公路橋梁抗震設計細則-鮑衛(wèi)剛-大連技術交流

1、技術交流公路橋梁震害與抗震設計二、公路橋梁抗震設計細則 JTG/T B02-01-2008 中交橋梁技術鮑衛(wèi)剛2008年8月31日 大連11 總則2 術 語、符 號3 基本要求4 場地和地基5 地震作用6 抗震分析7 強度與變形驗算8 延性構造細節(jié)設計9 特殊橋梁抗震設計10 橋梁減隔震設計11 抗震措施附錄A 梁橋結構基本周期的近似公式附錄B 圓形和矩形截面屈服曲率和極限曲率計算附錄C 功率譜法的實施原則附錄D 粘性填土的地震土壓力計算公式2根據交通部：“關于下達1999年度建設標準、規(guī)范、定額等編制、修訂工作計劃的通知”（交通部公路發(fā)199982號），由重慶交通科研設計院組織對公路工程抗震

2、設計規(guī)范（JTJ 004-89）橋梁抗震設計部分進行修訂，編寫公路橋梁抗震設計細則。修訂后的公路橋梁抗震設計細則共有11章4個附錄。修訂的主要內容包括： 1 擴大了適用范圍，增加了非規(guī)則橋梁的抗震設計內容；對斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋給出了抗震設計原則和有關規(guī)定；增加了減隔震橋梁的設計原則和有關規(guī)定。 2 修訂了相應的設防標準和設防目標，采用了兩水平設防、兩階段設計的抗震設計思想，由單一的強度抗震設計修改為強度和變形雙重指標控制的抗震設計。 3 補充、細化了場地和地基部分的有關規(guī)定。 4 修訂了地震作用部分，修訂了水平設計加速度反應譜，反應譜周期由5s增加到10s

3、，增加了場地系數、阻尼調整系數、豎向設計加速度反應譜等內容，增加了地震作用分量組合、設計地震動時程等有關規(guī)定，取消了綜合影響系數。補充修訂了地震土壓力計算公式。 5 增加了橋梁延性抗震設計和能力保護原則的有關規(guī)定，增加了延性構造細節(jié)設計的有關規(guī)定。 6 增加了抗震分析建模原則和抗震分析方法等有關規(guī)定。 7 修訂了抗震措施的有關規(guī)定。31 總則 為貫徹執(zhí)行中華人民共和國防震減災法，實行預防為主的方針，減輕公路橋梁的地震破壞，保障人民生命財產安全，減少經濟損失，更好地發(fā)揮公路交通網的功能及其在抗震救災中的作用，特制定本細則。 本細則主要適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。斜

4、拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋，可參照本細則給出的抗震設計原則進行設計。按本細則進行抗震設計的橋梁，依據本細則第條進行分類，其抗震設防目標是： 當橋梁遭受E1地震作用時：各類橋梁一般不受損壞或不需修復可繼續(xù)使用。 當橋梁遭受E2地震作用時：A類橋梁可發(fā)生局部輕微損傷，不需修復或經簡單修復可繼續(xù)使用；B類、C類橋梁應保證不致倒塌或產生嚴重結構損傷，經加固修復后仍可繼續(xù)使用。4 參照國外橋梁抗震設防的性能目標要求，同時考慮了和原公路工程抗震設計規(guī)范（JTJ004-89）中橋梁抗震設防性能目標要求的延續(xù)性和一致性，本細則規(guī)定，A類橋梁的抗震設防目標是中震（E1地震作用，重現(xiàn)期

5、約為475年）不壞，大震（E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年） 可修，B、C類橋梁的抗震設防目標是小震（E1地震作用，重現(xiàn)期約為50-100年）不壞，中震（重現(xiàn)期約為475年） 可修，大震（E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年）不倒，D類橋梁的抗震設防目標是小震（重現(xiàn)期約為25年）不壞。需要指出的是，對于B、C類橋梁，其抗震設計只進行E1地震作用下的彈性抗震設計和E2地震作用下的延性抗震設計，滿足了這兩個階段的性能目標要求后，中震（重現(xiàn)期約為475年）可修的目標即認為已隱含滿足。因此，本細則實質上是采用兩水平設防，兩階段設計。51.0.4 抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的公路橋梁，須進行抗震設計。

