大跨度桥梁抗震设计和振动控制的研究与应用现状

大跨度桥梁抗震设计和振动控制的研究与应用现状 史志利 (天津大学建筑工程学院) 周立志 (天津市市政工程设计研究院) 摘 要:本文介绍了大跨度桥梁抗震设计的现状和所面临的困难,指出对大跨度桥梁合理的抗震分析方法应当 进行多点激励随机地震反应分析,并对地震输入问题、 随机地震动场的模拟和地震反应分析方法作了介绍。最 后侧重介绍了结构振动控制技术的研究现状及其在大跨度桥梁中的应用。 关键词:大跨度桥梁 抗震设计 地震反应 振动控制 1 上世纪末几次典型地震及其对桥梁抗 震设计的影响 地震是严重危害人类的一大自然灾害。上世 纪末期的几次发生在城市的大地震,如1971年美 国San Fernando地震(M 61 6) 、1976年中国唐山 大地震(M 71 8) 、1989年美国Loma Prieta地震 (M 71 0) 、1994年美国Northridge地震(M 61 7) 、 1995年日本阪神大地震(M 71 2) 、1999年台湾的 集集地震等,由于桥梁工程遭到严重破坏,切断了 震区交通生命线,造成救灾工作难以开展,次生灾 害加重,从而导致了巨大的经济损失。 其典型的桥 梁震害可以分为以下几类 : (1) 由于砂土液化,地 基下沉,岸坡滑移或开裂而引起的基础破坏 ; (2) 由于桥梁结构形式、 构造或连接措施不当而引起 的落梁等震害 ; (3) 桥梁墩柱本身抗震能力(强度 和延性)不足而引起的破坏 ; (4) 桥梁各支承点的 地面运动不一致(地面运动场的空间变化性)而引 起的震害。此后结构抗震设计愈加受到各国政府 的重视,地震工作者纷纷对现行的抗震设计规范 进行反省和修订,对结构抗震设计提出了一些新 的观点和新的抗震技术。我国也于1998年3月1 日颁布实施 中华人民共和国防震减灾法 。 目前,我国的桥梁抗震设计规范还很不完备, 尤其是城市桥梁抗震设计没有专用规范,只能参 考 公路工程抗震设计规范JTJ004289、 铁路工 程抗震设计规范GBJ111287进行抗震设计,而这 些规范已无法满足现代桥梁大跨度发展的需求, 从内容上来讲,现有规范还是采用 “强度设防” 的 概念(即 “一水准设防,一阶段设计” ), 在目前研究 较多的延性抗震和减、 隔震方面极为不足,振动控 制更是没有涉及到;从适用范围上来讲,公路工 程抗震设计规范 只适用于主跨不超过150 m的 梁桥和拱桥,铁路工程抗震设计规范 虽没有说 明跨径范围,但说明 “对特殊抗震要求的建筑物和 新型结构应进行专门研究设计” 。 这是一个世界性 的问题, 1996年美国颁布的AA SHTO规范(第 16版), 1993年欧洲的EUROCODE8规范、 日本 的道路桥梁规范都存在类似的问题。不过国外对 于大跨度桥梁抗震设计的研究相对于国内来说要 成熟一些。不久我国 城市桥梁抗震设计规范 将 出台,估计将会提出两水平的抗震设计方法和考 虑结构延性抗震的能力设计思想,减、 隔震技术可 能也会被列入其中。 2 桥梁抗震设计与振动控制 在结构抗震研究领域,寻求有效的方法抵抗 地震对结构的破坏是研究的主要课题。目前桥梁 结构的设计方法正从传统的强度理论向延性抗震 理论过渡。延性抗振理论是通过选定部位的塑性 变形来抵抗地震作用。 其依据是:一方面塑性变形 消耗地震能量,减小地震对上部结构的影响,另一 方面塑性铰的出现使得结构的基本周期延长,减 小了地震惯性力。 同以上所述的抗震设计方法不同,结构振动 控制则是通过在结构上安装一些装置来达到消耗 地震能量、 阻止振动在结构上的传播或施加外部 的能量以抵消地震作用对结构的影响的目的。 桥梁抗震设计与结构振动控制的关系如图1 所示。 和中等跨度的普通桥梁相比,大跨度桥梁的 地震反应分析比较困难,抗震设计比较复杂,如地 震输入问题、 高阶振型的影响、 桩2土2结构的相互 作用、 振动控制问题等,加上没有可遵循的抗震设 7 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 计规范,因此大跨度桥梁抗震性能的研究仍然是 桥梁工程界普遍关注的焦点问题。 目前,大跨度桥 梁(如斜拉桥和悬索桥)都是在结构上采取一些耗 能和隔震措施或在主搭安装调质阻尼器控制其强 震时的振动,从而提高其抗震性能。 图1 桥梁抗震设计与结构控制 3 大跨度桥梁地震反应分析研究现状 当前工程结构的设计正从传统的确定性设计 方法向概率设计方法的方向发展。