第六章 結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析

1、橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析第六章6.1 地震成因及地震類(lèi)型地殼：地球外表面的一層薄殼。最薄處約5km，地震多發(fā)于此。6.1.1 地球的構(gòu)造地殼同地幔間的分界面，稱為莫霍面，稱為莫霍面，以發(fā)現(xiàn)者南斯拉夫地震學(xué)家莫霍洛維奇的名字命名的。在莫霍面上，地震波的傳播速度急劇地改變，由原來(lái)的67千米/秒突變到8千米/秒6.1.2 地震的發(fā)生過(guò)程地球內(nèi)部由于某種原因發(fā)生振動(dòng)，并以波的形式傳遞到地表引起地面震動(dòng)。內(nèi)部發(fā)生振動(dòng)的地方稱之為震源。震源在地表的投影叫震中。震源至地面的垂直距離叫震源深度。根據(jù)震源深度以60Km，300Km為限將地震劃分為：淺源地震、中源地震、深源地震。淺源地震危害大。6.1.3 地震的成因

2、與類(lèi)型根據(jù)地震成因來(lái)分：構(gòu)造地震：火山地震；塌陷地震；水庫(kù)引發(fā)地震：6.2 地震波以及傳播地震以波的形式由震源傳遞到地表。地震波分為：體波和面波。6.2.1 體波體波是指通過(guò)地球體內(nèi)傳播的波，包含縱波、橫波?？v波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳遞方向一致的波。橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳遞方向垂直的波?？v波為壓縮波，無(wú)論是在固體內(nèi)還是液體內(nèi)均能傳播。橫波為剪切波，只能在固體內(nèi)傳播。波速可以按下式計(jì)算：GEVp2)21)(1 ()1 (GEVs)1 (221)1 (2spVV式中Vp 縱波波速Vs 橫波波速E 介質(zhì)的彈性模量 介質(zhì)的泊松比； 介質(zhì)的密度；G 介質(zhì)的剪切模量； 拉梅常數(shù)通過(guò)兩種波速的比較可見(jiàn)：

3、縱波的傳播速度快于橫波，即縱波先到達(dá)地面縱波波速200-1400m/s橫波波速100-800m/s6.2.2 面波面波是指介質(zhì)表面或地球表面及其附近傳播的波，一般認(rèn)為是體波經(jīng)地層界面多次反射形成的次生波，包含瑞雷波和樂(lè)普波。樂(lè)普波的傳播是質(zhì)點(diǎn)在與波的傳播方向相垂直的水平方向的剪切型運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)在水平方向振動(dòng)與波行進(jìn)方向耦合后會(huì)產(chǎn)生水平扭轉(zhuǎn)分量。6.2.3 地震波的主要特性地震加速度波形的頻譜特性及持續(xù)時(shí)間的影響軟土地基上地震加速度波形中長(zhǎng)周期的分量比較顯著，而硬土地基上加速度波形則包含多種頻譜成分，一般短周期的分量比較顯著。長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的地震沖擊作用下，結(jié)構(gòu)物的破壞與靜載作用下的破壞值相差較大。6

4、.3 地震震級(jí)與地震烈度6.3.1 地震震級(jí)地震震級(jí)是表征地震強(qiáng)弱的指標(biāo)，是地震釋放多少能量的尺度，用符號(hào)M表示，它以地面振動(dòng)振幅大小來(lái)度量。震級(jí)大小系利用標(biāo)準(zhǔn)地震儀（指周期為0.8s，阻尼系數(shù)0.8，放大倍數(shù)2800的地震儀）在距震中100Km處記錄的以微米為單位的最大水平地面位移（振幅）A的常用對(duì)數(shù)值。即：lgMA其中M：地震震級(jí)（這一定義是由里希特于1935年 提出的，因而也稱里氏震級(jí)）A：由地震曲線圖上量得的最大振幅。小于2級(jí)的地震人們感覺(jué)不到；5級(jí)以上的地震就要引起不同程度的破壞，統(tǒng)稱為破壞性地震；7級(jí)以上地震稱為強(qiáng)烈地震。地震烈度：是地震對(duì)地面影響的強(qiáng)烈程度，主要依據(jù)宏觀的地震影響