6、 A類、B類和C類橋梁須進行E1地震作用和E2地震作用下的抗震設計。D類橋梁只須進行E1地震作用下的抗震設計。抗震設防烈度為6度地區(qū)的B類、C類、D類橋梁，可只進行抗震措施設計。 本細則適用于抗震設防烈度為6、7、8和9度地區(qū)的公路橋梁抗震設計?？拐鹪O防烈度大于9度地區(qū)的橋梁和有特殊要求的大跨徑或特殊橋梁，其抗震設計應作專門研究，按有關專門規(guī)定執(zhí)行。 抗震設防烈度須按國家規(guī)定權限審批、頒發(fā)的文件（圖件）確定。一般情況下，抗震設防烈度可采用現(xiàn)行中國地震動參數區(qū)劃圖規(guī)定的地震基本烈度。對橋址已作過專門地震安全性評價的橋梁，應按批準的抗震設防烈度或設計地震動參數進行抗震設防。62 術 語、符 號抗震

7、設防烈度 按國家規(guī)定權限批準的作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度。 抗震設防標準 衡量抗震設防要求的尺度，由抗震設防烈度和公路橋梁使用功能的重要性確定。 E1地震作用 工程場地重現(xiàn)期較短的地震作用，對應于第一級設防水準2.1.5 E2地震作用 工程場地重現(xiàn)期較長的地震作用，對應于第二級設防水準 設計基本地震動加速度 重現(xiàn)期為475年的地震動加速度的設計取值。 7 抗震概念設計 根據地震災害和工程經驗等歸納的基本設計原則和設計思想，進行橋梁結構總體布置、確定細部構造的過程。 彈性抗震設計 不允許橋梁結構發(fā)生塑性變形，用構件的強度作為衡量結構性能的指標，只需校核構件的強度是否滿足要求。 延性抗震設

8、計 允許橋梁結構發(fā)生塑性變形，不僅用構件的強度作為衡量結構性能的指標，同時要校核構件的延性能力是否滿足要求。82.1.22 常規(guī)橋梁 常規(guī)橋梁包括單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。2.1.23 特殊橋梁 特殊橋梁包括斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑150m以上的梁橋和拱橋。93 基本要求3.1 橋梁抗震設防分類和設防標準 公路橋梁應根據公路等級及橋梁的重要性和修復（搶修）的難易程度，分為A類、B類、C類、D類四個抗震設防類別。A類橋梁是指單跨跨徑超過150m的特大橋，B類橋梁是指除A類以外的高速公路和一級公路上的橋梁及二級公路上的大橋、特大橋等，C類橋梁是指A類、B類、D類以外的公

9、路橋梁，D類橋梁是指位于三、四級公路上的中橋、小橋。(長橋？ 互通及其橋梁？ 降低了三級公路上橋梁的標準？跨徑不大但結構復雜且重要的橋梁的抗震目標如何保證？唯一通道的抗震要求如何保證？)10 從總體上看，原公路工程抗震設計規(guī)范（JTJ004-89）的抗震設防分類和設防標準是基本合理的。 具體來講，將公路橋梁分為A、B、C、D四個抗震設防類別，其中A類為單跨跨徑超過150米的特大橋，B類涵蓋了原規(guī)范的A、B類，C、D類同原規(guī)范一致。設防標準基本維持和原規(guī)范相當的水平。但本細則在抗震設計方法上有大的改變，采用兩水平設防，兩階段設計。第一階段的抗震設計，采用彈性抗震設計，第二階段的抗震設計，采用延性

10、抗震設計方法，并引入能力保護設計原則。通過第一階段的抗震設計，即對應E1地震作用的抗震設計，可達到和原規(guī)范基本相當的抗震設防水平。通過第二階段的抗震設計，即對應E2地震作用的抗震設計，來保證結構具有足夠的延性能力，通過驗算，確保結構的延性能力大于延性需求。通過引入能力保護設計原則，確保塑性鉸只在選定的位置出現(xiàn)，并且不出現(xiàn)剪切破壞等破壞模式。通過抗震構造措施設計，確保結構具有足夠的位移能力。113.1.2 各類橋梁的設防標準，應符合下列要求： 1 各類橋梁在不同設防烈度下的抗震設防措施等級按表3.1.2-1 確定。 表3.1.2-1 各類公路橋梁抗震設防措施等級設防烈度橋梁分類67890.05g

