公路桥梁震害与抗震设计技术交流

公路桥梁震害与抗震设计技术交流

1总则

2术语、符号

3基本要求

4场地和地基

5地震作用

6抗震分析

7强度与变形验算

8延性构造细节设计

9特殊桥梁抗震设计

10桥梁减隔震设计

11抗震措施

附录A梁桥结构基本周期的近似公式

附录B圆形和矩形截面屈服曲率和极限曲率计算

附录C功率谱法的实施原则

附录D粘性填土的地震土压力计算公式根据交通部：“关于下达1999年度建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知”（交通部公路发[1999]82号），由重庆交通科研设计院组织对《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）桥梁抗震设计部分进行修订，编写《公路桥梁抗震设计细则》。修订后的《公路桥梁抗震设计细则》共有11章4个附录。修订的主要内容包括：

1扩大了适用范围，增加了非规则桥梁的抗震设计内容；对斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥给出了抗震设计原则和有关规定；增加了减隔震桥梁的设计原则和有关规定。

2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。

3补充、细化了场地和地基部分的有关规定。

4修订了地震作用部分，修订了水平设计加速度反应谱，反应谱周期由5s增加到10s，增加了场地系数、阻尼调整系数、竖向设计加速度反应谱等内容，增加了地震作用分量组合、设计地震动时程等有关规定，取消了综合影响系数。补充修订了地震土压力计算公式。

5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。

6增加了抗震分析建模原则和抗震分析方法等有关规定。

7修订了抗震措施的有关规定。1总则

1.0.1

为贯彻执行《中华人民共和国防震减灾法》，实行预防为主的方针，减轻公路桥梁的地震破坏，保障人民生命财产安全，减少经济损失，更好地发挥公路交通网的功能及其在抗震救灾中的作用，特制定本细则。

1.0.2

本细则主要适用于单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥，可参照本细则给出的抗震设计原则进行设计。

1.0.3按本细则进行抗震设计的桥梁，依据本细则第3.1.1条进行分类，其抗震设防目标是：

当桥梁遭受E1地震作用时：各类桥梁一般不受损坏或不需修复可继续使用。

当桥梁遭受E2地震作用时：A类桥梁可发生局部轻微损伤，不需修复或经简单修复可继续使用；B类、C类桥梁应保证不致倒塌或产生严重结构损伤，经加固修复后仍可继续使用。

参照国外桥梁抗震设防的性能目标要求，同时考虑了和原《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）中桥梁抗震设防性能目标要求的延续性和一致性，本细则规定，A类桥梁的抗震设防目标是中震（E1地震作用，重现期约为475年）不坏，大震（E2地震作用，重现期约为2000年）可修，B、C类桥梁的抗震设防目标是小震（E1地震作用，重现期约为50-100年）不坏，中震（重现期约为475年）可修，大震（E2地震作用，重现期约为2000年）不倒，D类桥梁的抗震设防目标是小震（重现期约为25年）不坏。需要指出的是，对于B、C类桥梁，其抗震设计只进行E1地震作用下的弹性抗震设计和E2地震作用下的延性抗震设计，满足了这两个阶段的性能目标要求后，中震（重现期约为475年）可修的目标即认为已隐含满足。因此，本细则实质上是采用两水平设防，两阶段设计。1.0.4抗震设防烈度为6度及以上地区的公路桥梁，须进行抗震设计。

A类、B类和C类桥梁须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计。D类桥梁只须进行E1地震作用下的抗震设计。抗震设防烈度为6度地区的B类、C类、D类桥梁，可只进行抗震措施设计。

1.0.5

本细则适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区的公路桥梁抗震设计。抗震设防烈度大于9度地区的桥梁和有特殊要求的大跨径或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，按有关专门规定执行。

1.0.6

抗震设防烈度须按国家规定权限审批、颁发的文件（图件）确定。一般情况下，抗震设防烈度可采用现行《中国地震动参数区划图》规定的地震基本烈度。对桥址已作过专门地震安全性评价的桥梁，应按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。2术语、符号

2.1.1抗震设防烈度

按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

2.1.2

抗震设防标准

衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和公路桥梁使用功能的重要性确定。

2.1.4E1地震作用

工程场地重现期较短的地震作用，对应于第一级设防水准

2.1.5E2地震作用

工程场地重现期较长的地震作用，对应于第二级设防水准

2.1.7

设计基本地震动加速度

重现期为475年的地震动加速度的设计取值。

2.1.13

抗震概念设计

根据地震灾害和工程经验等归纳的基本设计原则和设计思想，进行桥梁结构总体布置、确定细部构造的过程。

2.1.14

弹性抗震设计

不允许桥梁结构发生塑性变形，用构件的强度作为衡量结构性能的指标，只需校核构件的强度是否满足要求。

2.1.15

延性抗震设计

允许桥梁结构发生塑性变形，不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，同时要校核构件的延性能力是否满足要求。2.1.22常规桥梁