概率设计法是 以结构可靠概率为依据设计方法。从在工程界被 一贯沿用的忽略外部作用和结构抗力实际存在的 随机性的定值概念转向合理计入其随机性的非定 值概念,从长期来主要依靠直观经验确定的安全 系数变为系统地应用统计数学定量给出一定基准 期内结构的失效概率和统一可比的可靠指标,这 是工程设计思想、 概念和方法上的具有重大意义 的突破。 311 地震地面运动场的模拟 地震输入问题是进行结构地震反应分析的前 提和基础,结构的地震反应分析必须以地震场地 运动特性(幅值、 频谱特性和持续时间)为依据。 到 目前为止,这个关键问题还未能很好解决,仍然是 结构抗震设计计算中最薄弱的环节。地震地面运 动在时间和空间上都具有很大的变化性,在传统 的结构地震反应分析中,往往只考虑它们的时间 变化,而忽略其空间变化,即假定各支承点的地面 运动是相同的(一致地面运动)。然而大跨度桥梁 的各支承点由于受局部场地效应、 行波效应、 部分 相关效应的影响,各支承处输入地震波是不同的。 一个典型的例子是在阪神地震中位于震中附近正 在建设的明石海峡大桥。地震时, 1990 m的悬索 桥主缆已经架好,正待吊设钢梁。震后,位于淡路 岛一侧的锚台相对水平位移114 m ,主塔相对水 平位移113 m。相对于1990 m的主跨来说,塔基 的各项位移和转角都很小,主塔结构完好。 但如果 全桥已合拢通车或换一种结构形式,这样的位移 可能会导致很严重的后果。 因此,在地震反应分析 中合理的分析方法应当是把地震过程当作随机过 程,考虑多支承不同激励(多点激励)问题。 目前,多点激励下大跨度结构地震反应分析 主要有两种方法,即相对运动法(RMM)和大质 量法(LMM)。 大质量法通过对质量矩阵主对角元 充大数的方法实现,数学表达式简单,理论上可以 得到精确的结果,但求解过程会遇到一些困难。 相 对位移法把结构位移分成拟静力位移和动力相对 位移两部分,可以得到一些重要的附加信息,有助 于理解结构在多点激励下的性能,且求解相对简 单,因此多点激励下结构地震反应分析多用此法。 国内外许多学者对多点激励地震响应问题进行过 研究,如项海帆(天津永和斜拉桥)、 美国A bdel2 8 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 Ghaffar A. M. (金门大桥)、 A. A. Dumanoglu(欧 洲大跨度箱梁悬索桥)、 胡世德,范立础(江阴长江 大桥)。结果表明,大跨度桥梁的多点激励地震反 应分析问题非常复杂,地震响应与输入的地震动 场特性有很大关系,不同类型的桥梁可能会得到 完全不同的结果。 但有一点是肯定的,一致地面运 动输入并不能控制大跨度桥梁结构的抗震设计, 应该进行多点激励下的地震反应分析。 地震地面运动场的准确模拟是进行多点激励 下结构地震反应分析的前提和先决条件。近年来 研究人员做了大量的工作对地震动场的模拟方法 进行了研究,其模拟方法明显分为两大类:地震学 方法和地震工程学方法。前者的基础是弹性位错 理论和格林函数,注重震源机制和地震物理过程 的模拟。该法在模拟长周期地面运动方面非常成 功,但对高频地面运动的模拟到目前为止还不尽 如人意,有待于进一步研究。 后者的基础是随机过 程理论和地震动参数的经验统计关系,忽略地震 波产生和传播的物理过程,完全依赖于经验统计 的结果。 对于象加速度时程这种主要由中、 高频地 震波所组成的复杂地面运动,依据该法可以直接 在实际样本数据的基础上建立经验关系,大体能 包容地震动的主要特点。但它的准确程度完全依 赖于实际地震记录的丰富程度和可靠性,由于现 有多数强震记录受原先记录仪的影响, 011 Hz以 下的低频部分严重失真,故对低频分量的模拟不 够准确。最近有些学者尝试将地震学和地震工程 学方法结合起来,取长补短,提出了一些模型,虽 然有一定程度的改善,但尚不成熟,仍需进一步研 究。 目前,随机地震反应分析中往往是把地震过 程当作平稳随机过程,国内外许多学者已经提出 了平稳随机地震动过程的功率谱模型。但严格地 说,地震过程是一个非平稳随机过程。 实际的强震 记录是由三个阶段组成的:开始由弱到强的上升 阶段、 持续的强震阶段、 最后是由强到弱的衰减阶 段。每个阶段中,它的统计特性都是不同的。地震 动的非平稳表现为地震强度和频率含量两者都是 非平稳的,即振幅强度非平稳和频率成分非平稳。 