11、0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gA類7899更高，專門研究B類788999C類677889D類677889122 各類橋梁的抗震重要性系數，按表確定。 表3.1.2-2 各類橋梁的抗震重要性系數橋梁分類E1地震作用E2地震作用A類1.01.7B類0.43（0.5）1.3（1.7）C類0.341.0D類0.23-注：高速公路和一級公路上的大橋、特大橋，其抗震重要性系數取B類括號內的值。13表3-1 由原規(guī)范的重要性系數和綜合影響系數計算出的地震動參數 綜合影響系數重要性系數0.200.250.300.330.351.70.34A0.425A0.51A0.561A0.595A1.30.2

12、6 A0.325 A0.39 A0.429K A0.455 A10.20 A0.25 A0.30 A0.33 A0.35 A0.60.12 A0.15 A0.18 A0.198 A0.21 A注:A為設計基本地震加速度峰值。表3-2 對應表3-1不同重要性系數和綜合影響系數的重現(xiàn)期（年） 綜合影響系數重要性系數0.200.250.300.330.351.750751061291471.33146647685121294047520.6101317202214表3-3 只考慮重要性系數時，原規(guī)范各類橋梁設計地震的重現(xiàn)期（年） 從表3-13可以看出，對于原規(guī)范，A類橋梁，考慮重要性系數和不同的綜合

13、影響系數，設計地震動參數在A,對應100年重現(xiàn)期的設計地震動參數為A，B類橋梁，考慮重要性系數和不同的綜合影響系數，設計地震動參數在A，對應75年重現(xiàn)期的設計地震動參數為A，C類橋梁，考慮重要性系數和不同的綜合影響系數，設計地震動參數在A，對應50年重現(xiàn)期的設計地震動參數為A，D類橋梁，考慮重要性系數和不同的綜合影響系數，設計地震動參數在A，對應25年重現(xiàn)期的設計地震動參數為A。重要性系數年超越概率重現(xiàn)期1.70.048約2000年1.30.106約1000年1.00.214750.60.67314815 由此可以看出，對于E1地震作用，可通過引入不同重要性系數來調整設計地震動參數，設計采用彈

14、性設計并取消綜合影響系數是恰當的。對于本細則A、B、C、D四類橋梁，B、C、D類重要性系數分別?。ǎ?、和，對應的設計地震動重現(xiàn)期大約分別為75（100）年、50年和25年，和89規(guī)范的設防標準基本相當，對于本細則A類橋梁，為保證較高的抗震設防水平，重要性系數取1，設計地震動重現(xiàn)期約為475年。需要指出的是，由于本細則的B類橋梁涵蓋了原公路工程抗震設計規(guī)范（JTJ 004-89）的A類橋梁和B類橋梁，為和原規(guī)范保持基本一致的設防標準，本細則B類橋梁中屬于原規(guī)范中A類的橋梁，其重要性系數取括號內的值。 16 對于E2地震作用，本細則A、B、C三類橋梁，B、C類重要性系數取值和89規(guī)范一致，對應重要

15、性系數為、和，設計地震動的重現(xiàn)期大約分別為2000年、1000年和475年。A類橋梁參考了近年來國內外特大跨徑橋梁抗震設計的設防標準的具體實施情況，國內外近年來設計的特大跨徑橋梁，其抗震設防標準大致是設計地震動的重現(xiàn)期為1000-2000年，因此本細則A類橋梁重要性系數取，其設計地震動重現(xiàn)期大約為2000年。由于原規(guī)范只采用一階段設計，通過引入綜合影響系數來折減地震力后采用彈性抗震設計，其隱含的意思是允許結構進入塑性，對結構的延性性能有相應的需求，但在設計上又沒有進行必要的延性抗震設計，其延性能力能否滿足延性需求是不確定的，這也是原規(guī)范存在的一個較大的缺陷。因此，本細則對E2地震作用的抗震設計

16、階段，對延性抗震設計作了明確的規(guī)定，彌補了原規(guī)范的不足。 173.1.3 對于破壞后修復（搶修）困難的C類、D類橋梁，應提高一類設防。對抗震救災、經濟或國防上具有重要意義的三、四級公路上的橋梁，按國家批準權限，報請批準后，可提高一類設防。3.1.4 立體交叉的跨線橋梁，抗震設計不應低于下線橋梁的要求。 183.2 確定地震作用的基本要求 各類公路橋梁抗震設計要考慮的地震作用，應采用所在地區(qū)設防烈度相應的設計基本地震加速度和反應譜特征周期以及本細則第條第2款規(guī)定的抗震重要性系數來表征。 公路橋梁抗震設防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系，應符合表的規(guī)定。 表3.2.2 抗震設防烈度和水平向設

