公路抗震设计细则范文

公路抗震设计细则篇1

关键词：桥梁工程 Midas有限元 抗震性能 结构分析

中图分类号：TU997文献标识码： A

实际工程中，桥梁震害以下部结构最为严重。根据以往桥梁震害类型分析，地震引起的破坏形式主要是下部结构尤其是桥墩的破坏。桥梁下部结构地震破坏形式有以下几种：

（1）弯曲破坏：受地震力作用，受拉钢筋屈服，混凝土保护层脱落，导致塑性铰范围扩大，钢筋压屈以致内部混凝土压碎、迸裂。

（2）剪切破坏:受地震力作用，桥墩产生水平弯曲裂缝，继而产生斜向剪切裂缝，箍筋屈服，剪切裂缝增长，产生脆性剪切破坏。

（3）落梁：由于桥梁下部结构地震动位移过大，引起的桥梁上部结构坠落。资料表明，顺桥向落梁情形远多于横桥向，它约占全部落梁总数的80%-90%。顺桥向落梁时，梁端撞击桥墩侧壁，这种冲击作用对下部结构会造成很大影响，因为落梁的能量比梁在墩顶发生振动时的能量具有压倒性优势。

（4）支座破坏：传递的上部结构惯性力超过支座的设计强度，桥梁支座是桥梁抗震的薄弱部位，震害极为普遍，破坏的主要形式为支座锚固螺栓拔出剪断，活动支座脱落及支座本身构造上的破坏

本文针对以上这些震害，以反应谱理论为基础，结合抗震细则，利用Midas大型有限元程序，对常规桥梁桥墩进行弹性和弹塑性分析计算。

1 抗震细则的修订

公路工程抗震设计规范(JTJ 004-89) 是单一水准强度抗震设计，仅仅使用烈度来描述地震作用强度，很多方面的规定过于笼统、模糊。例如，通过引入综合影响系数来折减地震力后采用弹性抗震设计，其隐含的意思是允许结构进入塑性，对结构的延性性能有相应的要求，但在设计上又没有进行必要的延性抗震设计，其延性能力能否满足要求是不确定的，这也是原规范存在的一个较大缺陷。

修订后的《公路桥梁抗震设计细则》修订了相应的设防标准和设防目标，采用了两水平设防、两阶段设计的抗震设计思想，由单一的强度抗震设计修改为强度和变形双重指标控制的抗震设计。并且，在构造方面，增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定，增加了延性构造细节设计的有关规定。

2 工程实例

某城市高架桥设计为双向六车道Ⅰ级主干路，主线桥面总宽32.5m，双向8车道。桥梁设计荷载公路I级，地震基本烈度为VIII度，设计地震动加速度为0.2g，场地类别为II类，特征周期为0.4s。利用Midas建立结构的三维空间动力有限元分析模型,并考虑相邻联的影响和桩基础等因素的影响，正确反映结构的特点以及支座连接特点等耦合影响。

根据抗震细则，桥梁抗震性能研究必须要有明确的抗震性能目标，以便对结构进行合理的抗震检算。本桥采用两水平设防、两阶段设计的抗震思想。抗震设防水准为两级地震水准：第一水准相当于设计地震，对应于重现期约100年；第二水准相当于罕遇地震，对应重现期地震约2000年（100年5%）。依据《公路桥梁抗震设计细则》规定并综合考虑工程造价、结构遭遇的地震作用水平、紧急情况下维持应急交通能力的必要性和避免倒塌以及结构的耐久性和修复费用等因素，与这两级设防地震相应的抗震性能目标建议如表1所列。

设防水准 性能目标

E1地震作用 在该水准地震作用下，结构在基本弹性范围内工作，基本不损伤或轻微损伤；

E2地震作用 在该水准地震作用下，墩柱可发生损伤，产生弹塑性变形，但墩柱的塑性铰区域应具有足够的塑性变形能力。盖梁、主梁基本不发生损伤，桩基础满足极限状态要求。

表1

3 抗震分析

场地水平向设计反应谱的函数表达式，根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）给出，表达式如下：

参照抗震设防标准、抗震性能目标以及场地资料，根据《公路桥梁抗震设计细则》，确定如下图1所示的对应两水准的水平向设计加速度反应谱。

图1工程场址地表水平向设计加速度反应谱

根据设计图纸建立结构动力分析模型，对应的边界约束条件和计算的结构动力特性，采用反应谱法，取5％阻尼比反应谱，分别对50年超越概率10％（简称E1）和100年超越概率5%（简称E2）两种概率水准地震作用下的结构响应进行计算分析，地震输入方向为横桥向与纵桥向，采用Midas提供的Ritz法取前500阶进行反应谱分析计算，其中振型组合采用CQC法。选取36#桥墩为研究对象，得到如下结果（仅考虑横桥向地震力作用下墩底地震响应）：

（1）各墩墩底地震响应

各桥墩墩底对应不同超越概率水准地震作用的地震响应见表2至3所示。

表2 墩底截面的内力最大值（E1横桥向输入）

截面位置（墩底） 动轴力 P（kN） 剪力 （kN） 扭矩 T（kN.m） 弯矩 (kN.m)

纵向 横向 横向 纵向

P36#墩 左侧 3067.673 69.786 1738.558 644.523 13247.758 484.048

右侧 3042.841 69.760 2326.226 182.019 14744.726 491.435

表3墩底截面的内力最大值（E2横桥向输入）

截面位置（墩底） 动轴力 P（kN） 剪力 （kN） 扭矩 T（kN.m） 弯矩 (kN.m)

纵向 横向 横向 纵向

P36#墩 左侧 9273.98 209.82 5258.69 1935.52 40068.13 1452.96

右侧 9197.03 209.75 7036.24 547.49 44596.09 1477.00

由此对比设计配筋，E1作用下配筋满足要求，E2作用下配筋不满足要求，需进行E2作用下的弹塑性位移计算。

（2）E2作用下的弹塑性位移计算

应用纤维单元进行墩柱M-φ 曲线计算，计算结果见图2。

从截面应力状态发展过程录像可以看出第136 步为规范中的受拉钢筋首次屈服特征点(φy’, My’) , My’= 12230KNm, φy’=0.001723 rad/ m。

可以求出混凝土开裂后用于全桥模型的塑性变形计算的墩柱等效刚度:

EIeff= My’/φy’= 12230/ 0.001723= 7098084.7 kN m2。

查抗震细则附录B 可依次求得φy, φu 以及体积配箍率ρs 等, 最后求出塑性铰长度Lp , 从而得到变形控制值 u。

由于水平地震力全部由中墩承担, 对于该桥可以按材料力学公式直接求得:

б= S /gxGxH 3/(3EIeff) =24.22cm

4 分析结论

通过在E1和E2两个水准地震反应谱分析和校核结果的结论如下：

桥墩墩身在E1水准地震作用下基本满足预期的抗震性能要求；但是在E2水准地震作用下，桥墩墩顶位移满足规范要求，但桥墩墩底弯矩需求大于墩身能力。因此在E2水准下应当进行减隔震设计。且为防止该桥结构在遭遇强震作用时，发生落梁等震害，应设置防落梁装置。

本设计采用拉索减隔震支座进行减隔震设计，支座自由程选取为0.07m，支座的布置方式采用在每联的过渡墩上设置拉索减隔震支座。在E2地震作用下,固定支座（设在每联的正中间墩上）的剪力销按照设计要求发生剪断,成为滑动支座。

5 结语

相对于原89《规范》, 新《公路桥梁抗震设计细则》在适用范围、设防目标和设防标准、设计和分析方法等方面均作了大量修订和改进, 特别是在设计理念和方法上有重大改进, 采用了2水平设防、2阶段设计的抗震设计思想, 引入了先进的延性抗震设计方法和能力保护设计原则, 实现了和国际先进水平的接轨。本文分别从桥梁抗震设防标准、桥梁延性抗震设计和减隔震设计等几个主要方面进行了简单地论述,希望对抗震设计能有所借鉴。

参考文献:

[1] JTJ004-89, 公路工程抗震设计规范[S] .

[2] JTG/T B02-01-2008, 公路桥梁抗震设计细则[S] .