常规桥梁包括单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。

2.1.23特殊桥梁

特殊桥梁包括斜拉桥、悬索桥、单跨跨径150m以上的梁桥和拱桥。3基本要求

3.1桥梁抗震设防分类和设防标准

3.1.1

公路桥梁应根据公路等级及桥梁的重要性和修复（抢修）的难易程度，分为A类、B类、C类、D类四个抗震设防类别。A类桥梁是指单跨跨径超过150m的特大桥，B类桥梁是指除A类以外的高速公路和一级公路上的桥梁及二级公路上的大桥、特大桥等，C类桥梁是指A类、B类、D类以外的公路桥梁，D类桥梁是指位于三、四级公路上的中桥、小桥。

(长桥？互通及其桥梁？降低了三级公路上桥梁的标准？

跨径不大但结构复杂且重要的桥梁的抗震目标如何保证？

唯一通道的抗震要求如何保证？)从总体上看，原原《公路工程抗震设设计规范》（JTJ004-89）的抗震设防分分类和设防标准准是基本合理的的。具具体来来讲，将公路桥桥梁分为A、B、C、D四个抗震设防类类别，其中A类为单跨跨径超超过150米的特大桥，B类涵盖了原规范范的A、B类，C、D类同原规范一致致。设防标准基基本维持和原规规范相当的水平平。但本细则在在抗震设计方法法上有大的改变变，采用两水平平设防，两阶段段设计。第一阶阶段的抗震设计计，采用弹性抗抗震设计，第二二阶段的抗震设设计，采用延性性抗震设计方法法，并引入能力力保护设计原则则。通过第一阶阶段的抗震设计计，即对应E1地震作用的抗震震设计，可达到到和原规范基本本相当的抗震设设防水平。通过过第二阶段的抗抗震设计，即对对应E2地震作用的抗震震设计，来保证证结构具有足够够的延性能力，，通过验算，确确保结构的延性性能力大于延性性需求。通过引引入能力保护设设计原则，确保保塑性铰只在选选定的位置出现现，并且不出现现剪切破坏等破破坏模式。通过过抗震构造措施施设计，确保结结构具有足够的的位移能力。3.1.2各类桥梁的设防防标准，应符合合下列要求：1各类桥梁在不同同设防烈度下的的抗震设防措施施等级按表3.1.2-1确定。表表3.1.2-1各类公路桥梁抗抗震设防措施等等级设防烈度桥梁分类67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gA类7899更高，专门研究B类78899≥9C类677889D类6778892各类桥梁的抗震震重要性系数，，按表3.1.2-2确定。表表3.1.2-2各类桥梁的抗震震重要性系数桥梁分类E1地震作用E2地震作用A类1.01.7B类0.43（0.5）1.3（1.7）C类0.341.0D类0.23---注：高速公路和和一级公路上的的大桥、特大桥桥，其抗震重要要性系数取B类括号内的值。。表3-1由原规范的重要要性系数和综合合影响系数计算算出的地震动参参数综合影响系数重要性系数0.200.250.300.330.351.70.34A0.425A0.51A0.561A0.595A1.30.26A0.325A0.39A0.429KA0.455A10.20A0.25A0.30A0.33A0.35A0.60.12A0.15A0.18A0.198A0.21A注:A为设计基本地震震加速度峰值。。表3-2对应表3-1不同重要性系数数和综合影响系系数的重现期（（年）综合影响系数重要性系数0.200.250.300.330.351.750751061291471.33146647685121294047520.61013172022表3-3只考虑重要性系系数时，原规范范各类桥梁设计计地震的重现期期（年）从表3-1~3可以看出，对于于原规范，A类桥梁，考虑重重要性系数和不不同的综合影响响系数，设计地地震动参数在0.340.595A,对应100年重现期的设计计地震动参数为为0.493A，B类桥梁，考虑重重要性系数和不不同的综合影响响系数，设计地地震动参数在0.260.455A，对应75年重现期的设计计地震动参数为为0.426A，C类桥梁，考虑重重要性系数和不不同的综合影响响系数，设计地地震动参数在0.20.35A，对应50年重现期的设计计地震动参数为为0.34A，D类桥梁，考虑重重要性系数和不不同的综合影响响系数，设计地地震动参数在0.120.21A，对应25年重现期的设计计地震动参数为为0.226A。重要性系数年超越概率重现期1.70.048％约2000年1.30.106％约1000年1.00.21％4750.60.673％148由此可以看出，，对于E1地震作用，可通通过引入不同重重要性系数来调调整设计地震动动参数，设计采采用弹性设计并并取消综合影响响系数是恰当的的。对于本细则则A、B、C、D四类桥梁，B、C、D类重要性系数分分别取0.43（0.5）、0.34和0.23，对应的设计地地震动重现期大大约分别为75（100）年、50年和25年，和89规范的设防标准准基本相当，对对于本细则A类桥梁，为保证证较高的抗震设设防水平，重要要性系数取1，设计地震动重重现期约为475年。