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公路桥梁抗震设计细则分析
<公路桥梁抗震设计细则>(JTG/T B02-01-)已于10月1日开始正式实施.本文分别从桥梁抗震设防标准、桥梁延性抗震设计和能力保护设计、桥梁减隔震设计等几个主要方面将之与原<公路工程抗震设计规范>(JTJ 004-89)进行比较,得出两者之间的`不同之处,以利于对新规范的理解和掌握.
作 者：杨传永 YANG Chuan-yong 作者单位：安徽省交通规划设计研究院,合肥,230031 刊 名：安徽建筑工业学院学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF ANHUI INSTITUTE OF ARCHITECTURE & INDUSTRY（NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 17(3) 分类号：U448.14 关键词：公路桥梁 抗震设计 设计规范浅议桥梁抗震设计
通过分析桥梁震害及产生原因,从设计的`角度提出了在桥梁抗震设计过程中应遵循的一些设计原则和桥梁减、隔震的有效措施,指出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,从而很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果.
作 者：张征浩 杨秀涛 作者单位：张征浩(江苏省交通规划设计院有限公司昆明分院,云南昆明,650032)杨秀涛(洛阳城建洛阳市城市建设勘察设计研究院,河南洛阳,471000)
刊 名：中国科技博览 英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年，卷(期)：2009 “”(24) 分类号：U441 关键词：桥梁结构 抗震设计 延性 措施1 将公路工程划分为五个档次：
第一档次为高速公路和一级公路上的抗震重点工程（系指特大桥、大桥、隧道和破坏后修复或抢修困难的路基、中桥和挡土墙等工程），此类工程地震破坏后会引起严重后果，经济上造成重大损失，国防上有特别重要的影响。其抗震等级定为一级，设计基准期为80年。
第二档次为高速公路、一级公路的一般工程（系指非重点的路基、中小桥和挡土墙等工程）和二级公路的抗震重点工程以及二三级公路路工程抗震设防目标
公路工程对政治、经济、国防和抗震救灾具有特别重要的意义，地震时一旦发生破坏，将造成交通中断，后果非常严重。进行公路工程抗震设计时，应根据不同等级公路的重要性程度，考虑重要性系数来计算水平地震作用。重要性系数的取值与工程类别有关，《公路抗震规范》根据工程的重要性和修复（抢修）难易程度上桥梁的支座。此类工程抗震设防要求高，具有特别重要的政治、经济意义。其抗震等级定为二级，设计基准期为60年。
第三档次为二级公路上的一般工程和三级工路上的抗震重点工程以及四级公路上的梁端支座、梁端连接、支挡措施。此类工程具有比较重要的政治、经济意义。其抗震等级定为三级，设计基准期为40年。
第四档次为三级公路上的一般工程和四级公路上的抗震重点工程。此类工程的抗震等级定为四级，设计基准期为。
第五档次为四级公路上的一般工程。此类工程的年平均昼夜交通量在200辆以下，一般可以不进行抗震强度和稳定性验算。
我国根据地震的不确定性、现有的技术条件和国家的经济条件及公路工程的特点和用途，在考虑国家经济力量可以承受并保障人民生命财产的安全和公路工程设施基本完好的前提下，提出了公路工程抗震设计总目标：按规范要求进行抗震设计的公路工程在发生与之相当的基本烈度地震影响时，位于一般地段的高速公路、一级公路工程，经一般整修即可正常使用；位于一般地段的二级公路及位于软弱粘性土层或液化土层上的高速公路、二级公路工程，经短期抢修即可恢复使用；三四级公路工程和位于地震危险地段（指发震断层及其邻近地段；地震时可能发生大规模滑坡、崩塌、岸坡滑移等地段）、软弱粘土层或液化土层上的二级公路以及位于抗震危险地段的高速公路、一级公路工程，保证桥梁、隧道及重要的构造物不发生严重破坏。
2 桥梁抗震设计一般规定
（1）选择对抗震有利地段