公路抗震设计细则篇2

关键词:连续梁桥墩设计 设计方法抗震设计方法

Continuous beam bridge piers designed according to the new method of seismic code

Wang Shutao

Shanghai Municipal Engineering Design Institute Group Design Institute Co., Ltd. Foshan Smetana

Summary: China in August 2008 issued a "highway bridge seismic design rules" (JTG / T B02-01-2008), 08 standard on October 1, 2008 come into effect, 08 the use of a standardized design and seismic ductility capacity protection design. Seismic design in the 08's way of thinking, the continuous girder bridge pier design and fixed the previous design has undergone tremendous changes. Based on 08 issued a "highway bridge seismic design details," the understanding of the fixed pier for seismic continuous beam design, respectively, continuous bridge fixed pier pier, foundation, fixed bearing different parts of the seismic design methods are discussed.

Keywords: continuous beam pier design seismic design method design methods

2 08抗震规范的两个基本思想

2.1延性抗震设计思想

在强震作用下，连续梁桥一联的纵向水平地震力大部分由固定墩承受。如果纯粹依靠强度来抵抗地震作用，无疑会造成材料的巨大浪费，既不经济，又不现实。因此在抗震设计中，固定墩一般按照弯曲延性构件进行设计，即在设计地震作用下固定墩墩底进入塑性范围，利用弯曲塑性铰减小地震力，耗散地震能量。同时通过细部构造设计，使固定墩具有较好适应反复弹塑性变形循环的滞回延性，保证在遭遇预期的大震时，结构的变形要求能够得到保证（如式1）。这就是延性抗震设计的基本思想。

（1）

式中：为地震作用下结构的最大延性需求值；为结构的容许延性值（延性能力）。

由于延性需求的计算涉及到弹塑性变形问题，因此其计算相对比较困难。为了简化抗震设计过程，08抗震规范采用基于强度的抗震设计方法来作为简化的延性抗震设计方法。其主要设计过程如下：首先，计算结构的弹性周期，根据弹性加速度反应谱得到结构的弹性地震力；计算时考虑抗震重要性系数、场地系数、阻尼调整系数。

流程如图1所示。

2.2能力保护设计思想

能力保护设计思想是结构动力概念设计的一种体现，其基本思想为：通过设计，使结构体系中的延性构件和能力保护构件（脆性构件以及不希望发生非弹性变形的构件，统称为能力保护构件）形成强度等级差异，确保结构构件不发生脆性的破坏模式。这种思想的主要优点是设计人员可对结构在屈服前、屈服后的性状给予合理的控制，同时也降低了结构对许多不确定因素的敏感性。

对连续梁桥固定墩，为了避免桥墩墩身及支座的剪切破坏，应对墩身的抗剪及支座按能力保护构件进行抗震设计；同时，由于基础属于隐蔽工程，一旦破坏，修复的难度非常大，因此基础也应作为能力保护构件进行抗震设计。

综上所述，固定墩的抗震设计可按如下思路进行：桥墩按弯曲延性构件设计，桥墩抗剪、支座及基础按能力保护构件设计。当桥墩出现弯曲塑性铰后，由于桥墩抗剪能力、支座及基础抗力均高于相应延性构件的要求，因而不论地震动强度有多大，这类构件均可避免脆性破坏以及难以修复的破坏。具体的抗震设计流程如下：

（1）进行弹性反应谱分析；

（2）采用基于强度抗震设计方法，计算固定墩设计地震力；

（3）按延性设计思想，根据设计地震力对固定墩进行抗弯设计；

（3）按能力保护设计思想，根据固定墩抗弯强度，对固定墩进行抗剪设计；

（4）按能力保护设计思想，对固定支座及固定墩基础进行抗震设计。

上述流程如图2所示。

3 固定墩抗震设计方法

3.1延性构件设计地震力的计算

对于只有一个固定墩的连续梁桥，当跨数不多、而且桥墩的地震惯性力可以忽略时，固定墩的弹性地震力可以采用如图3所示的单自由度模型进行计算。图中：为上部结构梁体形心至固定墩墩底高度，为上部结构梁体质量。下面以《公路桥梁抗震设计细则》为例，阐述延性构件设计地震力的计算方法。

根据简化单自由度模型，得到固定墩水平弹性地震力：

（3）

式中：已考虑了抗震重要性系数、场地系数、阻尼调整系数；为重力加速度。

固定墩按弯曲延性构件设计。则根据基于强度抗震设计方法，通过引入综合影响系数，得到地震作用下的墩底设计弯矩为：

（4）

3.2 抗弯设计

3.2.1 纵筋设计

根据墩底设计弯矩，进行墩底截面的纵向钢筋设计。纵向钢筋设计应满足：

（5）

式中：为截面等效屈服弯矩，如图4所示。

需要说明的是，屈服弯矩大于墩底设计弯矩，并不表示桥墩没有屈服，或者说满足强度要求，而是间接通过满足式（5）所示的条件，保证桥墩在屈服后，其延性（变形）能够满足给定的要求，如不倒塌等。

3.2.2 塑性铰区箍筋设计

为了保证桥墩弯曲塑性铰区具有给定的延性能力，必须对塑性铰区的箍筋进行设计。通过箍筋的约束效应，提高核心混凝土的极限压应变，从而提高塑性铰区的延性变形能力。在各国抗震规范中，一般通过限制最小配箍率（如式6）及合理的箍筋构造形式来保证塑性铰区具有给定的延性能力。

（6）

式中：为塑性铰区配箍率；为计算方向的箍筋面积；为箍筋间距；为垂直计算方向的截面尺寸。

3.3 抗剪设计

根据我国08年颁布的《公路桥梁抗震设计细则》简单介绍固定墩抗剪设计的基本过程。

为避免发生脆性破坏，固定墩的抗剪设计应按照能力保护设计思想进行，即要求：

（7）

式中：为抗剪强度折减系数，＝0.85；为桥墩可能承受的最大地震剪力，应根据墩底的超强弯矩进行计算，如下式：

或 （8）

式中：＝1.2，为强度超强因子，用来反映各种可能导致墩底抗弯强度提高的影响因素，如材料实际强度与设计强度之间的差异等。

为桥墩的名义抗剪强度，由混凝土抗剪强度和箍筋抗剪强度组成,即

主要与截面的有效剪切面积、混凝土抗压强度、位移延性以及的截面的轴压比有关；主要与箍筋强度、箍筋面积、截面尺寸及箍筋间距有关。二者计算具体参见Caltrans抗震设计准则[1]中有关规定。

4 固定墩基础及支座的抗震设计

基础属于隐蔽工程，应按照能力保护构件进行抗震设计。与固定墩墩底截面的超强抗弯强度相对应，传递到基础上的最大地震力为：弯矩、剪力、恒载轴力或恒载轴力与地震动轴力的组合（如考虑竖向地震的作用），如图5所示。根据上述荷载组合，按现行的《公路桥涵地基与基础设计规范》[2]及《公路桥梁抗震设计细则》对基础的竖向承载力及强度进行验算。

对设置于固定墩墩顶的固定支座，应按照能力保护构件进行抗震设计。支座的最大水平承载能力应满足：

（10）

5 结语

连续梁桥固定墩应按照08颁布的《公路桥梁抗震设计细则》JTG（2008-10-01）从延性抗震设计、能力保护设计思想出发，对固定墩桥墩、基础及支座的抗震设计进行了系统的探讨。对于固定墩系统的不同部位，其性能要求、破坏模式、修复难易程度均有所不同，相应的在进行抗震设计时应区别对待：

（1）桥墩按弯曲延性构件设计。除纵筋设计应满足要求外，还需对塑性铰区的箍筋构造进行详细设计，以确保塑性铰区能够提供给定的延性能力。

（2）桥墩抗剪、基础及支座按能力保护构件进行设计。设计时应考虑墩底截面抗弯强度的超强影响，以保证墩底出现弯曲塑性铰后，这些部位由于具有较高的强度储备而得到保护。

参考文献

1、交通部标准，公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01―2008）[S]，北京：人民交通出版社，2008

2、交通部标准，公路桥涵地基与基础设计规范（TJT 024-85）[S]，北京：人民交通出版社，1985

3、范立础，卓卫东，桥梁延性抗震设计[M]，北京：人民交通出版社，2001

4、叶爱君，桥梁抗震[M]，北京：人民交通出版社，2001

5、Caltrans, Seismic design criteria（Version 1.2）[S], California Department of Transportation,2001