需要指出的的是，由于本细细则的B类桥梁涵盖了原原《公路工程抗震设设计规范》（JTJ004-89）的A类桥梁和B类桥梁，为和原规范保持持基本一致的设设防标准，本细细则B类桥梁中属于原原规范中A类的桥梁，其重重要性系数取括括号内的值。对于E2地震作用，本细细则A、B、C三类桥梁，B、C类重要性系数取取值和89规范一致，对应应重要性系数为为1.7、1.3和1.0，设计地震动的的重现期大约分分别为2000年、1000年和475年。A类桥梁参考了近近年来国内外特特大跨径桥梁抗抗震设计的设防防标准的具体实实施情况，国内内外近年来设计计的特大跨径桥桥梁，其抗震设设防标准大致是是设计地震动的的重现期为1000-2000年，因此本细则则A类桥梁重要性系系数取1.7，其设计地震动动重现期大约为为2000年。由于原规范范只采用一阶段段设计，通过引引入综合影响系系数来折减地震震力后采用弹性性抗震设计，其其隐含的意思是是允许结构进入入塑性，对结构构的延性性能有有相应的需求，，但在设计上又又没有进行必要要的延性抗震设设计，其延性能能力能否满足延延性需求是不确确定的，这也是是原规范存在的的一个较大的缺缺陷。因此，本本细则对E2地震作用的抗震震设计阶段，对对延性抗震设计计作了明确的规规定，弥补了原原规范的不足。。3.1.3对于破坏后修复复（抢修）困难难的C类、D类桥梁，应提提高一类设防防。对抗震救救灾、经济或或国防上具有有重要意义的的三、四级公公路上的桥梁梁，按国家批批准权限，报报请批准后，，可提高一类类设防。3.1.4立体交叉的跨跨线桥梁，抗抗震设计不应应低于下线桥桥梁的要求。。3.2确定地震作用用的基本要求求3.2.1各类公路桥梁梁抗震设计要要考虑的地震震作用，应采采用所在地区区设防烈度相相应的设计基基本地震加速速度和反应谱谱特征周期以以及本细则第第3.1.2条第2款规定的抗震震重要性系数数来表征。3.2.2公路桥梁抗震震设防烈度和和设计基本地地震加速度取取值的对应关关系，应符合合表3.2.2的规定。表3.2.2抗震设防烈度度和水平向设设计基本地震震加速度峰值值A抗震设防烈度度6789A0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g3.2.3对场址进行专专门的地震安安全性评价时时，除满足现现行《工程场地地震震安全性评价价技术规范》外，确定抗震震设防标准及及地震作用时时还应满足本本细则的相关关规定。3.3抗震设计流程程图3.3.1桥梁抗震设计计应采用图3.3.1的抗震设计流流程进行。3.4作用效应组合合3.4.1公路桥梁抗震震设计应考虑虑以下作用：：永久作用，包包括结构重力力（恒载）、、预应力、土土压力、水压压力；地震作用，包包括地震动的的作用和地震震土压力、水水压力等；3.4.2作用效应组合合应包括：永永久作用效应应+地震作用效应应，组合方式式应包括各种种效应的最不不利组合。4场地和地基4.1场地4.1.1桥位选择应在在工程地质勘勘察和专门工工程地质、水水文地质调查查的基础上，，按地质构造造的活动性、、边坡稳定性性和场地的地地质条件等进进行综合评价价，应查明对对公路桥梁抗抗震有利、不不利和危险的的地段，宜充充分利用对抗抗震有利地段段。4.1.1抗震有利地段段一般系指：：建设场地及及其临近无晚晚近期活动性性断裂，地质质构造相对稳稳定，同时地地基为比较完完整的岩体、、坚硬土或开开阔平坦密实实的中硬土等等。抗抗震不利地段段一般系指：：软弱粘性土土层、液化土土层和地层严严重不均匀的的地段；地形形陡峭、孤突突、岩土松散散、破碎的地地段；地下水水位埋藏较浅浅、地表排水水条件不良的的地段。严重重不均匀地层层系指岩性、、土质、层厚厚、界面等在在水平方向变变化很大的地地层。抗抗震危险地地段一般系指指：地震时可可能发生滑坡坡、崩塌地段段；地震时可可能塌陷、溶溶洞等岩溶地地段和已采空空的矿穴地段段；河床内基基岩具有倾向向河槽的构造造软弱面被深深切河槽所切切割的地段；；发震断裂、、地震时可能能坍塌而中断断交通的各种种地段。4.1.2在抗震不利地地段布设桥位位时，宜对地基采取取适当抗震加加固措施。在软弱粘性土土层、液化土土层和严重不不均匀地层上上，不宜修建建大跨度超静静定桥梁。4.1.3各级公路桥位位宜绕避抗震震危险地段，，对于高速公公路、一级公公路必须通过过抗震危险地地段时，宜作作地震安全性性评价分析。。4.1.4对地震时可能能因发生滑坡坡、崩塌而造造成堰塞湖的的地段应估计计其淹没和溃溃决的影响范范围，合理确确定路线的标标高，选定桥桥位。当可能能因发生滑坡坡、崩塌而改改变河流流向向、影响岸坡坡和桥梁墩台台以及路基的的安全时，应应采取适当措措施。4.1.5桥梁工程场地地土层剪切波波速按下列要要求确定：（（1）A类桥梁，由工工程场地地震震安全性评价价工作确定；；