然而在随机振动的分析中,常常忽略地震动的频 率成分的非平稳性,这主要是因为在简单连续地 面运动模型中很难引入频率成分的变化,而且频 率成分随时间的变化不易直观地从地震波中看出 来。虽然已经有许多学者将地震激励作为一个振 幅和频率成分非平稳过程来考虑,通过复调制函 数和渐进谱来求解结构的动力反应。但是由于涉 及频率响应传递函数和复调制函数,求解过程十 分复杂,理论上尚不成熟,离工程应用相去甚远。 因此有关专家认为,把地震过程作为一平稳随机 过程可以满足工程设计的需要,没有必要考虑理 论上尚不成熟的振幅强度和频率成分非平稳性的 影响。 312 地震反应分析方法 由于一方面地震动过程本身带有随机过程的 性质,另一方面设计计算中用的地震参数具有不 确定性,所以长期以来发展了两种地震反应分析 方法。一种是以地震运动为确定过程的确定性地 震反应分析,一种是以地震运动为随机过程的概 率性地震反应分析。 确定性分析法目前在工程实践中有广泛的应 用,在世界各国的桥梁抗震设计规范中被普遍采 用,它主要包括静力法、 动力反应谱法和动态过程 分析法。反应谱法只能得到结构反应的最大值而 无法知其随时间的变化过程。动力时程分析法的 主要缺点:一是计算效率低,为了得到结构反应的 统计结果,必须对多条地震波进行分析,计算工作 量大;二是计算结果过分依赖于所选取的加速度 时间历程曲线,用在同一地震中相隔不远的几个 观测站记录到的若干条地震记录曲线进行时程积 分计算,得到的响应可能相差若干倍。 基于随机地震动场的概率性地震反应分析方 法在近几十年来得到了特殊的重视。该法建立在 地面运动统计特征的基础上,提供了对响应的统 计度量,而不受任意选择的某一个输入运动的控 制。 但通常认为此方法数学处理比较复杂,计算量 很大,所以难以实际应用,迄今未被工程界普遍认 可。 继续寻求这一问题的解决,仍然是各国工程界 十分关注的问题。随着地震危险性概率分析方法 在我国第三代地震烈区划分图中的应用,基于随 机地震动场的结构抗震分析方法必将具有广泛的 应用前景。 我国研究人员近十几年来发展了对于复杂结 构随机振动计算分析的精确高效的计算方法系列 虚拟激励法。 该法可以精确地考虑行波效应、 部 分相关效应、 局部场地效应,乃至非平稳、 非均匀 调制效应等等,计算效率很高,而且自动包含了全 9 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 部参振振型之间以及多点激励之间的相关性,理 论上是随机振动方程的精确解法,为大跨度桥梁 多点激励地震分析开辟了一条有效的途径。 但是, 要使上述方法真正实现其工程应用,还有许多工 作有待完成。最主要的是多点激励随机荷载的确 定和随机响应分析结果的处理。 一般说来,地面各 点自功率谱密度的确定,可以根据现有抗震规范 的反应谱曲线进行推算。 在这方面,国内外都已有 不少研究。 这样做不但简单,而且按随机振动方法 及按规范反应谱方法所输入的地震强度是一致 的,这也充分利用了以往几十年地震激励强度研 究上所取得的丰富成果。对于大跨度桥梁需要进 一步解决的问题是,地面激励之间相关程度的定 量描述,以及地面视波速的确定。 这方面已有了一 些方法,但总的来说还需要进一步研究。 4 大跨度桥梁结构振动控制 411 结构控制技术的发展 计算出结构的地震反应后,作为工程设计人 员,所面临的主要问题就是如何采取措施,控制结 构不致产生过大的内力和变形。传统做法大多是 加大结构构件的断面尺寸、 增大配筋或采用新材 料,通过提高其刚度和强度或设计预定部位的延 性来满足抗震要求。该法允许很大的地震能量从 地面传递给结构,而抗震设计主要是考虑如何为 结构提供抵抗这种地震作用的能力。尽管通过合 理的抗震设计可以确保结构的整体性和防止倒塌 的发生,但结构构件的损伤不可避免,而且这种做 法往往会增加投资,影响建筑物的美观和使用功 能。随着科学技术的进步,桥梁结构正朝着大跨、 高强、 轻质的方向发展,使得传统的抗震设计方法 已无法满足社会进步和经济发展的要求。 因此,很 多工程技术人员和科研工作者对此进行了广泛而 深入的研究,结构振动控制技术应运而生。 振动控制的研究最早在二十世纪初始于机械 工程,而后发展到航空航天和运输工程。 在土木工 程界是由J. P. Yao在1972年首先系统地提出来 的,其后日益受到土木工程界的重视。 他应用最优 控制理论,在结构上安装一些控制系统。 受到地震 或风荷载激励时,这些控制系统产生控制力,显著 降低结构的动力反应。控制系统的基本元件为传 感器、 处理器和作动器。 