姓名：王淑涛性别：男 年龄：30 学历：硕士研究生职称：工程师

工作单位：上海市政工程设计研究总院集团佛山斯美设计院有限公司

公路抗震设计细则篇3

关键词：公路桥梁施工建设抗震技术

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

前言

地震是我国的常见高危自然灾害之一，我国地处于环太平洋地震带和亚欧地震带这世界两大地震带的交界处，我国在世界上也可算是地震高发的国家。过去几年里我国因地震灾害造成了人员伤亡和经济损失无可估计，汶川地震、玉树地震以及前不久发生的四川雅安地震都给我国的经济建设、人民生产生活、生命财产造成了无可估量的损失。因地震带来的社会问题、经济问题、精神问题等也长期困扰着我国的方方面面。虽然我国抗震救灾力度在不断加强，我国千千万万的领导与群众在地震救援工作中进一步拉近了彼此心灵的距离，但是地震对于我们的正常生产生活来说仍然是一个挥之不去的阴影，我国正在不断加强建筑施工对地震抵御能力的提升研究，公路桥梁项目建设作为我国交通事业的重要推动力也应该将抗震减灾作为施工技术研究的重要课题，加强工作力度与创新能力提升，最大限度减轻地震灾害中的各种损失，真正为人民和国家筑起保卫的屏障。

一、公路桥梁发生严重震害的原因分析

想要切实寻找到公路桥梁建设设计过程中避震抗震方法和措施，就必须首先对当前我国公路桥梁容易遭受震害的原因进行认真严肃的分析，寻找到公路桥梁易遭受震害的原因及灾害的主要表现形式。从世界各国公路桥梁遭受震害的大概统计来看，震害的表现形式及原因主要有以下几个方面。

首先，在地震来袭的时候，桥梁的地震位移为给上部活动节点的活动空间造成非常严重的挤压作用，而我国许多公路桥梁尤其是梁式桥梁在盖梁设置中往往会出现未能充分考虑地震影响而未作过多设置的情况，这就让梁式桥梁在遭受地震侵袭时会因为上部活动节点的空间不足而引起落梁或者梁体之间的相互碰撞，从而遭到破坏。对于拱式桥梁而言，地震所引发的破坏主要表现在引起拱上建筑、腹拱以及拱顶与拱脚部分的破损断裂甚至隆起变形。

其次，地震发生之后，桥梁地基会出现大面积的严重液化，地基液化与地面位移的双重作用加剧了整个桥梁结构的变形错位，从而极大的增加了地震中落梁危险的发生几率。

再次，公路桥梁在支座抗震设计过程中往往会因为历史往期当地未发生过地震而对支座的抗震设计考虑不足，从而在地震来袭之时让支座发生了超乎预料的大位移以及严重变形，从而引起支座的构造破坏，进而引发桥梁其他部分的结构受损，造成连锁破坏效应。

再次，桥梁下部的结构抗力在桥梁施工设计阶段对地震危害的考虑不足也会让桥梁在地震过程中出现下部结构因抗力不足而出现严重开裂、剧烈变形以及作用失效，从而引发整座桥梁的坍塌破坏危险。

二、公路桥梁抗震设计的要点分析

为了最大限度减轻地震对公路桥梁的破坏作用，在地震区进行桥梁建设的过程中，应该遵循一些基本的设计原则来进行设计。

（一）努力减轻桥梁自身结构重量

地震对桥梁的危害加剧，很大程度上是来自于地震力与桥梁结构之间的力量对抗，所以要最大限度减轻桥梁自身的结构重量，并努力降低桥梁自身重心，从而实现提升桥梁面对地震时的自身内力与稳定性。而且要在设计中努力做到让桥梁的质量中心与刚度重心最大限度的重合，从而减少地震灾害中桥梁因地震扭转引力而遭受的地震附加作用力等等。具体而言，有几下几个方面。

（二）加强对桥梁结构刚度对称的设计

根据物理学原理来看，结构的刚度对称性越强，其因地震而遭受震害破坏的可能性就越小。如果是一座桥梁内墩的身高差过大的桥梁，当发生地震时，较矮的桥墩就会因地震而产生非常强大的地震水平力，从而严重危害到整座桥梁的稳定性。而对于具有大跨径的桥梁而言，跨径过大的桥孔部分的桥墩也会产生较大的地震力。所以在桥梁结构设计过程中，就要努力避免在地震高发区或潜在危险区域采用这种类型的桥梁结构设计，若果因为实际需要而无法避免的话，也要加强桥墩的消能手段，降低桥墩的自身刚度，或者进行抗震支座的设计。

（三）加强抗震性分析

抗震性分析是桥梁建筑设计工作中的第一步，要对所有普遍采用的结构设计形式进行全面深入的抗震性能分析研究，严格不免不适宜地震区的桥梁结构和设计方案出现，同时还在适应地震区的桥梁的原有结构基础之上，加强抗震性能的改造与提升。而且在抗震性能的研究工作中也要摆脱被动抵御地震作用力、专注强度运算及变位运算的僵化思想，更要从桥梁总体结构的设计角度出发，提高整个结构的抗震等级，全方位提升桥梁的抗震能力。

三、加强公路桥梁抗震设计的思考

（一）加强设计理念学习

公路桥梁的设计结构是否合理与成功是桥梁抗震设计是否成功的关键。尽可能采用合理的设计能够大大减轻地震灾害对桥梁所造成的破坏程度。在设计过程中，应该关注的是两个方面，一个是桥梁抗震的概念设计，另一个是桥梁抗震构造方面的细节设计。但是这两个方面其实与具体的抗震计算工作关系不大，目前许多抗震设计工作往往将关注重点都放在了如何计算上面，但我们应该明确一点，计算只是抗震设计工作中的辅助手段之一，其作用只是在于验证设计概念与设计细节是否存在不合理的地方，所以作为抗震设计的桥梁设计师而言，应该将更多的关注点放在如何深入认识抗震概念和相关原理。

（二）加强结构分析

公路桥梁从构造上来说，种类繁多，结构形式也多种多样，而作为设计师应该首先对各类构造有一个深入了解，如桥梁形状、桥梁的上部结构、桥梁的下部结构、桥梁墩台以及桥梁基础结构等等，要明确哪些构造有利于抗震，而哪些构造是绝对不能够出现在地震区的桥梁结构设计当中。这样就能够首先寻找到正确的设计出发点，而不会在不适宜的结构上面白费功夫。

（三）强化构造细节的抗震

除了要对总体构造进行分析设计之外，构造细节的有效把握也是提升桥梁抗震能力的关键。正所谓细节决定成败。所以必须加强构造细节的抗震设计。比如对于桥梁支座的选择、桥梁挡块的有效设置等等，同时还要加强对细节的抗震辅助施工，如对桥墩部位的箍筋有效配置，对节点的配筋构造研究等等。

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.

公路抗震设计细则篇4

关键词：公路桥梁；抗震设计；设计原则

Abstract: Highway Bridge is the life system engineering is the important part of highway bridge damage, resistance is the ability of bridge design focus on one of the issues. Based on the comprehensive analysis of earthquake damage of bridge forms, characteristics and causes, put forward highway bridge seismic design principles and detailed design method, in order to constantly improve the highway bridge seismic performance, effectively avoid the earthquake brought economic losses and casualties.

Key words: highway bridge; seismic design; design principle

中图分类号：TU2

1. 桥梁震害的表现形式及其产生原因

桥梁震害可按其表现形式的不同分为上部结构震害、支座震害、以及下部与基础结构震害等类型。

1.1 上部结构震害又分为结构震害、位移震害与碰撞震害等。以最为常见的位移震害为例，其主要表现为上部结构的横向、纵向位移或扭转。对梁式结构桥梁而言地震位移造成桥梁上部活动节点因盖梁宽度设置不足而发生梁体相撞或落梁，而拱式桥梁则会表现为拱腹及拱上建筑的破坏，拱圈在拱顶、拱脚产生裂缝或隆起。桥梁上部的碰撞震害主要多表现为桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形，混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损，T梁横隔板开裂及少数梁端、部分桥台损伤等。

1.2 支座震害产生的原因多是由于未充分考虑支座的抗震要求，在支座的形式、材料的选择，以及构造连接与支挡等方面存在设计缺陷，使支座过度变形，造成支座锚固螺栓剪断、脱出，甚至支座的整体损坏，并将受力的改变传递至其他部位，造成其他结构的连锁破坏。

1.3 地震发生时，若下部结构存在连接不当，桥台填土位移控制不严、软土地基处理未达标准等问题，常会导致桥梁下部无法抵御自身惯性力及由支座传导而来的主梁地震力，造成桥梁下部结构开裂、变形甚至倾覆。其中桥台震害主要是由于地基液化，导致其向河心倾斜和滑移，以及台背动土压力导致的台身断裂以及倾倒。桥墩震害则多表现为墩身的开裂、切断以及下沉。