（2）B类桥梁，可通通过现场实测测确定。现场场实测时钻孔孔数量应满足足如下要求：：中桥不少于于1个、大桥不少少于2个、特大桥宜宜适当增加；；

（3）C类及以下的桥桥梁，当无实实测剪切波速速时，可根据据岩土名称和和性状按表4.1.5划分土的类型型，并结合当当地的经验，，在表4.1.5的范围内估计计各土层的剪剪切波速。4.1.6工程场地覆盖盖层厚度按下下列要求确定定：4.1.7土层平均剪切切波速按下式式计算：4.1.8桥梁工程场地地类别，根据据土层平均剪剪切波速和场场地覆盖土层层厚度，按表表4.1.8的规定划分为为四类。4.1.9桥梁工程场地地范围内有发发震断裂时，，应对断裂的的工程影响进进行评价。当当符合下列条条件之一时，，可不考虑发发震断裂错动动对桥梁的影影响。

（1）抗震设防防烈度小于8度；

（2）非全新世世活动断裂；；

（3）抗震设防防烈度为8度和9度时，前第四四纪基岩隐伏伏断裂的土层层覆盖厚度分分别大于60m和90m。

当不能能满足上述条条件时，宜采采取下列措施施：

（1）A类桥梁应尽量量避开主断裂裂，抗震设防防烈度为8度和9度地区，其避避开主断裂的的距离为桥墩墩边缘至主断断裂带外缘分分别不宜小于于300m和500m；

（2）A类以下桥梁宜宜采用跨径较较小便于修复复的结构；（（3）当桥位无无法避开发震震断裂时，宜宜将全部墩台台布置在断层层的同一盘（（最好是下盘盘）上。4.2地基的承载力力4.2.1地基抗震验算算时，应采用用地震作用效效应与永久作作用效应组合合。4.2.2地基抗震承载载力容许值应应按下式计算算：4.2.3柱桩的地基抗抗震容许承载载力调整系数数可取1.5，摩擦桩的地地基抗震容许许承载力调整整系数可根据据地基土类别别按表4.2.3取值。4.2.14.2.2由于地震作用用属于偶然的的瞬时荷载，，地基土在短短暂的瞬时荷荷载作用下，，可以取用较较高的容许承承载力。世界界上大多数国国家的抗震规规范和我国其其他规范，在在验算地基的的抗震强度时时，对于抗震震容许承载力力的取值，大大都采用在静静力设计容许许承载力的基基础上乘以调调整系数来提提高。本条在在原89规范基础上，，参照《建筑抗震设计计规范》（GB50011—2001）的有关规定定，对地基土土的划分作了了少量修订。。4.3地基的液化和和软土地基4.3.1存在饱和砂土土或饱和粉土土(不含黄土)的地基，除6度设防外，应应进行液化判判别；存在液液化土层的地地基，应根据据桥梁的抗震震设防类别、、地基的液化化等级，结合合具体情况采采取相应措施施。4.3.5抗液化措施应应根据桥梁重重要性类别及及液化等级按按表4.3.5确定。表表4.3.5抗液化措施桥梁分类地基的液化等级轻微中等严重A类、B类部分消除液化沉陷，或对基础和上部结构处理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理全部消除液化沉陷C类基础和上部结构处理，也可不采取措施基础和上部结构处理，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对基础和上部结构处理D类可不采取措施可不采取措施基础和上部结构处理，或其他经济的措施4.3.6全部消除地基基液化沉降的的措施，应符符合下列要求求：1采用桩基时，桩端端伸入液化深度以以下稳定土层中的的长度（不包括桩桩尖部分），应按按计算确定。