17、計基本地震加速度峰值A抗震設防烈度 3.2.3 對場址進行專門的地震安全性評價時，除滿足現(xiàn)行工程場地地震安全性評價技術規(guī)范外，確定抗震設防標準及地震作用時還應滿足本細則的相關規(guī)定。193.3 抗震設計流程圖3.3.1 橋梁抗震設計應采用圖的抗震設計流程進行。3.4 作用效應組合 公路橋梁抗震設計應考慮以下作用：永久作用，包括結構重力（恒載）、預應力、土壓力、水壓力；地震作用，包括地震動的作用和地震土壓力、水壓力等； 作用效應組合應包括：永久作用效應+地震作用效應，組合方式應包括各種效應的最不利組合。204 場地和地基4.1 場地 橋位選擇應在工程地質勘察和專門工程地質、水文地質調查的基礎上，按

18、地質構造的活動性、邊坡穩(wěn)定性和場地的地質條件等進行綜合評價，應查明對公路橋梁抗震有利、不利和危險的地段，宜充分利用對抗震有利地段。4.1.1 抗震有利地段一般系指：建設場地及其臨近無晚近期活動性斷裂，地質構造相對穩(wěn)定，同時地基為比較完整的巖體、堅硬土或開闊平坦密實的中硬土等。 抗震不利地段一般系指：軟弱粘性土層、液化土層和地層嚴重不均勻的地段；地形陡峭、孤突、巖土松散、破碎的地段；地下水位埋藏較淺、地表排水條件不良的地段。嚴重不均勻地層系指巖性、土質、層厚、界面等在水平方向變化很大的地層。 抗震危險地段一般系指：地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌地段；地震時可能塌陷、溶洞等巖溶地段和已采空的礦穴地段；河

19、床內基巖具有傾向河槽的構造軟弱面被深切河槽所切割的地段；發(fā)震斷裂、地震時可能坍塌而中斷交通的各種地段。 21在抗震不利地段布設橋位時，宜對地基采取適當抗震加固措施。在軟弱粘性土層、液化土層和嚴重不均勻地層上，不宜修建大跨度超靜定橋梁。 各級公路橋位宜繞避抗震危險地段，對于高速公路、一級公路必須通過抗震危險地段時，宜作地震安全性評價分析。22對地震時可能因發(fā)生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段應估計其淹沒和潰決的影響范圍，合理確定路線的標高，選定橋位。當可能因發(fā)生滑坡、崩塌而改變河流流向、影響岸坡和橋梁墩臺以及路基的安全時，應采取適當措施。橋梁工程場地土層剪切波速按下列要求確定：（1）A類橋梁，由工程

20、場地地震安全性評價工作確定；（2）B類橋梁，可通過現(xiàn)場實測確定?，F(xiàn)場實測時鉆孔數量應滿足如下要求：中橋不少于1個、大橋不少于2個、特大橋宜適當增加；（3）C類及以下的橋梁，當無實測剪切波速時，可根據巖土名稱和性狀按表劃分土的類型，并結合當地的經驗，在表的范圍內估計各土層的剪切波速。23 工程場地覆蓋層厚度按下列要求確定： 土層平均剪切波速按下式計算： 橋梁工程場地類別，根據土層平均剪切波速和場地覆蓋土層厚度，按表的規(guī)定劃分為四類。244.1.9 橋梁工程場地范圍內有發(fā)震斷裂時，應對斷裂的工程影響進行評價。當符合下列條件之一時，可不考慮發(fā)震斷裂錯動對橋梁的影響。（1） 抗震設防烈度小于8度；（2

21、） 非全新世活動斷裂；（3） 抗震設防烈度為8度和9度時，前第四紀基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。當不能滿足上述條件時，宜采取下列措施：（1）A類橋梁應盡量避開主斷裂，抗震設防烈度為8度和9度地區(qū)，其避開主斷裂的距離為橋墩邊緣至主斷裂帶外緣分別不宜小于300m和500m；（2）A類以下橋梁宜采用跨徑較小便于修復的結構； （3） 當橋位無法避開發(fā)震斷裂時，宜將全部墩臺布置在斷層的同一盤（最好是下盤）上。254.2 地基的承載力 地基抗震驗算時，應采用地震作用效應與永久作用效應組合。地基抗震承載力容許值應按下式計算： 柱樁的地基抗震容許承載力調整系數可取，摩擦樁的地基抗震容許承載