2 公路桥梁抗震的设计原则

2.1 公路桥梁的选址。应做好地质分析，准确判断建桥位置的地震危险性，并参考分析结果选择比较安全的工程地点。应尽可能选择坚硬场地，避免地震带来的地基液化失效等问题。

2.2 桥梁的整体性和规则性。桥梁上部结构应尽可能连续，以防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，使结构充分发挥其空间作用。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都应使其几何尺寸、质量和刚度均匀、规整，避免突然变化。

2.3 结构与构件的强度和延性。地震对桥梁的破坏源于其引起的桥梁结构振动，因此抗震设计要力图减小由地基传入结构的振动能量，并使结构具有适当的强度和刚度。而由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此提高结构延性也是影响桥梁抗震设计质量的关键之一。

2.4 其他原则。应强调设计中强度安全度的差异，在不同的构件与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。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，使其在面临强震时，一道防线破坏后尚有第二道防线来支撑结构，提高桥梁的实际抗震能力。

3.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。

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

4.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。

5.结束语

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。因此，设计师应在全面掌握桥梁震害表现形式、特点及其原因的基础上，合理选择桥梁的建设地点与桥式结构方案，并不断总结经验，完善桥梁抗震设计理论和技术，尽可能地保障公路桥梁的使用安全，提高其稳定性与耐久性。

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]王东升,郭恩栋,柳春光,翟桐.钢筋混凝土圆形截面柱式桥墩抗震性能评价[J].世界地震工程,2001,1.

[3] 聂宁. 地震在桥梁中的危害及抗震设计的基本原则与减隔震系统[J]. 交通世界(建养・机械), 2008, (10).

公路抗震设计细则篇5

关键词：限位装置 抗震锚栓水平地震力抗弯能力

引言

地震作用对建筑结构的破坏是极其严重的，然而，对于桥梁工程而言，由于设计基准期一般为100年，因此地震对其影响是无法忽视的。在进行桥梁设计时，要求本着“大震不倒，小震不坏”的原则，所以要求桥梁结构在地震作用下必须具备一定的安全可靠性。

目前，对于桥梁的抗震设计，一般要求设防烈度在8度及以上时，需设置相应的限位装置，但是，在进行此限位装置设计时缺乏规范要求以及理论依据，多数都是通过经验来设置的。本文通过分析，提出了一种设计桥梁限位装置的方法，可供其他桥梁工程在设计限位装置时借鉴。

1地震作用分析

地震是通过纵横地震波，使建筑结构产生震动变形，从而产生很大的结构内力，致使建筑结构破坏。桥梁结构在受到横向地震波的作用时，产生较大的横向位移，在无限位装置的情况下，会使梁体滑落而破坏。

1.1地震作用对桥梁的影响

在地震作用下，通常对桥梁会产生以下两个方面的影响：

（1）由于地表破坏而引起桥梁破坏

地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软黏土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁遭到破坏。在浅层的饱和或疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀下沉，甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。

（2）桥梁受震破坏

桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏,甚至使桥梁倒坍。此外,有些桥梁虽然在强度上能够承受地震的振动力，但由于桥梁上部、下部结构联结不牢、整体性差，往往会造成桥梁上部和下部结构间产生过大的相对位移，从而导致桥梁破坏。

梁桥受震破坏主要表现为：①墩台开裂、倾斜、折断或下沉；②支座弯扭、断裂、倾倒或脱落；③桥梁上部结构和下部结构间相对位移；④落梁。

拱桥受震破坏主要表现为：①拱圈开裂；②墩台下沉；③多孔时墩身开裂、折断；④落拱。一般说来，桥梁震害在高烈度震区比低烈度震区重，岸坡滑移和地基失效处的桥梁震害比一般地基处严重。

1.2地震力的计算

桥梁上部结构在地震作用下会产生较大的水平作用，亦即水平地震力。而上部结构所产生的水平地震力主要作用于墩台上部，有抗震锚栓所承受。

根据公路桥梁抗震设计细则[1]，桥梁上部结构在地震作用下，所产生的水平地震力按照下式进行计算：

Ehau=CiCsCdAGau/g （1）

式中：Ci为抗震重要性系数；Cs为场地系数；Cd为阻尼调整系数；A为水平向设计基本地震动加速度峰值（g）；Gau一孔梁体总重（KN）；g为重力加速度（m/s2）。

从式（1）中可以看出，在地震作用下，上部结构受到的地震力与上部结构的自重以及抗震设防烈度等因素有着密切的关系，并随之增大而增大。然而这些因素都是很难避免的，因此当地震力达到一定程度时，（公路桥梁抗震设计细则规定，在抗震设防烈度大于等于8度时，需设置限位装置）就必须要采取相应的抗震设计。

2抗震锚栓的设计

桥梁在地震作用下，上部结构产生了较大的水平方向的滑移，严重时使梁体滑落，桥梁上部结构破坏，因此，必须设置相应的抗滑移装置，即抗震锚栓。

2.1抗震锚栓的型式

目前，对于桥梁抗震锚栓的常见型式是钢套筒与螺纹钢筋相结合的方式，即将两根螺纹钢筋一端放入钢套筒，一端预埋在桥梁桥台中，钢套筒与螺纹钢筋之间的缝隙采用沥青膏充填。见图1。

图1抗震锚栓常见型式

2.2抗震锚栓的参数计算

在地震作用下，由于桥梁上部结构的不同，因此，上部结构所产生水平地震力也有所不同，而用于限制桥梁上部结构水平位移的抗震锚栓，在具体的参数方面也是不相同的。

（1）抗震锚栓的直径

对于抗震锚栓的直径一般通过以下两种方法进行确定：

a．根据锚栓的常规做法，采用直径为22mm的螺纹钢筋，然后代入式（2）、（3）、（4）、（5）和（6）计算，将结果与水平地震力在桥台表面位置处产生的弯矩进行比较，从而验证锚栓的抗弯能力是否满足要求，若不满足然后调整锚栓直径继续计算。

b．通过式（6）计算锚栓若要承受因地震作用产生的水平地震力所需要的锚栓截面面积，进而确定抗震锚栓的直径。

（2）抗震锚栓的长度

在地震作用下，上部结构所产生的水平地震力作用于支座顶面，因此抗震锚栓在桥台外的长度应该大于支座的高度，但太长的话会造成浪费，如果刚好大于支座高度不多，则会在梁底与钢套筒接触部位产生应力集中，而使得这部分混凝土破坏，所以，通常将抗震锚栓桥台外部分的长度定为支座高度与梁体重心位置到梁底距离之和。

3抗震锚栓的抗弯能力分析

根据以上的分析，抗震锚栓作为一种限位装置，它是否能够起到相应的作用，就主要取决于锚栓本身的截面抗弯能力。

3.1抗震锚栓截面抗弯系数计算

根据材料力学理论，抗震锚栓的截面抗弯系数主要取决于锚栓截面惯性矩。

（1）锚栓截面惯性矩计算

锚栓截面惯性矩可以根据下式进行计算：

（2）

式中：d为锚栓的计算直径。

（2）抗弯截面系数计算

结合式（2），锚栓截面惯性矩可以根据下式进行计算：

（3）

3.2抗震锚栓截面抗弯能力计算

由截面法可知，杆件上的任一横截面上将只有弯矩M，其数值等于外力矩M。杆件横截面上正应力的计算公式：

（4）

式中： ―横截面上任意一点的正应力；

―横截面上的弯矩；

―所求应力点到中性轴z的距离；

―横截面对中性轴z的惯性矩。

在上式中，若将各个数值取杆件截面上的最大值，则横截面上的最大正应力为：

（5）

若令

则

即 （6）

式中：―锚栓截面抗弯承载力；为锚栓截面最大正应力，取锚栓钢筋的屈服强度值。

4.小结

通过理论分析，本文得出以下几点结论：

（1）由于地震作用和桥梁上部结构本身特性，对于空心板桥，通过设置抗震锚栓可以有效的防止桥梁上部结构在地震作用下产生过大的滑移，导致桥梁整体结构的破坏。

（2）通过计算抗震锚栓的抗弯能力，可以确定抗震锚栓的截面面积。

参考文献

[1]公路桥梁抗震设计细则（JTGT B02-01-2008）[S].

[2]自旋锚管的抗弯性能分析研究[J]陕西煤矿,2010,(04).

公路抗震设计细则篇6

关键词：桥梁抗震设计，分级设防，延性抗震准则，抗震加固，现状，发展趋势

Abstract: the article introduces the large span bridge seismic design research, and put forward the bridge in seismic design process to be followed in some design principles and Bridges, reduce, the effective measures of isolation, and points out that the reasonable structure form and success of the seismic design can greatly reduce and avoid the generation of earthquake damage, which is very good to the shock and bridge structure seismic effect. At the same time also on domestic main earthquake damage and bridge are introduced, and looks forward to the seismic strengthening technology research bridge the development trend.