5、和破壞現(xiàn)象等方面來(lái)判斷。地震烈度是表示某一區(qū)域范圍內(nèi)地面和各種建筑物受到一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度的一個(gè)指標(biāo)?；玖叶群土叶葏^(qū)劃圖基本烈度：是指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇到的最大烈度。6.4 橋梁地震災(zāi)害與啟示6.4.1、橋梁地震災(zāi)害調(diào)查與分析橋梁的震害及其產(chǎn)生的原因是建立正確的抗震設(shè)計(jì)方法、采取有效抗震措施的科學(xué)依據(jù)。大量震害表明引起橋梁震害的原因主要有四個(gè)：1）所發(fā)生的地震強(qiáng)度超過(guò)了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)；1989年美國(guó)洛馬年美國(guó)洛馬普里埃塔地震，震級(jí)為普里埃塔地震，震級(jí)為M7.0，舊金山，舊金山奧克蘭海灣大橋建成于奧克蘭海灣大橋建成于1934年，年，該橋?yàn)閼宜骱丸旒芙M合體系的雙

6、層鋼橋。在此次地震中，桁架部分有一跨發(fā)生落梁現(xiàn)象該橋?yàn)閼宜骱丸旒芙M合體系的雙層鋼橋。在此次地震中，桁架部分有一跨發(fā)生落梁現(xiàn)象圖圖1-5 1-5 舊金山舊金山奧克蘭海灣大橋一跨落梁奧克蘭海灣大橋一跨落梁 a）圣安德列斯斷層(航空照片) b）重力地裂縫圖1-1 地表斷裂現(xiàn)象2）橋梁場(chǎng)地對(duì)抗震不利，地震引起地基失效或地基變形滑坡 圖1-2 美國(guó)洛馬普里埃塔地震中的山體滑坡現(xiàn)象砂土液化 圖1-3 砂土液化形成的噴水冒砂現(xiàn)象3）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)如：如：1971年美國(guó)圣年美國(guó)圣費(fèi)爾南多地震，震級(jí)為費(fèi)爾南多地震，震級(jí)為M6.7，在橋梁震害中，最大的經(jīng)，在橋梁震害中，最大的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是兩座互通式立交工程嚴(yán)

7、重倒塌毀壞。驗(yàn)教訓(xùn)是兩座互通式立交工程嚴(yán)重倒塌毀壞。圖示金州圖示金州5號(hào)高速干道與州際號(hào)高速干道與州際210干道立交樞紐部分梁跨塌落的情況。對(duì)彎梁橋設(shè)計(jì)與施工還需更深入的研究。干道立交樞紐部分梁跨塌落的情況。對(duì)彎梁橋設(shè)計(jì)與施工還需更深入的研究。圖圖1-4 1-4 金州金州5 5號(hào)高速干道與州際號(hào)高速干道與州際210210干道立交樞紐部分梁跨墜毀干道立交樞紐部分梁跨墜毀4）橋梁結(jié)構(gòu)本身抗震能力不足遭受?chē)?yán)重震害的塞普里斯高架橋。該橋建于遭受?chē)?yán)重震害的塞普里斯高架橋。該橋建于1957年，是加州境內(nèi)一座雙層框架連續(xù)年，是加州境內(nèi)一座雙層框架連續(xù)高架橋，上層框架柱底普遍采用與下層框架鉸接的形式。高架橋，

8、上層框架柱底普遍采用與下層框架鉸接的形式。地震中，該橋有一段地震中，該橋有一段800m長(zhǎng)的上層橋面因橋墩斷裂塌落在下層橋面上，上層框架完全毀壞長(zhǎng)的上層橋面因橋墩斷裂塌落在下層橋面上，上層框架完全毀壞 圖圖1-6 1-6 塞普里斯高架橋上層框架塌落塞普里斯高架橋上層框架塌落圖圖1-7 Struve Slough1-7 Struve Slough橋橋墩穿透橋面橋橋墩穿透橋面Struve Slough橋建于橋建于1964年，是一座年，是一座20跨、跨、2車(chē)道、總長(zhǎng)車(chē)道、總長(zhǎng)244m的肋板橋，的肋板橋，其上部結(jié)構(gòu)分四跨一聯(lián)，每聯(lián)之間設(shè)置一道伸縮縫。地震中，橋墩與蓋梁其上部結(jié)構(gòu)分四跨一聯(lián)，每聯(lián)之間設(shè)置一