2采用深基础时，基基础底面应埋入液液化深度以下的稳稳定土层中，其深深度不应小于1m。3采用加密法（如振振冲、振动加密、、挤密碎石桩、强强夯等）加固时，，应处理至液化深深度下界；且处理理后复合地基的标标准贯入锤击数不不宜小于按第4.3.3条规定的液化判别别标准贯入锤击数数临界值。4用非液化土替换全全部液化土层。5采用加密法或换土土法处理时，在基基础边缘以外的处处理宽度，应超过过基础底面下处理理深度的1/2且不小于基础宽度度的1/5。4.3.7部分消除地基液化化沉降的措施应符符合下列要求：1处理深度应使处理理后的地基液化指指数减少，其值不不宜大于5。2加固后复合地基的的标准贯入锤击数数不宜小于按第4.3.3条规定的液化判别别标准贯入锤击数数临界值。3基础边缘以外的处处理宽度，应符合合本节第4.3.6条第5款的要求。4.3.8减轻液化影响的基基础和上部结构处处理，可综合采用用下列各项措施：：(1)选择合适的基础埋埋置深度。(2)调整基础底面积，，减少基础偏心。。(3)加强基础的整体性性和刚度。(4)减轻荷载，增强上上部结构的整体刚刚度和均匀对称性性，避免采用对不不均匀沉降敏感的的结构形式等。5地震作用5.1一般规定5.1.1各类桥梁结构的地地震作用，应按下下列原则考虑：1一般情况下，公路路桥梁可只考虑水水平向地震作用，，直线桥可分别考考虑顺桥向X和横桥向Y的地震作用。2设防烈度为8度和9度时的拱式结构、、长悬臂桥梁结构构和大跨度结构，，以及竖向作用引引起的地震效应很很重要时，应同时时考虑顺桥向X、横桥向Y和竖向Z的地震作用。3地震作用分量组合合采采用反应谱法或或功率谱法同时考考虑三个正交方向向（水平向X、Y和竖向Z）的地震作用时，，可分别单独计算算X向地震作用产生的的最大效应、Y向地震作用产生的的最大效应与Z向地震作用产生的的最大效应，总的的设计最大地震作作用效应E按下式求取:(平方和之开根)（5.1.1）4当采用时程分析法法时，应同时输入入三个方向分量的的一组地震动时程程计算地震作用效效应。5.1.2地震作用可以用设设计加速度反应谱谱、设计地震动时时程和设计地震动动功率谱表征。5.1.3A类桥梁、桥址设防防烈度为9度及以上的B类桥梁，应根据专专门的工程场地地地震安全性评价确确定地震作用。桥桥址设防烈度为8度的B类桥梁，宜根据专专门的工程场地地地震安全性评价确确定地震作用。当考虑地震动空间间变化影响时，对对给定的自振周期期Ti，各桥台和桥墩的的反应谱或功率谱谱值可能不同，此此时，当采用反应应谱法分析时，由由于考虑多点非一一致激励方式的复复杂性和困难，可可近似采用等效一一致激励方式处理理，但反应谱每一一点的值应取各桥桥台和桥墩的反应应谱值的最大值，，这样得到的反应应谱即为包络反应应谱，计算结果才才能保证偏于安全全。当采用功率谱谱分析时，可直接接采用多点非一致致激励方式进行分分析。5.2设计加速度反应谱谱5.2.1水平设计加速度反反应谱

阻尼比为为0.05的水平设计加速度度反应谱S（见图5.2.1）由下式确定：Tg――特征周期（s）。T――结构自振周期（s）。Smax——水平设计加速度反反应谱最大值。5.2.2水平设计加速度反反应谱最大值由下下式确定式中，Ci——抗震重要性系数，，按表3.1.2-2取值；Cs——场地系数，按表5.2.2取值；Cd——阻尼调整系数，按按第5.2.4条确定；A——水平向设计基本地地震动加速度峰值值，按表3.2.2取值。表表5.2.2场地系数Cs