Keywords: bridge seismic design, grade fortified, ductility seismic standards, seismic strengthening, the current situation, development trend

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1引言

地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害之首。我国位于世界两大地震带：环太平洋地震带和欧亚大陆地震带之间，板内地震也十分活跃，因此，地震频繁发生。因地震而死亡的人数居各种自然灾害之首，约占54%，造成直接和间接经济损失十分巨大。特别是我国唐山大地震(1976年)和汶川大地震（2008年），使整个城市成为一片废墟。

随着我国现代化城市和经济的飞速发展，交通线路的重要性越加突出，公路交通是国民经济大动脉,同时,也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪，将会给国家和人民带来极大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽，对其进行有效的抗震设计，确保其抗震安全性意义深远。

2大跨度桥梁抗震设计研究进展

大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作，反应比较复杂，相应的抗震设计也比较复杂。目前，国内外现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的桥梁，超过使用范围的大跨度桥梁则没有可遵循的抗震设计规范，存在许多需要进一步解决的问题。

近30年来，美国、日本等一些国家的地震工程专家提出了分级设防的抗震设计思想，一般可概括为：小震不坏、中震可修、大震不倒。我国《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须抗震设防。1997年美国应用技术委员会完成了一个科研项目(ATC-18)，提出了改进美国公路桥梁抗震设计规范的若干建议[1]。其中，最主要的建议是要采用两水平的抗震设计方法，即要求结构在两个概率水平的地震作用下，分别达到两个不同的性能标准。现行的日本规范已采用这一方法。

1975年，新西兰学者Park和Pauty提出了结构延性抗震设计理论中一个重要思想[2]――能力设计思想。在桥梁抗震设计中，为了使地震造成的破坏易于检查和维修，通常把桥墩选为延性构件，要求弯曲塑性铰出现在地面以上桥墩部分的顶部或底部，上部结构和地面以下的基础结构为能力保护构件。能力设计思想已越来越广泛地被国内外专家学者所接受。

3抗震设计

“小震不坏，中震可修，大震不倒”的分类设防抗震设计思想已广为接受，而能力设计思想也越来越广泛地被国内外专家学者所接受。能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配，以保证地震破坏只发生在预定的部位，而且是可控制的。具体来说，要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力；而不利的塑性铰位置或破坏机制（脆性破坏）则要通过提供足够的强度加以避免。

大跨度桥梁的抗震设计应分两阶段进行：1)在方案设计阶段进行抗震概念设计，选择一个较理想的抗震结构体系；2)在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计，并根据能力设计思想进行抗震能力验算，必要时进行减、隔震设计提高结构的抗震能力。

3.1抗震概念设计

对结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难控制结构的抗震性能，因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此，在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，还应考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。

在抗震概念设计时，为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，要特别重视上、下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，过渡孔处连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏，如剪切破坏。同时，为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系，必须进行简单的分析(动力特性分析和地震反应评估)，然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位，并进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后，根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣，决定是否要修改设计方案。

3.2延性抗震设计

桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：1)对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；2)对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复，直到通过抗震能力验算，或进行减、隔震设计以提高抗震能力。

在目前的结构抗震设计中已普遍采用延性抗震准则，其表达式为：

μ≤[μ]

其中，μ和[μ]分别为实际和允许的延性比，这是在延性抗震设计中使用最广泛的破坏准则。

结构关键截面(塑性铰)的曲率延性系数一般远远大于结构的位移延性系数。这是因为一旦屈服出现，进一步的变形主要依靠塑性铰的转动。塑性铰区的横向钢筋配置要同时满足保证截面的延性和保证纵向钢筋不压溃屈曲这两个要求。在这一方面，目前我国的规范还相当不足，可参考国外规范进行。美国AASH-TO规范和欧洲规范对体积含箍率的规定比较一致，特别是欧洲规范对横向约束钢筋的配置有非常详细的配置。

3.3桥梁减、隔震设计

减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是通过增大结构主要振型的周期使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。在进行抗震设计时，要根据结构特点和场地地震波的频率特性，通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案，合理分配结构的受力和变形。一方面，应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力上，不可过分追求加长周期。另一方面，应选用作用机构简单的减、隔震体系，并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。

大量研究表明，最适宜进行减、隔震设计的情况主要有：1）桥梁墩柱较刚性，即自振周期较小；2）桥梁很不规则，如墩柱的高度变化较大，有可能导致受力不均匀；3）预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量，而低频分量的能量较少（浅震、近震、岩石地基）。因此，要根据结构特点和场地地震动特点决定是否要进行减、隔震设计，以及采取什么减、隔震装置。

近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能，已在多座桥梁中得以应用。有研究表明：将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力，又能有效地控制梁移及墩、梁相对位移。

4 抗震加固技术

在决定一座桥梁是否如何加固以前，应先评估其抗震能力。主要是先决定墩柱的破坏形式及墩柱的最大延性能力，其次计算整体屈服的地震加速度及整体的最大延性能力，最后算出桥梁的抗震能力Ac值。

4．1 桥梁震害介绍

从历次破坏地震中，调查得到的公路桥梁震害产生的主要原因有以下几类：

(1) 支承连接件失效――由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移，使支承连接件失效，上部与下部结构脱开，导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力，下部结构将遭受严重破坏。

支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题，目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。

(2) 下部结构失效――主要是指桥墩和桥台失效。桥墩和桥台如果不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力，就会开裂甚至折断，其支承的上部结构也将遭受严重的破坏。

钢筋混凝土柱式桥墩大量遭受严重损坏，是近期桥梁震害的一个特点。其原因主要是横向约束箍筋数量不足和间距过大，因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲。目前的解决办法是通过能力设计和延性设计，使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位，其余结构保持弹性。

(3) 软弱地基失效――如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱，下部结构就可能发生沉降和水平移动。如砂土的液化和断层等，在地震中都可能引起墩台的毁坏。

地基失效引起的桥梁结构破坏，有时是人力所不能避免的，因此在桥梁选址时就应该重视，并设法加以避免。如果无法避免时，则应考虑对地基进行处理或采用深基础。

4．2研究现状

针对桥梁在地震中的震害类型，目前，国内外桥梁抗震加固主要采取以下技术措施：

(1) 在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施，以防止落梁震害的发生；

(2) 增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害；

(3) 采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座等。

对隔震而言，利用周期、阻尼与位移等相依变量进行参数分析，配合加固目标的订定，最后提出结合位移设计法的隔震装置加固设计程序。隔震装置的分析采用铅芯橡胶支座(LRB)以及摩擦单摆支座(FPS)两种。

对减震而言，亦可结合位移设计法进行减震加固设计。可使用替代结构法，将结构以等效劲度及等效阻尼比以线性迭代的方式来进行粘滞性阻尼器(vis-cous damper)的加固设计。

4．3 发展趋势

国内外地震工程研究人员总结了近年来国内外的震害资料，开始检讨过去单纯“强度抗震”设计的指导思想，研究考虑基于性能的抗震设计原则。基于性能的设计(performance-based seismic design)被广泛的认为是未来结构抗震设计规范的基本思想。抗震设计的性能指标，可以是单一指标，也可以是多指标或组合指标。

从桥梁震害调查中发现，遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构，绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此，国外主要的多震国家，开始强调桥梁结构整体的延性能力，其它一些国家则在原有规范的基础上，也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力，并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力。

从加固的对象上来看，美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家，已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。

在研究手段方面，整个抗震工程学都出现了越来越重视和依靠地震模拟试验的发展趋势。应该注意到现在的试验已经不再是传统意义上的简单试验，而是和现代科技融为一体的高科技试验。

4结语

大量的震害表明，合理的结构形式和成功的抗震设计可以大大减轻甚至避免震害的产生。随着对地震机理认识的逐步加深，提高和完善桥梁结构物的各项功能，以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善，可以很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。而桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础，建议针对我国公路桥梁的特点，得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术，并推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。

参考文献：

[1]N.M纽马克.地震工程学原理[M].叶耀先，译.北京:中国建筑工业出版社，1986.