22、力調整系數可根據地基土類別按表取值。 4.2.2 由于地震作用屬于偶然的瞬時荷載，地基土在短暫的瞬時荷載作用下，可以取用較高的容許承載力。世界上大多數國家的抗震規(guī)范和我國其他規(guī)范，在驗算地基的抗震強度時，對于抗震容許承載力的取值，大都采用在靜力設計容許承載力的基礎上乘以調整系數來提高。本條在原89規(guī)范基礎上，參照建筑抗震設計規(guī)范（GB500112001）的有關規(guī)定，對地基土的劃分作了少量修訂。264.3 地基的液化和軟土地基 存在飽和砂土或飽和粉土(不含黃土)的地基，除6度設防外，應進行液化判別；存在液化土層的地基，應根據橋梁的抗震設防類別、地基的液化等級，結合具體情況采取相應措施。 抗液化措

23、施應根據橋梁重要性類別及液化等級按表確定。 表4.3.5 抗液化措施橋梁分類地 基 的 液 化 等 級輕 微中 等嚴 重A類、B 類部分消除液化沉陷，或對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理全部消除液化沉陷C 類基礎和上部結構處理，也可不采取措施基礎和上部結構處理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結構處理D 類可不采取措施可不采取措施基礎和上部結構處理，或其他經濟的措施27 全部消除地基液化沉降的措施，應符合下列要求： 1 采用樁基時，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度（不包括樁尖部分），應按計算確定。 2 采用深基礎

24、時，基礎底面應埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應小于1m。 3 采用加密法（如振沖、振動加密、擠密碎石樁、強夯等）加固時，應處理至液化深度下界；且處理后復合地基的標準貫入錘擊數不宜小于按第條規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數臨界值。 4 用非液化土替換全部液化土層。 5 采用加密法或換土法處理時，在基礎邊緣以外的處理寬度，應超過基礎底面下處理深度的1/2且不小于基礎寬度的1/5。28 部分消除地基液化沉降的措施應符合下列要求： 1 處理深度應使處理后的地基液化指數減少，其值不宜大于5。 2 加固后復合地基的標準貫入錘擊數不宜小于按第條規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數臨界值。 3 基礎邊緣以外的處理

25、寬度，應符合本節(jié)第條第5款的要求。4.3.8 減輕液化影響的基礎和上部結構處理，可綜合采用下列各項措施： (1)選擇合適的基礎埋置深度。 (2)調整基礎底面積，減少基礎偏心。 (3)加強基礎的整體性和剛度。 (4)減輕荷載，增強上部結構的整體剛度和均勻對稱性，避免采用對不均勻沉降敏感的結構形式等。295 地震作用5.1 一般規(guī)定 各類橋梁結構的地震作用，應按下列原則考慮： 1 一般情況下，公路橋梁可只考慮水平向地震作用，直線橋可分別考慮順橋向X和橫橋向Y的地震作用。 2 設防烈度為8度和9度時的拱式結構、長懸臂橋梁結構和大跨度結構，以及豎向作用引起的地震效應很重要時，應同時考慮順橋向X、橫橋向

26、Y和豎向Z的地震作用。 3 地震作用分量組合 采用反應譜法或功率譜法同時考慮三個正交方向（水平向X、Y和豎向Z）的地震作用時，可分別單獨計算X向地震作用產生的最大效應、Y向地震作用產生的最大效應與Z向地震作用產生的最大效應，總的設計最大地震作用效應E按下式求取: (平方和之開根) （） 4當采用時程分析法時，應同時輸入三個方向分量的一組地震動時程計算地震作用效應。30 地震作用可以用設計加速度反應譜、設計地震動時程和設計地震動功率譜表征。 A類橋梁、橋址設防烈度為9度及以上的B類橋梁，應根據專門的工程場地地震安全性評價確定地震作用。橋址設防烈度為8度的B類橋梁，宜根據專門的工程場地地震安全性評