设防烈度场地类型67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gI1.21.00.90.90.90.9Ⅱ1.01.01.01.01.01.0III1.11.31.21.21.01.0IV1.21.41.31.31.00.95.2.3特征周期按桥址位位置在《中国地震动反应谱谱特征周期区划图图》上查取，根据场地地类别，按表5.2.3取值。表5.2.3设计加速度反应谱谱特征周期调整表表注：本表引自《中国地震动参数区区划图》（GB18306-2001）中的表C1区划图上的特征周期场地类型划分IⅡⅢⅣ0.350.250.350.450.650.400.300.400.550.750.450.350.450.650.905.2.4阻尼调整系数，除除有专门规定外，，结构的阻尼比应应取值0.05，式（5.2.2）中的阻尼调整系系数取值1.0。当结构的阻尼比比按有关规定取值值不等于0.05时，阻尼调整系数数应按下式取值。。5.2.5竖向设计加速度反反应谱竖向设计加速度反反应谱由水平向设设计加速度反应谱谱乘以下式给出的的竖向/水平向谱比函数R。基岩场地：土层场地：式中：——结构自振周期（s）。5.3设计地震动时程5.3.1已作地震安全性评评价的桥址，设计计地震动时程应根根据专门的工程场场地地震安全性评评价的结果确定。。5.3.2未作地震安全性评评价的桥址，可根根据本细则设计加加速度反应谱，合合成与其兼容的设设计加速度时程；；也可选用与设定定地震震级、距离离大体相近的实际际地震动加速度记记录，通过时域方方法调整，使其反反应谱与本细则设设计加速度反应谱谱兼容。

为考虑虑地震动的随机性性，设计加速度时时程不得少于三组组，且应保证任意意两组间同方向时时程由式（5.3.2）定义的相关系数数的绝对值小于0.1。5.4设计地震动功率谱谱5.4.1已作地震安全性评评价的桥址，设计计地震动功率谱要要根据专门的工程程场地地震安全性性评价的结果确定定。5.4.2未作地震安全性评评价的桥址，可根根据设计地震震级级、距离，选用适适当的衰减关系推推算；或根据设计计加速度反应谱按按下式估算（单边边功率谱）：5.5地震主动土压力和和动水压力6抗震分析6.1一般规定6.1.1本章适用于单跨跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬圬工或混凝土拱桥桥等常规桥梁的抗抗震分析，对于墩墩高超过40m，墩身第一阶振型型有效质量低于60％，且结构进入塑塑性的高墩桥梁应应做专项研究。6.1.2常规桥梁抗震计流流程可参见图6.1.2-1和6.1.2-2。6.1.3根据在地震作用下下动力响应特性的的复杂程度，常规规桥梁分为规则桥桥梁和非规则桥梁梁两类。表6.1.3限定范围内的梁桥桥属于规则桥梁，，不在此表限定范范围内的梁桥属于于非规则桥梁，拱拱桥为非规则桥梁梁。6.1.3规则桥梁的定义参数参数值单跨最大跨径≤90m墩高≤30m单墩高度与直径、或宽度比大于2.5且小于10跨数23456曲线桥圆心角及半径R单跨，角<30°且一联累计角

<90°，同时曲梁半径R≥20b（b为桥宽）跨与跨间最大跨长比3221.51.5轴压比<0.3跨与跨间桥墩最大刚度比4432支座类型普通板式橡胶支座、盆式支座（铰接约束）等。使用滑板支座、减隔震支座等属于非规则桥梁下部结构类型桥墩为单柱墩、双柱框架墩、多柱排架墩。地基条件不易液化、侧向滑移或易冲刷的场地，远离断层要满足规则桥梁的的定义，实际桥梁梁结构应在跨数、、几何形状、质量量分布、刚度分布布以及桥址的地质质条件上等需要服服从一定的限制。。具体地讲，要求求实际桥梁的跨数数不应太多，跨径径不宜太大（避免免轴压力过高），，在桥梁纵向和横横向上的质量分布布、刚度分布以及及几何形状都不应应有突变，相邻桥桥墩的刚度差异不不应太大，桥墩长长细比应处于一定定范围，桥址的地地形、地质没有突突变，而且桥址场场地不会有发生液液化和地基失效的的危险等等；对弯弯桥和斜桥，要求求其最大圆心角和和斜交角应处于一一定范围；对安装装有隔震支座和（（或）阻尼器的桥桥梁，则不属于规规则桥梁。为了便便于实际操作，此此处对规则桥梁给给出了一些规定。。迄今为止，国内内还没有对规则桥桥梁结构的定义范范围作专门研究，，这里仅借鉴国外外一些桥梁抗震设设计规范的规定并并结合国内已有的的一些研究成果，，给出表6.1.3的规定。不在此表表限定范围内的桥桥梁，都属于非规规则桥梁。由由于于拱桥的地震反应应相对较复杂，其其动力响应一般不不由一阶振型控制制，因此，本细则则把拱桥列入非规规则桥梁一类。6.1.4根据6.1.3条的规则桥梁和非非规则桥梁分类，，各类桥梁的抗抗震分析计算方法法可参见表6.1.4。表表6.1.4桥梁抗震分析可采采用的计算方法表中：TH—线性或非线性时程程计算方法；SM—单振型反应谱或功功率谱方法；MM—多振型反应谱或功功率谱方法；