[2]袁万城，范立础.高强混凝土结构的延性抗震设计[J].同济大学学报，1994，22(4):445-450

[3]范立础，胡世德，叶爱君.大跨度桥梁抗震设计.北京:人民交通出版社，2001.4

公路抗震设计细则篇7

关键词：路桥工程；抗震理念；地震

地震是一种较为常见的自然灾害。高级别地震不仅会导致人员伤亡，还会对地面建筑物造成严重破坏。无论是道路还是桥梁，受地震的影响，均会发生结构断裂、塌陷的情况，对交通运行造成严重影响，同时阻碍社会经济的发展。所以，提高道路桥梁工程的抗震能力十分必要。设计阶段需要充分利用抗震理念，有效提升工程抗震性能，为人们的安全出行提供保障。

1桥梁工程震害及原因

1.1基础破坏

受地震的影响，桥梁易出现不同程度的损害，主要包括基础变形、位移、沉降、扭曲及开裂等。地震中多数倒塌与基础失效、砂土液化关系密切。砂土液化主要指饱和粉细砂不具备原有的抗剪能力，处于流动的状态［1］。基础破坏主要包括剪切破坏和弯曲破坏。如果桥梁截面剪切弯矩超过自身强度，截面便会出现裂缝。在地震荷载的作用下，桥梁结构易发生变形，变形严重时将导致桥梁混凝土脱落、内部混凝土崩裂及钢筋屈服等，造成桥梁结构承载能力下降，引发弯曲破坏。如果地基承载力下降，上部土层的桥墩也会发生程度不一的倾斜、滑移等。如果地震的强度较大，土体结构也会发生变化，强度下降，引发不均匀沉降。如果内力重新分布，将会导致结构塌陷，不但会阻塞河流，而且会导致水位上升。此外，桩柱埋入深度不足也会导致桥墩受损［2］。

1.2墩柱破坏

墩柱抗弯破坏的主要原因是延性不足，横向约束箍筋配置不足，间距过大，搭接失效，纵筋过早切断。墩柱剪切破坏的主要原因是抗剪强度不足，横向箍筋配置不够。

1.3支座破坏

在桥梁抗震减伤的需求方面，支座的设计未得到设计人员的充分重视。在桥梁结构中，连接与支挡之间的构造措施不足。同时，桥梁建设过程中多存在支架材料质量不佳、型号不符等问题，对抗震效果造成了严重影响。如果支座失效，导致梁体间或梁、墩台间位移较大，将引发伸缩缝、挡块破坏甚至落梁。

2路桥抗震设计理念

我国路桥抗震设计主要是在日本、美国等发达国家设计规范的基础上进行适当延伸而形成的。从目前我国的具体情况出发，考虑到公路桥梁的重要性和在抗震救灾中的作用，本着确保重点和节约投资的原则，对不同桥梁要求不同的抗震安全度。具体来讲，将公路桥梁分为A、B、C、D这4个抗震设防类别，并按抗震设防类别确定不同的设防标准和设防目标。《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020）规定，E1地震作用下，各类桥梁要在弹性范围工作，结构强度和刚度基本保持不变。E2地震作用下，A类桥梁局部可发生开裂，裂缝宽度也可超过容许值，但混凝土保护层应保持完好，因为地震过程的持续时间比较短，地震后，在结构的自重作用下，地震过程中开展的裂缝一般可以闭合，不影响使用，而结构整体反应还在弹性范围。B类、C类桥梁在E2地震作用下要求不倒塌，且结构强度不能出现大幅度降低，钢筋混凝土桥梁墩柱抗弯承载能力降低幅度不应超过20%。E2地震作用下采用延性抗震设计，并引入能力保护设计原则，确保结构具有足够的延性变形能力，即结构的延性变形能力应大于延性变形需求并有适当的安全储备。通过能力保护设计，确保塑性铰只在选定的位置出现，并且不出现剪切破坏等破坏模式。由于地震发生的随机性，它对桥梁结构的作用也具有随机性。按照地震烈度及规范规定计算地震作用、进行结构强度验算，并不能保证结构绝对安全。如果结构方案不合理，构造措施不当，结构抗震性能是无法达成计算所假定的效果的。这就需要在设计过程中寻找最优的抗震设计方案，以达到抗震设防目标。第一，选择合适的桥位和桥型。在场地地质条件不连续、地震时地基可能产生较大相对位移的地段，不宜修建拱桥。在液化场地或软弱土层场地，桥梁基础应穿过液化土层或软土层。第二，桥梁应尽量采用对称的结构形式和均匀的布置方案。第三，梁式桥一联内各桥墩的刚度不宜相差太大。第四，多联梁式桥相邻联的基本周期不宜相差太大。第五，梁式桥一联内各桥墩刚度相差较大或相邻联基本周期相差较大时，宜采用适当的方法进行调整。第六，梁式桥的矮墩不宜设置固定支座，宜设置活动支座或板式橡胶支座。第七，普通桥梁宜选择完全延性结构，以获得最佳的经济效益。一些关键桥梁通常不宜采用完全延性结构，而应当选择有限延性结构或完全弹性结构，以获得较佳的抗震性能。对结构破坏可能引起社会动荡、造成严重经济损失（包括直接经济损失和间接经济损失）或为国防、救灾提供紧急车辆通行的关键性桥梁，则宜选择完全弹性结构进行抗震设计，以保证结构在小概率发生地震的作用下也能保持正常使用功能。第八，一般的延性抗震桥梁选择塑性耗能机制，即选择结构中预期出现塑性铰的位置。在选择塑性耗能机制时应遵循能量准则，以获得最优的耗能机制，并尽可能使预期的塑性铰出现在易于发现和易于修复的结构部位。

3抗震理念在路桥设计中的应用

以某工程为实例展开分析。该桥梁位于一级公路上，抗震设防类别为B类。

3.1设计过程

3.1.1明确参数。该桥梁工程抗震设防类型为B类，烈度为7度。场地类型为Ⅱ类，抗震措施等级为3级，E1地震作用重要性系数为0.43，E2地震作用重要性系数为1.30，抗震重要系数为0.43，特征周期为0.4s，加速峰值的大小为0.1g（g为重力加速度）。3.1.2抗震结构计算。以单柱墩作为抗震设计的分析对象。通过分析，能够得到支座顶面的纵向地震作用力和上部结构受到横向地震的作用力，明确各自对应的水平位移情况，掌握横桥向和顺桥向的地震作用［3］，最后根据永久作用效果计算弹性状态桥墩的强度值，明确桥墩柱的纵筋配置情况。3.1.3主要构件设计。对桥梁工程来说，墩柱和桩基是承受地震的关键构件。设计时，设计人员需要认真计算各结构的强度。明确桩基础强度后，将E1地震作用作为设计的重要基础，然后计算配筋率。在材料标准强度、最不利轴力的情况下，计算桥梁方向极限弯矩值。根据对应的剪力值和轴力值，对桩基的组合与直径进行合理设计，进而确保桩基础保持弹性状态，以便计算承载力。如果存在与标准不符的问题，要增加配筋率或者桩基。验算墩柱抗剪强度的过程中，以E1地震作用为基础合理设计弹性，在E2地震下进行延性设计，同时对墩柱、盖梁及基础等进行保护设计，计算桥梁、配筋率等相关的极限弯矩值。

3.2抗震设计方法

3.2.1合理选择墩柱截面。墩柱截面和桥梁的抗震能力关系密切，在保证上部结构、墩柱高墩保持一致的前提下，选择4个不同的截面尺寸。E1抗震结构的计算结果如表1所示。通过分析数据可知：如果桥梁的墩高、桥宽及跨径机构明确，使用较大的截面，在实际设计阶段会导致结构中墩柱纵向配筋的数量增加，造成弯矩值增加，对应的基础构件尺寸变大；如果使用小斜面，抗弯强度难以达到规范要求。所以，在实际设计阶段需要提高截面配筋率［4］。截面较大或者较小都难以满足设计要求，需要进行合理的假定验算，并在验算的基础上明确最终使用的截面大小。3.2.2合理选择固定支座。对一联桥梁来说，特别是和桥台连接的一联，结构中的固定支座尽量不要选择矮墩，这主要是因为矮墩的刚度较大，容易对结构抗震性能造成影响。铅芯橡胶支座具有良好的抗震效果，能够有效减少主梁的相对残余位移。3.2.3边梁端设计。在实际设计阶段，需要确保边梁端和墩柱的边缘保持合理的距离，避免地震过程中桥梁发生纵向落梁［5］。为了能够有效预防横向形变，需要在上部结构与桥梁相连的位置设置钢筋混凝土横向限位挡块。采用这一方法，能够有效避免地震灾害导致的水平位移，进而减少落梁风险。3.2.4单柱墩底塑性铰区设计。单柱墩底塑性铰区的密度较高，对长度进行设计的过程中需要根据墩柱截面长边尺寸或者墩柱高的20%进行选择，并比较两个数值，选择其中较大的数值作为加密长度。加密箍筋的最合适间距为0.1m。3.2.5承台和独柱墩下结点的连接设计。对该部位进行设计的过程中，需要确保墩柱垂直配筋和横向箍筋的连续性。在实际设计过程中，需要将墩底纵向柱钢筋延伸至承台的底部位置。图1为设计示意图。在进行路桥抗震设计时，不仅需要做好基础工作，还需要不断更新设计理念。我国路桥抗震设计规范缺乏对国内桥梁与国外桥梁结构传力系统差异性的关注，未对传力路径的差异展开针对性分析，因此不利于全面掌握路桥的实际情况。我国多数桥梁的下部结构为桥墩，日本等国家使用钢支撑，因此在抗震设计中存在一定的问题。此外，传力路径方面在规范和设计中也存在明显的差异。所以，在实际设计阶段，需要充分结合工程的具体情况进行设计。如果发生大地震，需要允许桥梁发生一定程度的损坏，如结构中的支座受损。该过程能够消耗地震形成的大量能量，具有保护墩柱的作用［6］。桥梁结构的支座具有一定的保险作用，对提高工程抗震能力具有积极作用。在实际设计阶段，可以适当利用上部结构和支座之间形成的摩擦消耗一定的能量，最大程度上减少地震对桩基造成的影响［7］。