传感器感受结构反应或外 部激励的变化信息,处理器接受这些信息并依据 一定的控制算法计算所需控制力,作动器产生所 需控制力并作用到结构上,从而实现对结构的控 制。一般来说,可以按以下方法分类 : (1) 根据有 无外部能源输入,可分为被动控制、 主动控制、 半 主动控制和混合控制四大类。被动控制系统无需 外部能源驱动,单纯依靠控制装置与受控结构的 相互作用提供控制力;主动控制系统需要大功率 的外部能源驱动作动器,控制力由测量到的外部 激励或结构响应决定;半主动控制系统,只是在结 构反应(位移)达到界限值时,施加少量能量,使控 制系统切换工作状态,其稳定性和可靠性好;混合 控制系统,在受控结构上同时施加主动和被动控 制,作为整体分析其响应,以克服纯被动控制的应 用局限,减小控制力,同时减小外部控制设备的功 率、 体积、 能源和维护费用,增加系统的可靠性。 (2)根据控制力调整方式的不同,可分开环控制、 闭环控制和开闭环控制三大类。开环控制仅根据 外界荷载变化调整控制力;闭环控制根据受控结 构的反应值调整控制力;开闭环控制则同时感受 外界荷载和受控结构的反应来调整控制力。 与传统的抗震设计方法相比,结构振动控制 技术以较小的经济代价、 灵活的控制策略和控制 装置,有效降低受控结构的动力响应和罕遇荷载 作用下的破坏程度。结构振动控制理论的发展及 工程实践,标志着结构对策由传统的结构分析、 结 构设计两个阶段发展到结构分析、 结构设计和结 构控制三个阶段。 412 大跨度桥梁结构控制研究现状 经过二十多年的研究,结构振动控制在模型 研究、 理论研究、 控制装置的开发等方面已经取得 了可喜的进展,但仍然存在许多问题有待解决。 目 前,以改变结构频率为主的隔震技术和隔震结构 的设计理论已趋于完善,以增加结构阻尼为主的 耗能减震理论与技术已趋于成熟,并逐步在实际 工程的抗震抗风设计中得到应用。 目前桥梁工程中发展相对成熟、 实际应用广 泛的减隔震技术就属于被动控制技术的一种。它 是通过采用减隔震装置来增加柔性和阻尼,尽可 能地将结构与地震地面运动分离开,大大减小传 递到上部结构的地震和能量。为了降低结构所受 地震的影响,将结构与地面隔离开的想法由来已 久,有记载的可以追溯到十九世纪末、 二十世纪 初。第一个基底隔震结构是由日本人Kaw ai建成 01 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 的自己的住宅。 对后人影响较大的则是1921年建 成的日本东京帝国饭店。第一个使用橡胶支座隔 震的建筑是1969年建成的南斯拉夫斯考比市的 Pestalozzi小学。 其他形式的隔震装置则是在七十 年代以后才开始应用于实践。 我国是从1965年开 始对橡胶支座进行研究并逐渐投入使用的。目前 我国桥梁中广泛采用的支座有板式橡胶支座、 盆 式橡胶支座和聚四氟乙烯滑板支座等。到目前为 止,世界上已有数百多座桥梁采用了不同形式的 基础隔震和部分隔震的方法。常用的隔震器和阻 尼器有: 隔震器 叠层橡胶支座 普通叠层橡胶支座 铅芯叠层橡胶支座 高阻尼叠层橡胶支座 螺旋弹簧支座 滑动支座 阻尼器 弹塑性阻尼器 粘性阻尼器 油阻尼器 干摩擦阻尼器 近几十年来,国内外许多学者对各种类型的 减隔震装置进行了动力特性研究,建立了分析模 型,取得了丰硕的成果。 对于隔震桥梁的分析方法 目前各国采用的仍然是确定性的分析方法(单自 由度、 多自由度反应谱法和非线性动力时程分析 法)。 被动调谐质量阻尼器(TMD)提出的时间虽 然相对较晚,但理论研究也相对成熟,应用尤其是 在高耸建筑结构上的应用也较为普遍。其基本原 理是通过一个质量块的运动来减小另一个质量块 的运动。 在桥梁界仍然处在理论和实验研究阶段。 许多学者把TMD应用于大跨度斜拉桥和悬索桥 主塔的振动控制,并进行了地震反应分析。 已有的研究表明,被动控制的主要缺点是控 制效果有限,而且被动控制系统对地震的频域特 性非常敏感,有时甚至会产生负面影响。 理论上最 为有效的控制方法是主动结构控制。 主动控制就是控制系统通过施加外部的能量 来控制或改变结构的运动。 尽管大跨度桥梁(斜拉 桥)的主动控制在上个世纪七十年代末就已经提 了出来,但对它的研究仍是大大落后于对高耸结 构的主动控制。 只是因为最近十年来,破坏性地震 的频繁发生,使人们重新认识到桥梁控制的重要 性,其研究才重新受到重视,在理论和模型试验方 面开展了一些工作。 