9、道伸縮縫。地震中，橋墩與蓋梁節(jié)點(diǎn)首先發(fā)生彎剪破壞，引起上部結(jié)構(gòu)過(guò)大的相對(duì)位移，使橋墩與蓋梁脫節(jié)點(diǎn)首先發(fā)生彎剪破壞，引起上部結(jié)構(gòu)過(guò)大的相對(duì)位移，使橋墩與蓋梁脫開(kāi)，并穿透橋面開(kāi)，并穿透橋面1994年美國(guó)北嶺地震，震級(jí)為年美國(guó)北嶺地震，震級(jí)為M6.7 ，州際，州際5號(hào)公路號(hào)公路/14號(hào)國(guó)道互通立交地震中，號(hào)國(guó)道互通立交地震中，靠近橋臺(tái)的矮墩首先發(fā)生剪切破壞，橋臺(tái)翼墻和剪力鍵隨后破壞，失去支承的兩靠近橋臺(tái)的矮墩首先發(fā)生剪切破壞，橋臺(tái)翼墻和剪力鍵隨后破壞，失去支承的兩跨上部結(jié)構(gòu)完全墜毀跨上部結(jié)構(gòu)完全墜毀 圖圖1-8 1-8 州際州際5 5號(hào)公路號(hào)公路/14/14號(hào)國(guó)道互通立交上層跨線段部分跨塌落號(hào)國(guó)道互

10、通立交上層跨線段部分跨塌落圖圖1-9 1-9 州際州際5 5號(hào)公路號(hào)公路/14/14號(hào)國(guó)道互通立交北接線段部分跨塌落號(hào)國(guó)道互通立交北接線段部分跨塌落地震中，靠近橋臺(tái)的橋墩發(fā)生剪切破壞，引起相鄰兩跨上部結(jié)構(gòu)墜落地震中，靠近橋臺(tái)的橋墩發(fā)生剪切破壞，引起相鄰兩跨上部結(jié)構(gòu)墜落 ，分析該立，分析該立交樞紐部分塌落的原因，主要?dú)w結(jié)于橋墩中箍筋含量不足圖交樞紐部分塌落的原因，主要?dú)w結(jié)于橋墩中箍筋含量不足圖1-9 州際州際5號(hào)公路號(hào)公路/14號(hào)號(hào)國(guó)道互通立交北接線段部分跨塌落以及掛梁牛腿連接處的支承面過(guò)窄。國(guó)道互通立交北接線段部分跨塌落以及掛梁牛腿連接處的支承面過(guò)窄。 圖圖1-10 Mission Gothi

11、c1-10 Mission Gothic跨線橋橋墩典型破壞情況跨線橋橋墩典型破壞情況橋墩破壞可以歸類(lèi)為兩種模式：一是在墩頂截面突變處發(fā)生的彎剪破壞，另一是橋墩破壞可以歸類(lèi)為兩種模式：一是在墩頂截面突變處發(fā)生的彎剪破壞，另一是在墩頂截面加寬段發(fā)生的彎曲破壞。該橋橋墩所配箍筋足以保證在墩頂首先形成在墩頂截面加寬段發(fā)生的彎曲破壞。該橋橋墩所配箍筋足以保證在墩頂首先形成彎曲塑性鉸，但在彎曲塑性鉸形成后，因塑性鉸區(qū)抗彎強(qiáng)度超強(qiáng)和截面抗剪能力彎曲塑性鉸，但在彎曲塑性鉸形成后，因塑性鉸區(qū)抗彎強(qiáng)度超強(qiáng)和截面抗剪能力大大下降，共同造成其中一些橋墩在墩頂截面削弱處的彎剪破壞大大下降，共同造成其中一些橋墩在墩頂截面

