计的不足，而导致的字地震过程中出现的各种开裂、变形和失效现象,也会严重的影响桥梁的整体抗震能力。最后，地基周围土质过于松软导致了地震发生后桥梁迅速的发生滑移，从而导致了整体结构遭到破坏。

1.3 桥墩弯曲破坏

弯曲破坏的定义就是指结构的弯曲承载力比结构剪切承载力要低，结构承载能力由抗弯性能起控制作用的破坏形式。因为这种破坏发生后桥墩的塑性变形吸收地震能量和刚度下降能够减轻地震作用的强度，所以，这种破坏通常可以避免桥梁在地震中发生倒塌破坏。

1.4 桥墩剪切破坏

剪切破坏指的是结构弯曲承载能力高于剪切承载能力，结构的承载力完全由剪切强度控制的破坏形式。发生地震时，剪切破坏是导致桥梁遭受严重破坏的主要形式，这种破坏比较常见。

1.5 支座破坏

支座破坏是桥梁上部结构遭受破坏的最常见的一种破坏形式，这种破坏形式也是引起落梁破坏的主要原因，但是支座损伤可以避免上部结构的地震影响传到桥墩，使桥墩免遭破坏。

1.6 落梁破坏

落梁破坏指的是无约束活动节点处的位移过大使得桥跨在纵向的相对位移要比支座长度长，从而引起桥梁破坏。这种破坏在高墩柱的多跨连续梁中经常发生，这是因为梁与桥墩的相对位移过大，支座丧失约束能力后就会引起破坏。

2、桥梁结构抗震设计的思想和原则

2.1 桥梁结构抗震设计的思想

抗震设防的目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即按多遇地震、设计地震、罕遇地震对桥梁进行多水准设防。具体来讲,就是在设计基准期内,当发生多遇地震(小震)时,结构处于弹性工作阶段,应保证不损坏或轻微损坏,能够保持其正常使用;在发生设计地震(中震)时,结构整体进入非弹性工作阶段,可能损坏,经修补,能尽早恢复其正常使用;在发生罕遇地震(大震)时,结构进入弹塑性工作阶段,可能产生较大破坏,但不出现整体倒塌,经抢修后可限速通车。一般情况下,抗震设计按“地震动峰值加速度”和“地震动反应谱特征周期”进行抗震验算,并按“抗震设防烈度”要求采取相应的抗震措施。

2.2 桥梁抗震设计要点

对于易发生地震灾害的地区的桥梁建设，或者是地震强度级别较高的地区的公路桥梁建设，工程人员要在认真分析桥梁结构和自身抗震特点的基础上，有针对性的加强桥梁的抗震设计。一般来讲，有如下基本设计原则：首先，要尽量将桥梁的整体重心下移，通过提高桥梁稳定性的方式增强其抗震效果。其次，对于桥梁的高度要做好适当的控制，以免过高的桥梁结构在地震中发生振动，影响下部结构的刚度。再次，应该做好地基的加固处理，避免地基在地震发生后的大幅度位移导致的桥梁整体抗震能力减弱。桥梁的对称位置和结构应该具有大致相同的刚度，因为实践证明结构简单和对称的桥梁较不等跨桥梁的抗震效果更好。尤其是对于长度较长的桥梁，这种差距就更为明显。所以，对于没有特殊要求的桥梁，我们应该尽量采取对称型的小跨径的桥梁。

2.3 中日抗震设计规范的比较分析

2008 年8 月我国交通运输部了公路桥梁抗震设计细则，但有一些规定的可操作性不是很强，同时颁布了《公路桥梁抗震设计细则》，这是以行业推荐性标准的形式，与通用设计规范等其他桥规的地位之间还有一定的不同。1996年日本对桥梁结构抗震规范进行了更新，对罕遇地震作用增加了内陆直下型地震，地震最大强度达1.5 g-2.0 g, 再次强化了弹塑性数值计算的地位。2002 年日本对抗震设计的一些具体要求进行了进一步的细化。