选择公路工程建设场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，作出综合评价，宜选择有利地段，避开不利地段及危险地段。
对抗震有利的地段，一般是指坚硬土或开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等地段；不利地段，一般是指孤突的山梁、高差较大台地边缘、软弱粘性土及可液化土层等地段；危险地段，是指发震断层及其邻近地段和地震时可能发生大规模滑坡、崩塌等不良地质地段。
路线与桥位宜绕避下列地段：地震时可能发生滑坡、崩塌地段；地震时可能陷塌的暗河、溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段；河床内基岩具有倾斜河槽的构造软弱面被深切河槽所切割的地段；地震时可能倒塌而严重中断公路交通的各种构造物，
对河谷两岸在地震时可能发生滑坡、崩塌而造成堵河成湖的地方，应估计其淹没和堵塞体溃决的影响范围，合理确定路线的标高和选定桥位。当可能因发生滑坡、崩塌而改变河流方向、影响岸坡和桥梁墩台以及路基的安全时，应采取适当的防护措施。
（2）确定合理的桥梁结构方案
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。
（3）震害调查表明，梁桥的震害主要发生在下部结构，桥墩在纵、横向水平地震力作用下，会发生剪切破坏或弯曲破坏，使得墩身错位倾斜，导致落梁现象，引起桥面垮塌。桥台背后土体易在地震作用下失稳，推动桥台向河心滑移，并伴有沉陷和倾斜，梁体沿纵向挤压桥台，重则支座剪坏桥台断裂，造成边跨落梁桥面坍塌。桥梁支座在地震力作用下，破坏形式主要表现为支座锚栓剪断、活动支座脱落、支座连接破坏等，支座破坏常常导致落梁。震害资料同时显示，梁桥上部结构一般具有良好的抗震性能，震害主要是梁端撞损、梁片分离等，不影响梁的承载能力，震后也不难修复。
因此，按照《公路抗震规范》规定，在梁桥抗震验算时，应分别考虑顺桥和横桥两个方向的水平地震作用[注]计算墩台和支座承受的水平力以及地震动力水压力，并应考虑顺桥方向桥台的水平地震力和地震土压力。而对于简支梁和连续梁桥上部结构的抗震能力一般不予验算，但应采取抗震构造措施。
桥梁结构动力分析方法，一般情况下桥墩应采用反应谱理论计算，桥台采用静力法。对于结构特别复杂，桥墩高度超过30m的特大桥梁，可采用时程分析法。
3 公路桥梁设计反应谱
一般梁桥抗震计算仍采用反应谱理论，桥梁抗震设计反应谱与建筑抗震设计反应谱的基本原理和导出方式均相同，但有着不同的表达方式，谱的形状及参数取值也有微小差别。
运用反应谱法计算地震作用时，需要知道反应谱曲线，《公路抗震规范》以动力系数为参数给出了反应谱。 曲线按四类场地分别绘出，阻尼比取为0.05。谱曲线分成三段，短周期部分为斜直线，周期T=0时=1，T=0.1时=2.25；平台段起点不分场地类别均取为0.1s，平台段终点周期Tg对于I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地分别取0.2s、0.3s、0.45s、0.7s；长周期部分曲线下降速率与场地有关，场地土硬衰减较快，场地土软衰减较慢；曲线长周期部分至0.5s为止，为保证结构的安全，其下限值取为0.3，四条曲线下降到0.3的周期值分别为1.5s、2.35s、3.8s和6.5s左右。
桥梁抗震设计方法初探
桥粱的抗震设计应考虑在现有条件和易于施工的'前提下,对于一般桥梁采用以不多的抗震投资达到避免或减轻震害的目的.本文结合作者多年的桥梁设计经验,重点阐述了目前在桥梁抗震设计中所采用的方法,并探讨了特殊地区桥梁建设工程中抗震设计的主要措施和方法.
作 者：卢字波 韦韩恺 作者单位：卢字波(广州粤路勘察设计有限公司广州分公司,广东,广州,510507)韦韩恺(南宁市西乡塘区安吉路17号广西二建第二分公司,广西,南宁530001)
刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U4 关键词：桥梁 抗震设计 初探桥梁抗震的分析方法
针对我国桥梁抗震研究的重要性,对当前桥梁抗震分析方法中的确定性分析方法及概率性分析方法进行了论述,指出同一桥梁对不同地震动输入有不同地震反应,合理的地震动输入至少应是桥址区的`可能地震动,强调了大力发展桥梁抗震随机分析方法的必要性.