27、價確定地震作用。 當考慮地震動空間變化影響時，對給定的自振周期Ti，各橋臺和橋墩的反應譜或功率譜值可能不同，此時，當采用反應譜法分析時，由于考慮多點非一致激勵方式的復雜性和困難，可近似采用等效一致激勵方式處理，但反應譜每一點的值應取各橋臺和橋墩的反應譜值的最大值，這樣得到的反應譜即為包絡反應譜，計算結果才能保證偏于安全。當采用功率譜分析時，可直接采用多點非一致激勵方式進行分析。315.2 設計加速度反應譜 水平設計加速度反應譜阻尼比為的水平設計加速度反應譜S（見圖）由下式確定：Tg 特征周期（s）。T結構自振周期（s）。Smax水平設計加速度反應譜最大值。 32 水平設計加速度反應譜最大值由下

28、式確定 式中，Ci抗震重要性系數，按表取值；Cs場地系數，按表取值；Cd阻尼調整系數，按第條確定；A水平向設計基本地震動加速度峰值，按表取值。 表5.2.2 場地系數Cs 設防烈度場地類型67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gI1.21.00.90.90.90.91.01.01.01.01.01.0III1.11.31.21.21.01.0IV1.21.41.31.31.00.9335.2.3 特征周期按橋址位置在中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖上查取，根據場地類別，按表取值。 表5.2.3 設計加速度反應譜特征周期調整表注：本表引自中國地震動參數區(qū)劃圖（GB18306-2

29、001）中的表C1區(qū)劃圖上的特征周期場地類型劃分I0.350.250.350.450.650.400.300.400.550.750.450.350.450.650.90345.2.4 阻尼調整系數，除有專門規(guī)定外，結構的阻尼比應取值，式（）中的阻尼調整系數取值。當結構的阻尼比按有關規(guī)定取值不等于時，阻尼調整系數應按下式取值。5.2.5 豎向設計加速度反應譜豎向設計加速度反應譜由水平向設計加速度反應譜乘以下式給出的豎向/水平向譜比函數R。基巖場地： 土層場地：式中：結構自振周期（s）。355.3 設計地震動時程 已作地震安全性評價的橋址，設計地震動時程應根據專門的工程場地地震安全性評價的結果確

30、定。 未作地震安全性評價的橋址，可根據本細則設計加速度反應譜，合成與其兼容的設計加速度時程；也可選用與設定地震震級、距離大體相近的實際地震動加速度記錄，通過時域方法調整，使其反應譜與本細則設計加速度反應譜兼容。為考慮地震動的隨機性，設計加速度時程不得少于三組，且應保證任意兩組間同方向時程由式（）定義的相關系數的絕對值小于。365.4 設計地震動功率譜 已作地震安全性評價的橋址，設計地震動功率譜要根據專門的工程場地地震安全性評價的結果確定。 未作地震安全性評價的橋址，可根據設計地震震級、距離，選用適當的衰減關系推算；或根據設計加速度反應譜按下式估算（單邊功率譜）：5.5 地震主動土壓力和動水壓力

31、376 抗震分析6.1 一般規(guī)定 本章適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋等常規(guī)橋梁的抗震分析，對于墩高超過40m，墩身第一階振型有效質量低于60，且結構進入塑性的高墩橋梁應做專項研究。 常規(guī)橋梁抗震計流程可參見圖和。 386.1.3 根據在地震作用下動力響應特性的復雜程度，常規(guī)橋梁分為規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁兩類。表限定范圍內的梁橋屬于規(guī)則橋梁，不在此表限定范圍內的梁橋屬于非規(guī)則橋梁，拱橋為非規(guī)則橋梁。 6.1.3 規(guī)則橋梁的定義 參 數參數值單跨最大跨徑 90m墩高30m單墩高度與直徑、或寬度比大于2.5且小于10跨數23456曲線橋圓心角及半徑R單跨，角30且一聯(lián)累計角

32、 90，同時曲梁半徑 R20b（b為橋寬）跨與跨間最大跨長比3221.51.5軸壓比 0.3跨與跨間橋墩最大剛度比4432支座類型普通板式橡膠支座、盆式支座（鉸接約束）等。使用滑板支座、減隔震支座等屬于非規(guī)則橋梁下部結構類型橋墩為單柱墩、雙柱框架墩、多柱排架墩。地基條件不易液化、側向滑移或易沖刷的場地，遠離斷層39 要滿足規(guī)則橋梁的定義，實際橋梁結構應在跨數、幾何形狀、質量分布、剛度分布以及橋址的地質條件上等需要服從一定的限制。具體地講，要求實際橋梁的跨數不應太多，跨徑不宜太大（避免軸壓力過高），在橋梁縱向和橫向上的質量分布、剛度分布以及幾何形狀都不應有突變，相鄰橋墩的剛度差異不應太大，橋墩長