3、桥梁结构抗震设计

桥梁结构的抗震计算的地震力理论经历了三个阶段：静力法、反应谱理论、动态时程分析法。地震力理论又叫做地震作用理论，它是研究地震时地面运动对结构物产生的动态效应。我国桥梁的抗震设计正在向着弹性设计、弹塑性设计并存的方向发展。以下为桥梁抗震设计的各种理论。

3.1 静力法

早在1899 年，日本大房森吉就提出了静力法的概念，这种方法假设结构物的各个部分与地震动具有相同的震动，这时结构物上只作用在地面上的运动加速度乘上结构物质量所产生的惯性力，这种惯性力视作静力作用于结构物作抗震计算。

3.2 反应谱法

反应谱指的是在某一给定的地震动作用下，单自由度体系反映的最大绝对值与自振周期、阻尼比之间的关系。反应谱法也有自身的缺陷：只适应于弹性分析；只能得到最大反应；多阵型反应谱法存在振型组合的问题。

3.3 其他抗震设计法

20 世纪50 年代随机振动方法被人们广泛认为是一种较为先进合理的方法，在此提出了虚拟激励法，成为有效利用随机振动方法的实践依据。1975 年一种简单实用又比较可靠的抗震设计方法- 静力弹塑性分析方法（Pushover 分析方法）被Freeman 等提出，20 世纪90 年代以后，这种分析方法引起了地震工程界的关注。

4、桥梁抗震设防措施

一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。国内外桥梁抗震研究人员一直都在研究桥梁的合理构造措施,合理的构造措施可以提高整体的延性及滞回耗能能力。

抗震设计的理念应该贯穿在整个桥梁结构的设计过程中，从设计方案选择上注重桥梁的抗震性能， 通过反复的实验和推敲来确定桥梁设计的方案。实用的抗震方法，是通过增加桥梁结构的柔性来延长结构的自振周期，这样，一来可以增加结构的阻尼并减小地震载荷，二来可以减小地震所引起的桥梁结构的反应， 实质就是减小地震的危害。目前来说，比较有效和容易实现的提高桥梁的抗震性能的方法是采用桥梁延性控制方法

桥梁的延性是实现桥梁结构抗震性能设计的一个重要手段。桥梁的延性反映了桥梁结构或材料在强度没有明显降低的情况下的非弹性变形能力。桥梁的延性可以用构件截面的曲率延性系数来表示。当允许出现塑性铰时，各国规范都要求塑性铰要设计在方便检修的位置。

桥墩的延性是抗震设计中可以加以利用的特点，由于桥墩自身所具备的延性，将这一性质加强，在强震时，这些部位所形成的稳定延性塑性铰可以产生弹塑性变形，这样变形将延长结构的周期，并同时耗散地震的能量。利用桥墩自身加强的延性，将地震力通过限度内的塑性变形渐渐分散，是在桥梁结构设计中比较容易实现的抗震方法之一。延性的抗震设计，需要根据弹性反应来计算塑性变形的程度，然后根据抗震等级进行修正，尽可能提高桥梁结构的抗震载荷。在桥梁的抗震设计规范中，综合影响系数是用来反映塑性变形程度， 所以根据综合系数可以确定桥梁的抗震能力。

美国caltrans规范早在20世纪 70年代就引入了关于桥梁抗震要考虑延性设计的影响,其目的是通过对桥梁结构细部的规定将强震下的非弹性变形限制于桥柱和墙式墩的塑性区域。 根据每座桥梁的延性的不同，ATC-32 建议将桥梁结构分为四种类型，即充分延性结构、有限延性结构、弹性结构、有保护系统的结构。

结束语

地震的发生危害巨大且难以预测,我们要把握工程质量,增加建筑物抗震性能,提高防震防灾的意识,把工夫做在平时,防患于未然,切不可抱有侥幸心理,只有这样才能在遇到突发地震时减少人员伤亡,降低经济社会损失。

参考文献：

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[3] 谭 文.浅谈桥梁抗震设计中应注意的几个问题[J].山西建筑,2008,34(5):124-126.