目前,全桥模型主动控制地震 动力分析方法的研究还很少,已有的研究大多也 局限于单自由度的简单模型或仅对桥梁的某一部 分(如索、 桥面板、 桥墩等)单独进行控制研究。它 们的研究主要集中在主动调谐质量阻尼器(A T2 MD)和主动联杆控制(A ctive Tendon Control)。 A TMD系统是在TMD的基础上增加了主 动控制系统而形成的,通过施加主动控制力,克服 TMD系统对地震运动频率特性敏感的缺点,从 而提高减震效果。A TMD主要用来控制主塔和桥 面板的地震响应。M iyata et al . (1996)对A kashi2 Kaikyo悬索桥进行了地震反应分析, 3个50 tA TMD分别被安装在两个塔顶和主跨跨中。 Paulet2Crainiceanu(1998)基于线性优化控制对 Tatara斜拉桥进行了地震反应分析,横向地震激 励下, 3个80 t A TMD分别被安装在主跨跨中和 距距中7112 m的地方, 4个40 t A TMD分别被 安装在塔顶,纵向地震激励时,增加4个40 t A T2 MD,安装在主塔一半高度处。最近两年,对大跨 度斜拉桥和悬索桥A TMD控制的研究越来越深 入,成果也越来越多。 主动联杆控制系统主要是通过改变联杆的拉 力从而改变结构的运动特性。在大跨度斜拉桥和 悬索桥中,主动联杆控制系统主要安装在拉索的 锚固端附近,用来控制索本身由于风或雨引起的 振动和动力荷载作用下桥面板(或桥塔)和索之间 的参激振动,通过改变索的拉力,改变索的运动特 性,从而控制整个桥梁的振动。 一个典型的控制装 置如图2所示。 过去几年里,很多学者对索的振动特性进行 了理论研究,相应地也提出了一些控制措施,如设 置附加横索以增加索的刚度和阻尼、 在索外安装 带双螺旋肋的套管以减小风或雨激振动、 在索端 钢导管处设置小型橡胶阻尼器以及在靠近桥面板 锚固端一侧安装外置的粘弹性阻尼器等。 隔震与耗能减震的被动控制方法构造简单、 造价低廉、 易于维护且无需外界能源支持,但其控 制效果和适用范围有限;主动控制方法虽然控制 效果好、 适应性强但系统构造复杂、 造价昂贵、 需 要大功率的外部能源支持,且在强震强风发生时 无法保证其可靠与稳定;混合控制系统本质上仍 是一种完全主动控制技术,仍然需要大量的外部 11 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 图2 主动联杆控制装置 能源输入。 近几年来,随着智能材料(电流变流体ER、 磁流变流体M R、 形状记忆合金等)的出现,半主 动控制已成为土木工程界关注的焦点。半主动控 制系统综合了主动控制与被动控制的优点,既具 有被动控制系统的可靠性,又有具有主动控制系 统的强适应性,它不需要大功率的外部能源支持, 少许的能量输入就可以得到与主动控制近似的控 制效果。其构造简单,稳定性好,需要的外部能源 输入很小,即使地震时外部能源失效,仍可以充当 被动阻尼器,起到被动控制的效果。且体积小,易 于监测和维护。目前半主动控制技术正处于理论 研究和装置开发阶段,不久的将来必将广泛应用 于高层和大跨度结构的振动控制。 (收稿日期: 20022032 20) 我国公路主骨架将在2010年内完成 从交通部获息,我国公路主骨架 “五纵七横” 将在提前10年建成的基础上,再提前23年,即在 2010年内完成。我国公路、 水路交通运输的紧张状况将于近期实现明显缓解,对国民经济发展的制约状 况也将有明显改善。 我国公路主骨架包括总长约315万km、 纵贯东西和横穿国境南北的 “五纵七横”12条主要由高等 级公路组成的国道主干线,其贯通首都和直辖市及各省(自治区)省会城市,将人口在100万以上的所有 特大城市和人口在50万以上大城市中的93%连接在一起,使贯通和连接的城市总数超过200个,覆盖 的人口约6亿,占全国总人口的50%左右。 公路主骨架是全国公路网的主动脉,可基本适应城市间快速旅客和货物运输的需求,加快我国工业 化和城市化的进程。 国道主干线建成后,随着交通量的增长,安全保障、 通讯信息和综合管理服务设施的逐步完善,车辆 行驶速度可以比现有国道平均车速提高一倍以上。 大中城市间、 省际间和区域间将形成现代化的快速公 路运输网络。全国公路网的运营效率和效益将有很大的提高。公路运距在400500 km的可以当日往 返, 8001000 km的可以当日到达。 目前,“五纵七横” 的总体进度比较快,到今年底预计可建成7515%。