33、細比應處于一定范圍，橋址的地形、地質沒有突變，而且橋址場地不會有發(fā)生液化和地基失效的危險等等；對彎橋和斜橋，要求其最大圓心角和斜交角應處于一定范圍；對安裝有隔震支座和（或）阻尼器的橋梁，則不屬于規(guī)則橋梁。為了便于實際操作，此處對規(guī)則橋梁給出了一些規(guī)定。迄今為止，國內還沒有對規(guī)則橋梁結構的定義范圍作專門研究，這里僅借鑒國外一些橋梁抗震設計規(guī)范的規(guī)定并結合國內已有的一些研究成果，給出表的規(guī)定。不在此表限定范圍內的橋梁，都屬于非規(guī)則橋梁。 由于拱橋的地震反應相對較復雜，其動力響應一般不由一階振型控制，因此，本細則把拱橋列入非規(guī)則橋梁一類。 40 根據條的規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁分類， 各類橋梁的抗震分析

34、計算方法可參見表。 表6.1.4 橋梁抗震分析可采用的計算方法表中：TH線性或非線性時程計算方法； SM單振型反應譜或功率譜方法； MM多振型反應譜或功率譜方法； 橋梁分類地震作用B類C類D類規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH-41 對于上部結構連續(xù)的橋梁，各橋墩高度宜盡可能相近。相鄰橋墩高度相差較大導致剛度相差較大的情況，宜在剛度較大的橋墩處設置活動支座或板式橡膠支座。6.1.9 不宜在梁橋的矮墩設置固定支座，矮墩宜設置活動支座或板式橡膠支座。 在高烈度區(qū)，宜盡量避免采用對抗震不利的橋型。條文說明：6.1.

35、9 地震作用下梁體的慣性力按橋墩的剛度分配給下部結構，如相鄰橋墩剛度相差較大，水平地震力在下部結構間的分配一般不理想，這時可以通過在剛度較大的墩處設置活動支座或彈性支座（橡膠支座）來減小剛度較大橋墩所受水平地震力，矮墩一般剛度較大，不宜設置固定支座而宜設置板式橡膠支座來減小地震力。6.1.10 抗震不利的橋型主要包括曲率半徑較小的曲線橋、斜交角過小的斜橋。426.2 梁橋延性抗震設計 鋼筋混凝土墩柱橋梁，抗震設計時，墩柱宜作為延性構件設計。橋梁基礎、蓋梁、梁體和結點宜作為能力保護構件。墩柱的抗剪強度宜按能力保護原則設計。 沿順橋向，連續(xù)梁橋、簡支梁橋墩柱的底部區(qū)域，連續(xù)剛構橋墩柱的端部區(qū)域為塑

36、性鉸區(qū)域；沿橫橋向，單柱墩的底部區(qū)域、雙柱墩或多柱墩的端部區(qū)域為塑性鉸區(qū)域；典型墩柱塑性鉸區(qū)域見圖。 436.2.1-6.2.4 1971年美國圣弗爾南多（San Fernand）地震爆發(fā)以后，各國都認識到結構的延性能力對結構抗震性能的重要意義；在1994年美國北嶺（Northridge）地震和1995年日本神戶（Kobe）地震爆發(fā)后，強調結構總體延性能力，已成為一種共識。為保證結構的延性，同時最大限度地避免地震破壞的隨機性，新西蘭學者Park等在70年代中期提出了結構抗震設計理論中的一個重要原則 能力保護設計原則（Philosophy of Capacity Design），并最早在新西蘭混

37、凝土設計規(guī)范（NZS3101，1982）中得到應用。以后這個原則先后被美國、歐洲和日本等國家的橋梁抗震規(guī)范所采用。能力保護設計原則的基本思想在于：通過設計，使結構體系中的延性構件和能力保護構件形成強度等級差異，確保結構構件不發(fā)生脆性的破壞模式?；谀芰ΡＷo設計原則的結構抗震設計過程，一般都具有以下特征： 1 選擇合理的結構布局； 2 選擇地震中預期出現(xiàn)的彎曲塑性鉸的合理位置，保證結構能形成一個適當的塑性耗能機制；通過強度和延性設計，確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性能力； 3 確立適當的強度等級，確保預期出現(xiàn)彎曲塑性鉸的構件不發(fā)生脆性破壞模式（如剪切破壞、粘結破壞等），并確保脆性構件和不宜用于耗能的