[4]赵国辉,刘健新.汶川地震桥梁震定分析及抗震设计启示[J].震灾防御技术,2008,3(4):363-369.

篇8

关键词：桥梁设计；间隔震；设计

中图分类号：K928文献标识码： A

引言

近年来我国强震频发，地震给人们的生命财产造成了不可估量的损失。桥梁结构由于自身上部结构质量大的特点，容易遭受震害。桥梁作为生命线工程，在震后的紧急救援、抗震救灾以及灾后重建中发挥极其重要的作用。本文总结了以往地震中桥梁结构常见的震害现象，并对其产生原因进行了探讨。阐述了桥梁抗震设计的几种分析方法，最后对桥梁抗震的发展进行了展望和建议。

一、桥梁常见震害及原因分析

1、落梁

早期由于桥梁抗震设计方面的经验不足，设计者通常低估了桥墩间的相对位移，地震时桥墩发生大位移，常常引起落梁震害的发生。这类破坏对上部结构是致命的，导致交通直接中断，并且对后续的抗震救灾通道的打通影响甚大。

2、支座破坏

支座是桥梁结构传递力的重要连接构造，必须具备足够的平动及转动变形能力。相比其他部件，支座的可更换性强，震后检修时可较为容易地将受损支座维修更换，但这也经常导致支座的抗震设计得不到足够的重视。因此，历次破坏性地震中，支座发生移位、脱空，支座锚栓被剪断及不可恢复的塑性变形甚至破坏的现象比较普遍

3、桥台、桥墩破坏

桥台体量和刚度大，设计时一般采用静力法设计。桥台多是由于台后填土的塌陷导致桥台的倾斜甚至倒塌，或是由于梁体的撞击导致桥台的损坏。桥墩在地震中遭受破坏的较多，在桥梁的抗震设计中也是重点和难点，由于修复困难，一般多遇地震下应使其保持弹性工作状态，罕遇地震下如若无法保持弹性工作状态，应合理地控制在弹塑性工作状态，确保大震不倒。

4、梁体移位

地震来临时，由于水平地震波能量的输入，梁体多会发生纵向或横向的移位，此类震害现象在地震中极为常见。简支梁桥，若两跨梁相向运动，梁体则会发生撞击而损毁梁体，若纵向位移过大，则发生梁体脱离支座，严重时则发生落梁。对于同一跨内的多片梁体，由于横向连接构造薄弱，横向的移位通常会损坏连接构造，使之不能协同工作，同时横向移位也常导致抗震挡块的破坏，。设计中除要重视梁体自身的强度设计外，还应注意纵向、横向挡块及连接构造等细节设计，在挡块与连体之间可通过设置木垫块或阻尼橡胶来减轻碰撞的震害。震后若梁体自身受损不严重，可用千斤顶使梁体复位。

5、其他震害

地震时除对桥梁结构产生上述的损坏外，若桥址处地基土较差，存在液化现象或位于断层上，桥梁结构基础常会产生大的变位，导致桥梁结构的破坏甚至倒塌。此类震害对于桥梁结构的破坏是毁灭性的，无法修复，选线时要注意避绕此类地质灾害。无法避免时，应优先考虑采用结构形式简单的简支梁桥通过并采用深基础、加大桩基配筋等工程措施来最大程度地减轻震害。

三、对桥梁减隔震设计策略

1、桥梁减隔震设计的概念

许多研究者认为要做好一座桥的抗震设计，必须首先重视桥梁抗震的概念设计桥梁抗震的概念设计，即明确桥梁的抗震设防目标和抗震思路，从总体上把握如何进行一座桥梁的抗震设计。根据目前抗震理论的发展，可在开始分析时确定桥梁抗震设计的方向和目标。概念设计是抗震分析的基础和前提，对于整个桥梁抗震分析至关重要。