4结语

抗震性能是评估桥梁工程安全性能的一项重要指标，因此在进行桥梁设计过程中要积极使用抗震理念，有效提高工程的抗震能力。在设计阶段，设计人员需要充分结合工程具体情况做好各环节的设计工作，从而保障桥梁工程的安全性。

参考文献：

［1］郭小土.浅谈中小跨径公路桥梁抗震设计理念［J］.建筑工程技术与设计，2018（23）：1121.

［2］黄钢.分析公路桥梁合理抗震设防理念［J］.四川水泥，2017（12）：53.

［3］吴秋梅.公路桥梁合理抗震设防理念研究［J］.建筑工程技术与设计，2016（15）：1506.

［4］肖飞.公路桥梁抗震设计规范的分析与研究［J］.黑龙江交通科技，2017（11）：104.

［5］郭高洁.桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法［J］.四川水泥，2016（7）：83.

［6］洪梓翔.试论路桥工程中桥梁的抗震设计要点措施分析［J］.建筑工程技术与设计，2017（24）：2076.

［7］张明超.探析抗震理念在路桥设计的应用［J］.建筑工程技术与设计，2016（6）：958.

公路抗震设计细则篇8

[关键词]桥梁工程 抗震设计 分析

中图分类号：U442.55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0194-02

一、 前言

近年来，我国地震频发，公路、铁路桥梁等交通工程在地震中遭到了不同程度的破坏，因此如何提高桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分重要。桥梁工程是交通枢纽中的重中之重，强震往往使公路、铁路桥梁遭到严重破坏，不但影响着交通的正常通行，还有可能引发次生灾害，如滑坡、泥石流等等，给交通恢复带来极大的困难。故桥梁抗震设计结合地形、地质条件、构造特点、工程规模及震害经验等因素，确定合理的桥型及墩台、基础形式就显得尤为重要。大量的震害表明，基础震害常使桥梁的修复、加固变得十分困难，甚至无法修复。因此，对于地震区（特别是8度及以上强震地区）的桥梁在场地选择和基础设计时应倍加重视。[1]

二、 提出问题的原因

公路、铁路交通是国民经济发展的命脉，因此，对这些承担着发展地区经济使命的桥梁工程进行抗震设防是非常必要的。但是，由于各国抗震设计规范规定的是最低设防要求，而且仅适用于桥梁跨度不超过150m的梁式桥，所以几乎所有大型桥梁的抗震设计首先需要明确的就是抗震设防标准，如何确定重大桥梁工程的抗震设防标准成为摆在设计人员面前的一个难题。在历次破坏性地震中，支座的震害现象都较普遍；下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌、并在震后难以修复使用的主要原因。而桥梁震害产生的原因有两大类，一类是地基失效引起的破坏，另一类是结构的强烈振动引起的破坏。对于后者，又主要源于两方面的原因：一是结构设计和细部构造以及施工方法上存在缺陷；二是结构遭遇的地震动的强度远远超过人们的估计，结构无法抵御而破坏。要减轻地震灾害，就要采取各种抗震措施，对工程结构进行抗震设防，这就免不了要增加工程的造价，而这些投资往往只能在遭遇设防地震时才能见到效益。[2]

三、桥梁结构抗震设计的理念和原则

1、桥梁结构抗震设计的理念。目前桥梁结构抗震设计的理念为小震不坏、中震可修和大震不倒，也就是说在实际桥梁结构抗震设计中，应该根据桥梁所在区域地震发生的频率，并结合罕见地震对整个桥梁进行多标准的设计。具体来说，设计出来的桥梁在遇到小规模地震的时候，其桥梁结构应该处于弹性阶段，即内部结构不能出现损害或者仅仅出现很轻微的损害，从而保证桥梁在小规模地震时能够正常使用；当设计出来的桥梁遇到中规模的地震时，其桥梁结构将会进入非弹性阶段，即桥梁可能发生部分损害，但应该保证这些损害区域都处于可修复的程度，同时应该在地震后尽快的对桥梁进行修复工作，从而使桥梁尽快的实现其职能；当设计出来的桥梁遇到大规模的地震时，其桥梁结构将会进入弹塑性阶段，即桥梁很可能会发生严重的破坏，但应该保证桥梁不会发生整体的坍塌现象，同时经过快速的维修以后可保证桥梁能够安全的通车。一般情况下，桥梁结构的抗震设计都应该满足以上理念，并根据抗震设防烈度进行相应的抗震措施。

2、桥梁结构抗震设计的原则。在进行桥梁结构抗震设计时，应该遵守七个原则。第一是桥梁结构的抗震设计应该和桥梁施工区域的地质地形、地震灾害情况等各种情况结合在一起，从而选择出最合理的桥型方案；第二是为了增强桥梁的抗震性能，在同一个桥梁设计中应该适量的减轻桥梁上部的重量，从而进一步增强桥梁的抗震性能；第三在进行桥梁结构设计时，应该尽量的使桥梁形体简单，质量均匀、有利于施工作业等，同时还应该尽可能的避免结构截面突变等情况；第四在桥梁结构的抗震设计中，应该采取能够增强桥梁整体性的连接模式，并在各个连接点应该采用相应的减震措施和减震装置，从而提高桥梁在地震发生时的稳定性；第五设计出来的桥梁应该满足经济合理、便于修复等多方面的要求；第六是对于桥梁的抗震，应该在减震和隔震支座方面进行集中探究，同时还应该增强对钢筋混凝土桥墩的计算与分析，从而增强钢筋混凝土桥墩的可靠性；第七是对于一些高墩和大跨的桥梁结构抗震设计，应该进行专门的抗震设计专题探讨。

四、桥梁抗震设计方法

桥梁抗震设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震设计，可以使设计出来桥梁在强度、刚度和延性等指标上达到最佳的组合，使结构能够以最低的成本的实现抗震的目标。

1、 提高结构和构件的强度和延性。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。在不增加自重，刚度一定的前提下，提高结构的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。由于地震可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性不是成功的抗震设计。

2、 体系的整体性和规则性。桥梁的整体结构要协调，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止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。不管是在平面还是在立面上，结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免结构断面的突变。

3、 多阶段设计方法。随着对地震产生机理、地震特性以及地震作用下，各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。

五、 多级设防的抗震设计思想

随着国内外震害资料的不断增加，人们对地震动特性以及地震作用下各类结构的动力响应特性、破坏机理、构件能力的研究和认识也不断加深。而另一方面，由于经济的原因，社会、团体组织对结构在不同水准地震作用下结构预期抗震性能会有不同的要求。这些因素，不断地促进抗震设计思想和方法的发展，由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于性能的抗震设计等。（1）双水准设防、三水准设防两阶段设计近几十年来，美国、日本及我国等国家的地震工程专家先后提出了分类设防的抗震设计思想，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这一抗震设计思想常表示为以下三个要求：在小震（多遇地震）作用下，结构物不需修理，仍可正常使用；在中震（偶遇地震）作用下，结构物无重大损坏，经修复后仍可继续使用；在大震（罕遇地震）作用下，结构物可能产生重大破坏，但不致倒塌。（2）多水准设防、多性能目标的基于性能的抗震设计多次破坏性地震的震害表明：基于不倒塌的抗震设计在保护生命安全方面是比较有效的，但难以避免巨大的经济损失。而且越来越多的学者已认同将来的抗震设计应是基于性能的抗震设计，因此可以说是桥梁抗震设计方法的发展趋势。