作 者：杨斌 纪延安 杜昊璇 YANG Bin JI Yan-an DU Hao-xuan 作者单位：杨斌,YANG Bin(上海市第一市政工程有限公司,上海,83)纪延安,JI Yan-an(贵州大学土木建筑学院,贵州,贵阳,550003)
杜昊璇,DU Hao-xuan(上海市隧道工程轨道交通设计研究院,上海,200070)
刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2009 35(7) 分类号：U442 关键词：抗震 反应谱法 时程分析法 功率谱法 虚拟激励法[摘 要]我国地震时常发生，震害强烈，破坏力大。
因此，对于我国的公路桥梁工程建筑来说，必须要加强防震措施，减少地震带来的损失。
我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计，推进抗震措施的理论发展和实践技术，来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失，促进社会的和谐发展。
[关键词]桥梁抗震设计、破坏的类型、措施
一、地震给桥梁带来的破坏类型
(一)支座破坏
根据我国对地震灾害中桥梁的调查显示112座桥梁中有53座桥梁约占47%发生了支座破坏，综合国内外十次大地震的调查报告，支座的破坏现象属于普遍现象。
支座的地震灾害主要表现为支座倾斜和剪断、自动支座的脱落和支座自身建造组成的破坏。
支座垫块被重力压碎，使得桥板不稳定，甚至造成落梁。
落梁的发生与支座破坏密切相关，支承破坏使得桥梁上部失去支撑，造成落梁事故。
当支座破坏时会使得墩-梁之间产生位移，当墩梁间的相对位移大于主梁搁置长度后，主梁将从桥墩脱落从而使得发生落梁。
(二)梁体移位造成的破坏
上部梁体的移位是震害中常见的破坏，根据地震的震向而发生纵向移位、横向移位以及扭转移位。
其中伸缩缝处发生移位成为主要灾害。
地震时地势的扭曲，桥梁的梁体移位是绝对的。
如果震幅较小不会发生太大的移位，震后将换掉不能正常工作的的支座，把梁体加固后恢复原位，桥梁就还可以正常工作。
但是，如果震幅过大，造成较大移位就会导致落梁。
所以采取抗震措施减小梁体位移就显得十分重要。
就如云南地震时的有些桥梁上部结构没有落梁，发生了比较大的移位。
虽然没有出现塌落事故，但是已经成为废桥不再能够正常使用了。
(三)地基与基础破坏
地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌的重要原因，而且倒塌后基本无法修理。
基础与地基的紧密相连，基础的好坏直接影响着地基的稳定程度。
基础的破坏势必会引起地基的破坏，使得出现移位、倾斜、下沉、折断和屈曲失稳等现象。
扩大基础的震害一般由砂土液化、地基失效的不均匀沉降、土承载力和稳定性较差、地面变形较大等导致地层发生水平滑移、下沉、断裂而造成的基础破坏。
常见基础破坏除了上面的原因外，还有上部结构传导下来的惯性力所引起的桩基剪切、弯曲破坏，更有桩基础设计不当所引起的。
桥墩在地震中会出现桥墩倾斜、沉降、移位、墩身剪断、开裂，受压缘的混凝土崩坏，钢筋屈曲、裸露，桥墩与基础连接处折断、开裂等现象。
二、桥梁的抗震设计要点
(一)抗震概念设计
地震的发生存在多种偶然的复杂性因素，使得结构计算模型需要的假定结果与实际情况存在较大差异，以致计算机在一定程度上难以预测抗震性能。
所以，在桥梁结构抗震设计中，不一定要完全信赖计算，概念设计其实比计算设计更加准确可信。
优秀的概念设计使得桥梁结构的抗震性能更加出色。
优秀的概念设计需要根据桥梁的功能和结构作出相应的力学分析，设计出独特的防震结构体系。
抗震桥梁设计时，应对动力特征进行简单分析和对震力进行预测，找到桥梁结构设计的薄弱部位进行加固;然后对上、下部结构连接部位和过渡孔处连接部位及塑性铰预期部位和桥墩形式的选取、构造设计等进行分析同时作出相应的补救措施，防治桥梁出现坍塌，来保证桥梁结构的经济性、抗震安全性和选择结构体系正确性。
最后，应根据分析结果对抗震性能的好坏进行综合性评定，根据分析结果再对设计方案进行不断的修改和完善，力求达到最佳。