2、桥梁减隔震的分析方法

地震反应分析的发展大体经历了静力法、反应谱法、时程分析法个阶段的发展。静力法，将结构假设为刚体，假设结构各部分与地震动具有相同的振动，计算简单，但不能考虑地震时结构的变形，至今仍用于桥台的抗震计算。反应谱理论，采用“地震荷载”的概念，从地震动出发求结构的最大地震反应，但同时考虑了地面运动特性和结构的动力特性之间的关系，比静力法有很大进步;但在设计中仍把地震惯性力视为静力，以弹性分析为主;目前被大多数国家的抗震规范采用，在多遇地震计算或对称结构的抗震计算时是主要采用的分析手法。时程分析法能够反映地震动振幅、持时和频谱特性，并能考虑非一致激励和结构的非线性，理论上可以得到更可靠的分析和设计。我国抗震规范已要求在非对称、复杂和重要的结构中采用时程分析法进行结构的抗震分析。目前大多数国家的抗震规范都是采用基于强度的抗震设计方法。然而，人们从历次的地震中发现强度不一定是导致结构倒塌的主要原因，只要结构初始强度基本保持不变，不出现因非弹性变形的加剧导致的强度的迅速丧失，结构就能在地震中幸存。近年来，一种新的抗震设计方法―基于性能的抗震设计方法被人们逐渐认识和接受。这里主要指结构在受到不同水平地震(不同概率地震)作用下的性能达到一组预期的性能目标。基于性能的抗震设计是使设计出的结构在指定强度地震下的破损状态及其造成的经济损失、人员伤亡等控制在预期的目标范围内，使结构震后的功能得以延续和维持。基于性能的抗震设计的特点是提供了社会团体、业主根据自己的需求选择结构在相应地震下性能目标的机会，设计人员根据所选定的性能目标进行设计，使结构在设计地震下的响应满足预期的抗震性能目标。从性能设计的特点来看，基于性能的抗震设计是一个十分理想的目标，所设计的结构将会更经济、合理，且对应于不同的设防水准结构的性能是可预知的。

四、我国桥梁减隔震设计的展望与建议

我国是一个多震国家，随着经济建设的快速发展，穿越高烈度地震区桥梁越来越多，设计者需更加注重桥梁抗震的概念设计，不断学习抗震方面的新理论，探讨和摸索桥梁抗震方面的新措施，在桥梁的抗震设计方面做出更好的成绩。

1、建立市政公路桥梁震害预警系统

我国市政公路桥梁震害预警系统需要进一步的加强，所以就需要借鉴先进国家的技术，沿公路桥梁建立地震观测点，形成一套公路桥梁地震观测及预警系统，在地震来临时能迅速获取地震波的信息，从而为公路桥梁的安全可靠运营、损失评估和应急处置提供决策依据显得十分迫切。

2、加大减隔震等新技术的应用

减隔震概念的引入，帮助工程师们开辟了桥梁抗震的一块新天地。采用一些新材料、新装置减少地震动对结构的输入，增加结构的阻尼，延长结构的周期，很大程度上解决了抗震对结构较为苛刻的要求，从而达到安全、经济的目的。目前如高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座、双曲面球形钢支座及液体粘滞阻尼器等减隔震装置在公路、铁路桥梁、市政桥梁上使用较多，并且达到了较为理想的减隔震的目的。

3、抗震、减隔震理念的综合应用

毋庸置疑，传统“硬抗”的抗震手段，由于理论明确，计算简单，在一些地震烈度不高的中小跨径桥梁的抗震设计中仍是主要手段。但在一些高烈度地震区，若按“硬抗”的设计思路，则可能出现桥梁抗震设计无法进行或投资大大超限的尴尬。必须采用延性抗震或减隔震的设计思路。具体工作中，设计者应结合具体的桥梁重要程度、桥型、孔跨式样及所处桥址的地震参数，综合考虑进行选择以达到保证结构安全、经济的目的。

结束语

综上所述，我国的一个多震的国家这就使得在桥梁的设计中，必须要重视对其减隔震的设计，这样不但可以保证桥梁的质量安全，还可以确保人民群众的生命财产安全，维护社会的稳定。

参考文献

[1]谭健.市政桥梁设计中隔震设计的探讨[J]. 《城市建设》,2012,(36).