目前在建的占2014% ,尚有 4355公里未开工,占1212%。 淮安翔宇大道建成通车 江苏省淮安市区中心小渡口广场通往板闸立交的6176 km长, 80 m宽的一条崭新的现代化大路 翔宇大道于2002年7月1日建成通车。 21 城市道桥与防洪 第4期2002年12月 Urban Roads Bridges & Flood Control (Quarterly Publication) Number 4,December 2002 CONTENTS REPORT ON A SPECIAL TOPIC Study and Application ofW ater2Proof Technology for U rban Bridge Structures M u X iangChun(1) Abstract: Thew ater2proof technology for urban bridge structures is a new topic in China. The pa2 per summarizes the course and the present situation of the w ater2proof technology application for the urban bridge structures in China. The paper also puts forw ard the relevant suggestions of the w ater2proof technology development.It provides the significant view s for reference on the w ater2 proof technology development of the urban bride structures in China. Keyword: bridge structures, w ater2proof technology, study, application, suggestion Present Situation of Study and Application of Seism ic Design and V ibration Control of Long2Span BridgesS hi ZhiL i,Zhou L iZhi(7) Abstract: The paper introduces the present situation and the difficulty of seism ic design of long2 span bridges.It points out that multi2point excitation random earthquake reaction analysis shall be made for the rational seism ic analyticmethod of long2span bridges .It also introduces the input problem of earthquake, the si mulation of random earthquake ground motion and seism ic reaction analytic method. A t last, it introducesmainly the present situation of the study on the structural vibration control technology and the application in long2span bridges. Keyword: long2span bridges, seism ic design, earthquake reaction, vibration control Opti mum Selection of Types of XinZhuang Grade Separation in Shanghai W ang YuX iu,H uang D aJ ian(13) Abstract: Shanghai XinZhuang Grade Separation is located in the w est2south section of Shanghai Outer R in