桥梁分类地震作用B类C类D类规则非规则规则非规则规则非规则E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH--------6.1.8对于上部结构连续续的桥梁，各桥墩墩高度宜尽可能相相近。相邻桥墩高高度相差较大导致致刚度相差较大的的情况，宜在刚度度较大的桥墩处设设置活动支座或板板式橡胶支座。6.1.9不宜在梁桥的矮墩墩设置固定支座，，矮墩宜设置活动动支座或板式橡胶胶支座。6.1.10在高烈度区，宜尽尽量避免采用对抗抗震不利的桥型。。条文说明：6.1.8－6.1.9地震作用下梁体的的惯性力按桥墩的的刚度分配给下部部结构，如相邻桥桥墩刚度相差较大大，水平地震力在在下部结构间的分分配一般不理想，，这时可以通过在在刚度较大的墩处处设置活动支座或或弹性支座（橡胶胶支座）来减小刚刚度较大桥墩所受受水平地震力，矮矮墩一般刚度较大大，不宜设置固定定支座而宜设置板板式橡胶支座来减减小地震力。6.1.10抗震不利的桥型主主要包括曲率半径径较小的曲线桥、、斜交角过小的斜斜桥。6.2梁桥延性抗震设计计6.2.1钢筋混凝土墩柱桥桥梁，抗震设计时时，墩柱宜作为延延性构件设计。桥桥梁基础、盖梁、、梁体和结点宜作作为能力保护构件件。墩柱的抗剪强强度宜按能力保护护原则设计。6.2.2沿顺桥向，连续梁梁桥、简支梁桥墩墩柱的底部区域，，连续刚构桥墩柱柱的端部区域为塑塑性铰区域；沿横横桥向，单柱墩的的底部区域、双柱柱墩或多柱墩的端端部区域为塑性铰铰区域；典型墩柱柱塑性铰区域见图图6.2.2。6.2.1-6.2.41971年美国圣弗尔南多多（SanFernand）地震爆发以后，，各国都认识到结结构的延性能力对对结构抗震性能的的重要意义；在1994年美国北岭（Northridge）地震和1995年日本神户（Kobe）地震爆发后，强强调结构总体延性性能力，已成为一一种共识。为保证证结构的延性，同同时最大限度地避避免地震破坏的随随机性，新西兰学学者Park等在70年代中期提出了结结构抗震设计理论论中的一个重要原原则能力保护设计原则则（PhilosophyofCapacityDesign），并最早在新西西兰混凝土设计规规范（NZS3101，1982）中得到应用。以以后这个原则先后后被美国、欧洲和和日本等国家的桥桥梁抗震规范所采采用。能力保护设计原则则的基本思想在于于：通过设计，使使结构体系中的延延性构件和能力保保护构件形成强度度等级差异，确保保结构构件不发生生脆性的破坏模式式。基于能力保护护设计原则的结构构抗震设计过程，，一般都具有以下下特征：1选择合理的结构布布局；2选择地震中预期出出现的弯曲塑性铰铰的合理位置，保保证结构能形成一一个适当的塑性耗耗能机制；通过强强度和延性设计，，确保潜在塑性铰铰区域截面的延性性能力；3确立适当的强度等等级，确保预期出出现弯曲塑性铰的的构件不发生脆性性破坏模式（如剪剪切破坏、粘结破破坏等），并确保保脆性构件和不宜宜用于耗能的构件件（能力保护构件件）处于弹性反应应范围；具体到梁桥，按能能力保护设计原则则，应考虑以下几几方面：1塑性铰的位置一般般选择出现在墩柱柱上，墩柱作为延延性构件设计，可可以发生弹塑性变变形，耗散地震能能量,梁式桥的塑性铰区区域见图6.2.2。2墩柱的设计剪力值值按能力设计方法法计算，应为与柱柱的极限弯矩（考考虑超强系数）所所对应的剪力，在在计算设计剪力值值时应考虑所有潜潜在的塑性铰位置置以确定最大的设设计剪力；3盖梁、结点及基础础按能力保护构件件设计，其设计弯弯矩、设计剪力和和设计轴力应为与与柱的极限弯矩（（考虑超强系数））所对应的弯矩、、剪力和轴力；在在计算盖梁、结点点和基础的设计弯弯矩、设计剪力和和轴力值时应考虑虑所有潜在的塑性性铰位置以确定最最大的设计弯矩、、剪力和轴力。