[2]黄毅,余久成.市政桥梁设计中隔震设计的探讨[J]. 《建筑工程技术与设计》,2014,(20).

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关键词：Midas/Civil；桥梁下部结构；抗震计算

中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）09-0005-03

1 工程概况

本工程位于中山市石岐区岐港片区，广丰工业大道（石岐段）上，跨越现状南六涌，河涌宽约38m。根据水利及航道部门技术要求，南六涌无通航要求，水位受水系的水闸控制，设计洪水位取2.3m。根据现状河道走向、地形及周边环境，拟建桥梁与主河道斜交，约成30度角。桥跨布置为3×16m预应力砼简支空心板梁桥，共两幅，每幅桥宽20m。下部结构采用桩柱式桥墩，直径1m的柱接1.2m的钻孔灌注桩，桥台采用薄壁式台，桩基础，台前设4m长的M7.5浆砌片石铺砌，台后用碎石与粗砂混合料回填。

图1 广丰工业大道南六涌桥立面图

拟建桥梁两侧均有水泥路到达场地，交通较方便，原始地貌单元为珠江三角洲海陆交互沉积平原，地形开阔，无池塘、坑道、土洞等不良地质。区域内水网密布，地表水系发育，地下水对混凝土结构无腐蚀性。

2 技术指标

安全等级：二级；

设计基准期：100年；

环境类别：Ⅰ类环境；

设计速度：50；

设计荷载：公路-Ⅰ级；

净空：无通航净空要求；

地震动峰值加速度：0.1g。

3 结构荷载取值

3.1 永久作用

桥梁永久荷载考虑上部板梁自重及二期恒载，二期恒载包括桥面铺装和栏杆等，以均布荷载形式加载，合计95.4KN/m。下部桥墩自重。混凝土容重取26kN/m3，计算时将荷载转化为质量。

3.2 地震计算参数

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）等相关资料，本项目区域地震基本烈度Ⅶ度（加速度取0.10g）。按《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》表3.1.2判定本桥梁按照B类桥梁进行抗震设防设计。

本桥所在地抗震设防烈度为Ⅶ度，场地类型为Ⅱ类，根据《抗震细则》的9.3.6条规定：“混凝土梁桥、拱桥的阻尼比不宜大于0.05”，因此在这里取阻尼比为0.05。

按《公路桥梁抗震设计细则》6.1.3，本桥属于规则的常规桥梁，抗震分析采用多振型反应谱法，水平设计加速度反应谱S由下式（规范5.2.1）确定：

式中：

Tg—特征周期（s）

T—结构自振周期（s）

—水平设计加速度反应谱最大值

Ci—抗震重要性系数

Cs—场地系数

Cd—阻尼调整系数

A—水平向设计基本地震加速度峰值

反应谱拟合的相关参数见表1：

4 工况组合

永久作用，主要考虑：上部结构重力（恒载）、预应力作用、土压力。

地震作用，地震动作用以及地震土压力。

E1地震作用：永久作用+地震作用；

E2地震作用：永久作用+地震作用+支座摩阻力；

图2 E1地震作用加速度反应谱

图3 E2地震作用加速度反应谱

4.1 计算软件及模型

本次计算选取Midas/Civil2013有限元软件，建立全桥整体有限元模型，考虑结构整体抵抗纵、横向地震作用的影响，模态组合采用CQC法。利用软件土弹簧工具模拟桩-土之间的相互作用，以达到最大限度真实的模拟下部桩基础；全桥模型如图4所示：