38、構件（能力保護構件）處于彈性反應范圍； 44具體到梁橋，按能力保護設計原則，應考慮以下幾方面： 1 塑性鉸的位置一般選擇出現(xiàn)在墩柱上，墩柱作為延性構件設計，可以發(fā)生彈塑性變形，耗散地震能量,梁式橋的塑性鉸區(qū)域見圖。 2 墩柱的設計剪力值按能力設計方法計算，應為與柱的極限彎矩（考慮超強系數）所對應的剪力，在計算設計剪力值時應考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設計剪力； 3 蓋梁、結點及基礎按能力保護構件設計，其設計彎矩、設計剪力和設計軸力應為與柱的極限彎矩（考慮超強系數）所對應的彎矩、剪力和軸力；在計算蓋梁、結點和基礎的設計彎矩、設計剪力和軸力值時應考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設計彎矩

39、、剪力和軸力。456.3 建模原則 在E1和E2地震作用下，一般情況下應首先建立橋梁結構的空間動力計算模型。計算模型應反映實際橋梁結構的動力特性。6.3.2 橋梁結構動力計算模型應能正確反映橋梁上部結構、下部結構、支座和地基的剛度、質量分布及阻尼特性，從而保證在E1和E2地震作用下引起的慣性力和主要振型能得到反映；一般情況下橋梁結構的動力計算模型應滿足下列要求： 1計算模型中的梁體和墩柱可采用空間桿系單元模擬，單元質量可采用集中質量代表；墩柱和梁體的單元劃分應反映結構的實際動力特性； 2 支座單元應反映支座的力學特性； 3 混凝土結構的阻尼比可取為；進行時程分析時，可采用瑞利阻尼； 4 計算模

40、型應考慮相鄰結構和邊界條件的影響。466.3.3 在E1地震作用下，宜采用總體空間模型計算橋梁的地震反應；在E2地震作用下，可采用局部空間模型計算?？傮w和局部空間模型應滿足以下要求： 1 總體空間模型宜包括所有橋梁結構及其連接方式，通過對總體空間模型的分析，確定結構的空間耦聯(lián)地震反應特性和地震最不利輸入方向。 2 局部空間模型應根據總體模型的計算結果，取出部分橋梁結構進行計算，局部模型應考慮相鄰結構和邊界條件的影響。 規(guī)則橋梁可按本細則第節(jié)的要求選用簡化計算模型。 進行直線橋梁地震反應分析時，可分別考慮沿順橋向和橫橋向兩個水平方向地震輸入；進行曲線橋梁地震反應分析時，可分別沿相鄰兩橋墩連線方向

41、和垂直于連線水平方向進行多方向地震輸入（用曲梁單元時，只需計算一聯(lián)兩端連線（割線）和垂直割線方向的地震輸入），以確定最不利地震水平輸入方向。 進行非線性時程分析時，墩柱可采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。 抗震分析時應考慮支座的影響。 476.4 反應譜法 反應譜法包括單振型反應譜法和多振型反應譜法。單振型反應譜法和多振型反應譜法的選用可參見表。規(guī)則橋梁的抗震計算可采用本細則第節(jié)給出的計算方法。6.4.2 采用反應譜法計算時，反應譜應按本細則第條規(guī)定確定。 用多振型反應譜法計算時，所考慮的振型階數應在計算方向獲得90以上的有效質量。 486.5 時程分析方法 地震加速度時程應按本細則第 節(jié)的規(guī)定選取。時程分析的最終結果，當采用3組時程波計算時，應取3組計算結果的最大值；當采用7組時程波計算時，可取7組結果的平均值。在E1地震作用下，線性時程法的計算結果不應小于反應譜法計算結果的80%。496.6 功率譜法 適用反應譜法計算的結構，一般也可用功率譜法計算。兩種方法可作相互檢驗，功率法計算結果與反應譜法計算結果相差不應超過20。 當不考慮地震動輸入的空間變化效應時，結構響應的自功率譜可按附錄計算。當考慮行波效應時，結構