6.3建模原则6.3.1在E1和E2地震作用下，一般般情况下应首先建建立桥梁结构的空空间动力计算模型型。计算模型应反反映实际桥梁结构构的动力特性。6.3.2桥梁结构动力计算算模型应能正确反反映桥梁上部结构构、下部结构、支支座和地基的刚度度、质量分布及阻阻尼特性，从而保保证在E1和E2地震作用下引起的的惯性力和主要振振型能得到反映；；一般情况下桥梁梁结构的动力计算算模型应满足下列列要求：1计算模型中的梁体体和墩柱可采用空空间杆系单元模拟拟，单元质量可采采用集中质量代表表；墩柱和梁体的的单元划分应反映映结构的实际动力力特性；2支座单元应反映支支座的力学特性；；3混凝土结构的阻尼尼比可取为0.05；进行时程分析时时，可采用瑞利阻阻尼；4计算模型应考虑相相邻结构和边界条条件的影响。6.3.3在E1地震作用下，宜采采用总体空间模型型计算桥梁的地震震反应；在E2地震作用下，可采采用局部空间模型型计算。总体和局局部空间模型应满满足以下要求：1总体空间模型宜包包括所有桥梁结构构及其连接方式，，通过对总体空间间模型的分析，确确定结构的空间耦耦联地震反应特性性和地震最不利输输入方向。2局部空间模型应根根据总体模型的计计算结果，取出部部分桥梁结构进行行计算，局部模型型应考虑相邻结构构和边界条件的影影响。6.3.4规则桥梁可按本细细则第6.7节的要求选用简化化计算模型。6.3.5进行直线桥梁地震震反应分析时，可可分别考虑沿顺桥桥向和横桥向两个个水平方向地震输输入；进行曲线桥桥梁地震反应分析析时，可分别沿相相邻两桥墩连线方方向和垂直于连线线水平方向进行多多方向地震输入（（用曲梁单元时，，只需计算一联两两端连线（割线））和垂直割线方向向的地震输入），，以确定最不利地地震水平输入方向向。6.3.6进行非线性时程分分析时，墩柱可采采用钢筋混凝土弹弹塑性空间梁柱单单元。6.3.7抗震分析时应考虑虑支座的影响。6.4反应谱法6.4.1反应谱法包括单振振型反应谱法和多多振型反应谱法。。单振型反应谱法法和多振型反应谱谱法的选用可参见见表6.1.4。规则桥梁的抗震震计算可采用本细细则第6.7节给出的计算方法法。6.4.2采用反应谱法计算算时，反应谱应按按本细则第5.2.1条规定确定。6.4.3用多振型反应谱法法计算时，所考虑虑的振型阶数应在在计算方向获得90％以上的有效质量量。6.5时程分析方法6.5.1地震加速度时程应应按本细则第5.3节的规定选取。6.5.2时程分析的最终结结果，当采用3组时程波计算时，，应取3组计算结果的最大大值；当采用7组时程波计算时，，可取7组结果的平均值。。6.5.3在E1地震作用下，线性性时程法的计算结结果不应小于反应应谱法计算结果的的80%。6.6功率谱法6.6.1适用反应谱法计算算的结构，一般也也可用功率谱法计计算。两种方法可可作相互检验，功功率法计算结果与与反应谱法计算结结果相差不应超过过20％。6.6.2当不考虑地震动输输入的空间变化效效应时，结构响应应的自功率谱可按按附录C.1计算。当考虑行波波效应时，结构响响应的自功率谱可可按附录C.2计算。6.6.3结构响应的期望极极值可根据其自功功率谱按附录C.3计算。中国公路桥梁抗震震规范的演变11976年唐山地震前21976年唐山地震后《公路工程抗震设计计规范》JTJ004-89《《公路工程抗震设计计细则》《《公路桥梁抗震设计计细则》《《公路工程抗震标准准》32008年汶川地震后桥梁地震反应分析析方法的演变1899年日本学者大房