图4 广丰工业大道南六涌桥桥midas有限元模型

5 计算结果

5.1 E1地震作用纵、横桥向桥墩强度计算（抗震规范7.3.1）

根据计算结果，在最不利荷载组合工况下，E1地震顺桥向弯矩包络图及最大受力情况如图5和表2所示。

从桥墩顺桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下：桥墩强度满足现行规范要求。

根据计算结果，在最不利荷载组合工况下，E1地震横桥向弯矩包络图及最大受力情况如图6和表3所示。

图5 E1地震顺桥向弯矩包络图

图6 E1地震横桥向弯矩包络图

从桥墩横桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下：桥墩强度满足现行规范要求。

5.2 E2地震作用下墩柱抗震强度验算（抗震规范7.3.4）

根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008））第7.3.4条进行墩柱顺桥向、横桥向斜截面抗剪强度验算。柱顶、底塑性加密区箍筋采用直径14mm钢筋，间距8cm；

=0.1×（2×1.5390）×200×280/8=2154.6kN

=0.067××22166.4=7184.2kN

=0.85×（0.0023××22166.4+2154.6）=2041.0kN

根据计算结果可以看出，墩柱塑性铰区域斜截面抗剪强度满足规范要求。

5.3 E2地震作用墩顶位移验算（抗震规范第7.4.6条）

在E2地震作用下，属于规则类的常规桥梁可按下式验算桥墩墩顶位移：

Δd≤Δu

式中：

Δd——在E2地震作用下墩顶的位移（cm）

Δu——桥墩容许位移（cm）；

E2地震作用下，墩顶的顺桥向和横桥向水平位移按抗震规范第6.7.6条计算，。计算结果如表4

所示。

计算表明，E2地震作用墩顶位移满足要求，墩柱塑性铰区域的塑性变形能力满足规范要求。

6 计算结论

通过进行结构有限元分析表明，在规范地震荷载作用下，现设计图纸下部墩柱的结构构造及配筋满足规范要求，达到设防目标，结构设计安全可靠。

参考文献

[1] 公路工程技术标准（JTGB01-2003）[S].

[2] 公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）[S].

[3] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

（JTGD62-2004）[S].

[4] 公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-01-2008）[S].

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关键词 桥梁抗震 设计 分析方法 规范

中图分类号：U441 文献标识码：A

0引言

地震是一种发生时间短、波及面广、灾害程度极为严重的自然灾害。我国位于地震易发地带。其中，地震烈度6度及以上的区域面积占我国全部国土面积60%以上，半数左右的城市位于地震烈度7度及以上地区。地震的发生会给社会、家庭、经济造成难以估量的损失。

近年我国灾害性地震频发，2007年6月云南普洱6.4级地震、2008年5月汶川8.0级地震、2010年4月玉树7.1级地震、2013年4月芦山7.0级地震、2014年8月昭通鲁甸6.5级地震，地震多次给人民带来灾难的同时也加强了结构设计人员对桥梁抗震设计的重视，推动了桥梁抗震设计方法的发展及相关规范的逐步完善。桥梁结构作为公路路网中的关键性结点是地震运动作用下容易发生破坏的结构元件，其损坏程度决定了所属路网的通行能力。本文针对如何借助合理的设计理念进行桥梁设计，使其具有足够的抗震能力进行综述。

1桥梁抗震设计规范现状

最新的《公路桥梁抗震设计细则》与《城市桥梁抗震设计规范》摒弃了原《公路工程抗震设计规范》“以刚克刚”的弹性抗震设计思想，借鉴和引入了延性抗震理念及减隔振等“以柔克刚”的概念。在具体操作中，根据桥梁的重要性和在抗震救灾中起的作用，把桥梁进行分类，并对各类桥梁进行复杂程度不同的抗震设计。但现行的桥梁抗震设计规范在抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度等方面阐述较为笼统，使工程师在采用规范进行设计时常常会产生一些困惑，如非规则桥梁自振频率计算的方式、地震环境中多维作用下的构件受力特性的仿真模拟等。