六、 国内外的抗震设防水准

国内外桥梁抗震设计规范中规定的抗震设防水准，可以看出美国、加拿大、欧洲规范都采用重现期来描述设防水准。[3]美国AASHTO规范将50年超越概率10%（重现期475年）的地震水平作为设计地震动。给出了2个地震动水准：功能评价地震动（由认可的组织进行确定）和安全评价地震动（由地震危险性分布图得到，重现期1 000～2 000年）。欧洲规范（EC8）设计地震水平近似具有475年的重现期。加拿大抗震设计规范生命线桥梁按1000年重现期的地震进行设计；其他桥梁按设计地震（475年重现期）进行设计。由于当地地理、环境等多种因素，日本并不信任概率法，对于大多数地区准确的重现期是不清楚的。我国公路工程抗震设计规范将50年超越概率10%的地震作为工程抗震设防依据。国内已建的一些大型桥梁工程如南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥、汕头海湾二桥、虎门大桥、南澳大桥、江阴长江公路大桥、南京长江二桥、润扬长江公路大桥以及苏通大桥主航道桥均采用双水准设防。

七、 重大桥梁的设防标准

设防标准是指根据地震动背景，为保证工程结构在其寿命期内的地震损失不超过规定的水平或社会可接受的水平，规定工程结构必须具备的抗震能力和重要性等级。确定抗震设防标准需要自然科学、工程科学以及社会科学多方面的合作，在保证地震安全和最佳经济效益之间寻求最佳平衡点。设防标准包含了设防原则、设防目标、地震危险性、设防参数、设防水准和设防等级等内容，其核心是如何正确解决设防水准与设防原则以及设防目标之间的关系。随着人们对地震认识的深入和震害资料的积累，抗震设防水准由原来的单一设防水准逐渐发展成为双水准、三水准、多水准，并通过研究建立设防水准与设防原则、目标的关系。分级设防的思想是在核电站抗震设计中首先提出的，目的是为了在不同概率水准的地震动作用下保证正常的生产和安全，后来逐步应用到其他重大工程。小震不坏、中震可修、大震不倒是结构抗震中最普遍的分级设防思想。在世界各国抗震规范中，基本上都采纳了分级设防的思想，但是在具体设防要求和实施保障上还存在一定的差异。必须注意到：一般情况下，抗震设计规范只适用于普通桥梁的抗震设计，大型桥梁工程所采用的抗震设防标准一般要略高于普通桥梁，但并不是越高越好。目前，大型桥梁工程具体采用的抗震设防标准，一般参考其他大型桥梁工程已采用的抗震设防标准，并结合工程的重要性、业主自身的经济能力以及所能承受的风险水平来确定。前面提到的国内已建的一些大型桥梁工程均采用了两阶段抗震设计方法，即第一阶段进行设计地震作用下承载力计算，第二阶段为罕遇地震作用下位移、变形验算。随着认知水平的提高，桥梁抗震设防标准也逐渐得到细化和明确。

八、 桥梁结构抗震设计的重点

1、 桥型和桥位的选择。桥梁结构抗震设计应该做好桥位的选择，即桥位应该处在最适合抗震的区域，而不应该选在粘土层等不良土层区域，尤其是在地震断层带等区域。如果因为一些特殊原因，桥位必须设定在这些不良土层区域中，那么应该把桥梁的长度适度的加强，从而保证整个桥台处在土层坚实、稳定性强的土层上，同时对于桥梁的桥墩也应该有更高的要求。在桥型选择方面，应该优先选择抗震性能好的结构，比如连续梁等。

2、 桥梁结构的抗震设计烈度。设计烈度主要是指建筑工程设计时的地震烈度。一般来说，桥梁结构抗震设计中，设计烈度都会按照基本烈度来作为标准，尤其是桥梁的一些重要设计区域还应该经过审批以后提高一级的烈度。根据目前我国桥梁地震灾害的实际情况来看，当基本烈度为七级以下的时候，桥梁一般不会受到太大的地震影响。因此对于基本烈度为七级以下的桥梁，不必可以的进行抗震设计。

3、 桥梁结构的抗震设计方法。对于一般的桥梁来说，其抗震设计都会按照相应规范中的简化方法进行。我国抗震设计规范中所采用的方法为反应谱原理，即结合桥梁的抗震设计烈度和地震荷载，计算出地震发生时桥梁所受到的内力和可能产生的位移，从而进行地震预防。对于一些重要的桥梁结构，应该对其进行必要的地震反应谱分析，分析的方法主要是结合地面振动的速度和相关的力学原理，进行必要的地震动力分析。在分析中如发现建成的桥梁不符合相关的抗震要求，应该进行科学合理的加固方案。对于强烈地震发生区域，桥梁结构抗震设计为了满足经济和实用两方面的要求，可以使桥梁某些不重要的区域出现一些很容易修复的塑性变形，但出于安全考虑，应该增强桥梁主要承重结构，从而保证桥梁的可靠性。除此之外，在桥梁抗震设计方法上，即可以采用较为常用的反应谱法和动力时程分析法，而在遇到高墩和大跨的桥梁结构时，也可以考虑使用行波效应等方法来进行更加科学的抗震设计，从而进一步增强桥梁的抗震性能。

九、抗震措施

1、支座抗震设防措施。一是对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨，应加设防移角钢或设挡轨，作为支座的抗震设计。二是对高烈度区的桥梁设计应在纵向设置一定的消能装置，如采用聚四氟乙烯支座、迭层橡胶支座、铅芯橡胶支座等减、隔震支座以及在梁体与墩台的连接处增加结构的柔性和阻尼，以便共同受力和减小水平桥梁荷载的作用。三是由于拱桥对支座水平位移十分敏感，同时两边桥台的非同步激振会引起较大的伪静力反应，有时甚至会大于惯性力所引起的动力反应，因此要求震区的拱桥墩台基础务必设置于整体基岩或同一类型的场址上，以保证地震时各支座的同步激振。

2、下部结构和基础抗震设防措施。桥梁位置应选在良好和稳定的河段，如果必须在稳定性差的软弱场地的河段上通过时，应尽量采用桥梁中线与河流正交，这样即使地震产生河岸滑移，影响也较小；若采用斜交，地震时极易产生河岸向河心滑移，会使桥梁随之发生错动或扭转破坏。其次，还应注意在主河槽与河滩分界的地形突变处，尽量避免设墩，否则应采取加强措施以减免滑移。另外，桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上，否则软土的液化会加大地震反应和效力。

3、由于工程场地可能遭受的地震的不确定性，以及人们对桥梁结构地震破坏机理的认识尚不完备，因此桥梁抗震设计上还不能完全依靠定量的计算方法。实际上，历次大地震的震害表明，一些从震害经验中总结出来或经过基本内力概念启示得到的一些构造措施被证明可以有效地减轻桥梁的震害，如主梁与主梁或主梁与墩之间适当的连接措施可防止落梁。但构造措施的使用不能与定量的计算结果相矛盾。简单地说，定量的设计计算是桥梁抗震的最基本部分，这包括延性设计概念和减隔震设计概念。构造措施的使用不能导致上述设计结果的失效。桥梁结构地震反应越强烈，就越容易发生落梁等严重破坏现象，构造措施就越重要，因此处于高烈度区的桥梁结构需特别重视构造措施的使用。[4]

十、结束语

随着我国社会经济的发展，人们对于桥梁的质量要求也会有新的内容。而桥梁的抗震设计作为桥梁质量的重要保证，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究，较为系统的探究了桥梁结构的抗震设计，给广大桥梁设计人员带来了操作性较强的实践经验。因此，作为一名优秀的桥梁设计人员，在当下更应该对桥梁结构抗震设计的核心内容进行深入的了解，积极借鉴其他区域关于桥梁结构抗震设计的先进技术经验，给桥梁结构抗震设计的发展做出自己的贡献。

参考文献

[1] 铁路工程抗震设计规范（2009版）GB 50111-2006.北京.中国计划出版社.2009.

[2] 叶爱君.大型桥梁工程的抗震设防标准探讨 [期刊论文]《地震工程与工程振动》，2006年.

[3] 王莹.王灿.国内外桥梁抗震设计规范的发展及对比研究 [期刊论文] 现代交通技术. 2012，9（4）.