(二)延性抗震设计
桥梁的抗震设计，要对预期会出现的塑性铰部位进行配筋设计计算，对其进行加固和防护;同时为保证抗震安全性，对桥梁结构进行分析，直到通过抗震能力检测。
考虑多数条件，多种墩高和场地及多种地震烈度的情况，在进行桥墩线弹性最大弯矩比和非线性位移延性比参数的变化规律分析是通过大量数据分析统计和计算得到的，根据随机地震反应理论和动力计算，总结出估算解决桥墩位移延性的方法，降低地震所造成的危害。
(三)桥梁减、隔震设计
进行桥梁减震和隔震设计可以较好地提高桥梁抗震能力，并且具有简便、先进、经济等优点。
减隔震支座的设计装置使得结构消耗的能量较少同时增大结构的振型周期，降低了地震时的震波频率，良好的自我复位能力结合了结构特点选取适当的建设方案，建立相应的建造参数，合理有效的使得结构地震的反应程度降低，使地震后桥梁上部结构基本能够恢复到原来的位置，最大程度的减少了桥梁建筑损失程度。
(四)场地的选择
在场地选择的过程中，应该选择有利于桥梁抗震的地势基础。
其中有利于抗震的地段主要指一些土壤条件好和比较坚实的地段。
不利于桥梁抗震的地段主要是指在地震的过程中可能发生陷落的松软地段以及土壤成因、岩石状态和性质都不明显的地段。
三、公路桥梁的防震措施
(一)防止落梁的措施
主梁的支承长度按照公式：a≥50+L(L是指梁的跨径;L单位为m;a单位为cm)有伸缩缝的相联桥墩在设置主梁限位装置的时候，适当的将主梁的支承长度在伸缩范围内取值稍微偏大一点。
依据国内外建设规范以及抗震建筑设计细则，应设置纵向防落梁的安全防卫构造，但是限位装置不能妨碍防落梁构造作用的正常发挥。
挡板构造尺寸应该适当偏大，主筋配筋要足，挡块内侧加入减震橡胶块，特别是在斜弯桥设计中应比直线桥具备更多的考虑挡块，内侧不仅应设置橡胶块，还应考虑留有不小于5cm的缝隙，同时桥墩盖梁端部悬出挡块外10cm为宜。
(二)桥台的抗震防护措施
桥台胸墙需要加强，并加大配筋数量，用来缓冲地震的作用力。
在各个梁中间和梁与桥台胸墙中间适当设置弹性垫块，选取浅基的桥洞和通道来加强下部的支撑梁板，为防止墩台在地震时滑移，尽量使结构形状保持四铰框架。
当桥位位置处于液化土或软土的地基时，使得桥梁中线与河流保持正交形状，并适当增加架桥距离，才能保证桥梁的安全质量。
当桥台处于路堤较高的.高度时，这样的情况就应该首先选择在地形平坦、横坡较缓的地段通过，来保证桥台的稳定。
桥台高度的降低是稳定的前提，然后再将台身掩埋在路堤土方内，保证填土的密实度。
基础的建设应尽量采取整体性强的T形、U形或箱形桥台，来保证地基的稳定强度。
为防止砂土在地震时液化，桥台背部的每一层都需要非透水性的填料进行夯实，并且要加强防水设施的建设。
(三)桥墩抗震保护措施
桥梁抗震设计中利用桥墩的延性减震的方法是现在最实用的方法。
高位桥墩应该采用钢筋混凝土的建筑结构，同时加强空心截面，加大桥桩和桥柱的半径。
在桥墩塑性铰位置和挨着承台下桩基的范围区域内加强箍筋数量的配置，墩柱之间的箍筋距离与延性有着重要关系，距离越大延性越小，相对的间距越小延性越大。
桥墩的高度相差过大时高度低的墩将延性较差最先受到严重的破坏。
现有的绝大多数桥梁建筑中的结构都是钢筋混凝土结构，虽然钢筋混凝土结构具有优秀的抗震性能，但是如果设计不合理，钢筋混凝土结构在地震的作用下就会造成巨大的破坏。
所以，通过一些抗震的措施来保证结构具有抗震所需的延性，抗震能力十分重要，这种做法也是为了在大强度的地震中保证桥台建筑物的结构不被改变和破坏，从而实现建筑抗震设计这一目标，使建筑物结构的完整与安全得到有效地保障。
桥梁工程的抗震设计对整个桥梁质量安全有着重要的意义。
四、结束语
近些年来，国内外地震灾害频繁发生，给人类生存带来了极大的威胁。
随着科技的发展，我国在抗震措施方面有了较大的突破。
在公路桥梁设计上对抗震建设的重视，保证了人民财产的安全和公路桥梁设施的完整，避免了公路桥梁结构受到地震灾害的毁灭。
主要阐述了我国公路桥梁的主要震害，对公路桥梁设计与抗震措施进行了简单的分析和指导。
★ 公路桥梁个人简历