2 规则桥梁抗震设计方法

简支梁与连续梁桥在公路桥梁中应用最为广泛，多为钢筋砼或预应力砼结构。历史上严重桥梁震害调查显示：结构震害多发生于下部结构处，而桥梁上部结构自身很少发生严重的破坏现象。通常，将梁体处理成2节点空间梁单元或板单元，真实模拟桥梁的实际边界条件及下部结构受力环境即可达到满足工程精度的要求。下面以2*25m连续箱梁桥为例对一般桥梁抗震设计方法进行阐述与分析。

2.1 一次成桥模型的建立

本桥为2*25m连续箱梁桥，箱梁宽5m、高1.35m、支座与垫石总高0.21m，立柱中心间距3.2m，墩柱高度3.8m、直径为1.0m，桩基采用2根1.2m钻孔灌注桩（摩擦桩），桩长20.8m，场地土系数m值为30000KN/m4。主梁、立柱、基础分别采用C50、C40、C30混凝土。建立桥梁模型如图1所示。

图1：一次成桥模型

在E1、E2地震作用下，计算模型要反映实际桥梁结构的动力特性（要能反映桥梁上部结构、下部结构、支座、地基刚度、质量分布以及阻尼特性）。从而保证在E1、E2地震作用下引起的惯性力和主振型能得到反映。

2.2 边界条件的模拟

模型的边界条件按照真实的情形进行模拟：支座按照实际计算刚度进行输入，使其能反映支座的力学特性；桩基础的模拟考虑桩土的共同作用，采用等代土弹簧进行模拟，等代土弹簧的刚度采用表征土介质弹性值的M值参数进行计算。图2为模型边界条件模拟示意。

图2：模型边界条件模拟示意图

2.3 桥梁抗震分析

08《细则》与《城规》中对规则桥梁的抗震设计均采用延性理念和减隔震两种策略，对地震分析与抗震验算方法的使用也基本相同。进行桥梁抗震分析验算是采用反应谱法，部分情况采用时程反应分析法。本模型采用反应谱法进行分析。

首先采用多重Ritz向量法进行特征值分析，得到结构的固有周期、振型形状等结构动力特性。其次进行反应谱函数的定义，根据桥梁类型、场地类型、抗震设防烈度等因素确定反应谱函数，并选择相应的抗震规范（本桥为规则桥梁，小震作用下采用E1反应谱的弹性设计、大震作用下采用E2反应谱的弹性或弹塑性设计），图3为模型对应的反应谱法函数。然后在结构的各个振动方向上定义反映谱荷载工况。最后运行分析，查看各模态作用下的分析结果。

图3：反映谱函数图

2.4 桥梁抗震验算

进行桥梁结构抗震验算时，有几点需要特别注意：

（1）定义钢筋混凝土构件材料特性中“弯矩――曲率曲线”的定义，其目的是为了描述截面的弹塑性以及在定义材料弹塑性时对E、I值进行修正，图4为定义“弯矩――曲率曲线”示意图。

图4：“弯矩――曲率曲线”示意图

（2）确定塑性铰的位置，定义自由长度与长度系数。

（3）在进行E2地震验算时，由于材料刚度发生变化，应在验算前手动修改结构刚度，验算结果真实可靠。其中刚度调整系数的计算公式为：

系数y=

系数z=

双柱墩验算时需通过pushover计算填入横向允许位移值。

最后运行验算分析，查看构件设计强度验算结果（E1、E2弹性验算），位移变形验算（E2弹塑性验算），再根据验算结果进行结构调整至全部通过验算并具有一定的安全系数。

3非规则桥梁抗震设计方法

以高墩大跨度刚构桥为主要研究对象进行讨论性分析，此类桥梁的抗震能力分析将直接影线墩身承载能力的大小因此是设计中的要点之一。

3.1 考虑地震动空间变化效应的桥梁地震反应分析

通常进行的地震反应分析，常采用假定地震发生时基础各点以相同的振幅和相位振动的一致激励法，忽略了地震动的空间变化特性，对于大跨度桥梁等线型结构而言，则应考虑地震地面运动的空间变化性对桥梁结构的地震反应的影响。

地震动无论是在强度、持时或是频谱特性等方面均具有显著的空间差异性，即地震动场地效应，而引起地震动空间变化的因素十分复杂，主要包括地震的行波效应、衰减效应、部分相干效应和局部场地效应四部分。

地震动空间变化差动场在桥梁各桥墩基础底部输入不同的自功率谱来考虑局部场地的变化，其相关性用相干函数模型来考虑。对多点激励桥梁地震反应分析方法分两大类：一类是确定性分析方法，包括反应谱法和时程分析法；另一类概率性分析方法，主要是随机振动法。由于大跨度桥梁在长周期反应谱和强空间耦合效应研究上还不完善，且地震地面运动的变化特征难以准确模拟等因素，反应谱法有时误差很大。于是基于随机理论的改进反应谱方法得到发展，如林家浩等等的虚拟激励法。

有关地震动场的空间变异性及模拟模型的研究已有大量的研究工作，多是基于实测记录统计分析获得的成果。对山区高桥梁抗震分析中，主要考虑地震动的地形效应，其影响因素主要包括地形的坡度、结构物所处的场地、地震波的传播方向以及地震波的入射角度等。对于河谷地形效应影响的考虑，目前主要是基于数值分析的经验函数法和整体数值分析方法两种。

3.2 非规则桥梁结构抗震设计理论和方法

基于性能的抗震设计是针对不同的结构特点及性能要求，综合考虑和应用设计参数、结构体系、构造措施以及减震装置等来保障桥梁结构在各级地震水平作用下的抗震性能，是桥梁抗震设计思想的一个重要转变。我国08《细则》与《城规》也引进了基于性能的抗震设计思想，采用E1和E2两水平抗震设防，即重要桥梁在E1震作用下只允许发生极小的损伤，而在E2地震作用下允许发生可修复的破坏。

基于位移的抗震设计是实现基于性能抗震设计思想的一条有效途径。它直接以位移为设计参数，针对不同地震设防水准，制定相应的目标位移，并且通过设计，使得结构在给定水准地震作用下达到预先指定的目标位移，从而实现对结构地震行为的控制。基于位移的抗震设计理论主要包括基于位移的抗震设计方法、位移需求简化计算和目标位移的确定三方面内容。北京工业大学针对山区高墩桥梁强震作用下震害特征和失效模式，开展多维多点地震作用下山区高墩桥梁地震模拟振动台台阵试验研究，提出了非弹性位移反应谱和碰撞谱为基础的基于位移抗震设计方法，发展基于直接位移的山区高墩桥梁抗震设计方法。

4结论

本文针对规则桥梁与非规则桥梁的抗震（下转第191页）（上接第179页）设计方法进行了综述，简要的阐述了规则桥梁常规抗震设计分析的要点及过程，和非规则桥梁抗震设计的方法、要点及发展方向。现行规范及常用方法多针对规则桥型，多采用静力模拟的形式（反映谱法）进行分析，但这种方法具有一定的局限性，适用的范围有限。对于非规则桥梁和多维地震作用下桥梁的地震反映分析还需进行大量的实验与数据收集，使方针模拟更接近实际，结构更为可靠，抗震加固方案更为理想。

参考文献

[1] JTG/T B02-01-2008.公路桥梁抗震设计细则[S].

[2] CJJ 166-2011.城市桥梁抗震设计规范[S]

[3] Yamamura N，Hiroshi T.Response analysis of flexible MDF systems for multiple-support seismic excitation[J].Earthquake Engineering and Struc-tural Dynamics，1990，19（3）：345-357.

[4] 林家浩，张亚辉.随机振动的虚拟激励法[M].北京：科学出版社，2004.

[5] 王利辉.连续刚构桥振动台台阵试验研究[D].北京：北京工业大学，2011.