12、削弱處的彎剪破壞 圖圖1-11 La Cienega-Venice1-11 La Cienega-Venice跨線橋橋墩遭受?chē)?yán)重破壞跨線橋橋墩遭受?chē)?yán)重破壞地震中，一些橋墩在柱頂受到嚴(yán)重破壞，另一些則在柱底受到嚴(yán)重破壞。地震中，一些橋墩在柱頂受到嚴(yán)重破壞，另一些則在柱底受到嚴(yán)重破壞。箍筋不足是橋墩遭受?chē)?yán)重破壞的主要原因。箍筋不足是橋墩遭受?chē)?yán)重破壞的主要原因。 圖圖1-12 Gavin Canyon1-12 Gavin Canyon跨線橋兩跨落梁跨線橋兩跨落梁Gavin Canyon跨線橋建于跨線橋建于1967年，上部結(jié)構(gòu)由兩個(gè)分離的鋼筋混凝土箱梁組成，年，上部結(jié)構(gòu)由兩個(gè)分離的鋼筋混凝土箱梁組成，

13、支承在雙柱式橋墩上，橋軸方向與下部支承成支承在雙柱式橋墩上，橋軸方向與下部支承成24度斜交。該橋共有度斜交。該橋共有5跨，中跨連跨，中跨連續(xù)，兩端各有短的伸臂，左右邊跨均為伸臂梁結(jié)構(gòu)，伸臂部分一端支承在橋臺(tái)上，續(xù)，兩端各有短的伸臂，左右邊跨均為伸臂梁結(jié)構(gòu)，伸臂部分一端支承在橋臺(tái)上，另一端通過(guò)牛腿搭接在中跨梁上，牛腿寬度僅為另一端通過(guò)牛腿搭接在中跨梁上，牛腿寬度僅為20cm（按現(xiàn)行（按現(xiàn)行Caltrans規(guī)范要規(guī)范要求，這里的牛腿寬度至少應(yīng)為求，這里的牛腿寬度至少應(yīng)為76cm），該橋在），該橋在1974年安裝了縱向約束裝置。地年安裝了縱向約束裝置。地震中，該橋第二和第四跨完全塌落。斜交和牛腿連接

14、處過(guò)窄的支承面是其主要原震中，該橋第二和第四跨完全塌落。斜交和牛腿連接處過(guò)窄的支承面是其主要原因；縱向約束裝置也遭受破壞，沒(méi)有發(fā)揮出作用。因；縱向約束裝置也遭受破壞，沒(méi)有發(fā)揮出作用。 1995年日本阪神地震，震級(jí)為年日本阪神地震，震級(jí)為M7.2， a a）墻式墩在施工縫處剪切破壞）墻式墩在施工縫處剪切破壞 b b）獨(dú)柱墩彎剪破壞）獨(dú)柱墩彎剪破壞圖圖1-13 1-13 鋼筋混凝土橋墩嚴(yán)重破壞情況鋼筋混凝土橋墩嚴(yán)重破壞情況在此次地震中，最嚴(yán)重的橋梁震害出現(xiàn)在阪神高速公路神戶段內(nèi)，一座高在此次地震中，最嚴(yán)重的橋梁震害出現(xiàn)在阪神高速公路神戶段內(nèi)，一座高架橋共有架橋共有18根獨(dú)柱墩被剪斷，長(zhǎng)根獨(dú)柱墩被剪

15、斷，長(zhǎng)500m左右的梁體向一側(cè)傾倒左右的梁體向一側(cè)傾倒 圖圖1-14 1-14 阪神高速公路神戶段內(nèi)高架橋部分傾覆阪神高速公路神戶段內(nèi)高架橋部分傾覆從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，橋梁震害可以歸為：上部結(jié)構(gòu)震害、支座震害、下部結(jié)構(gòu)震害、基礎(chǔ)震害橋梁上部結(jié)構(gòu)的震害按照震害產(chǎn)生的原因不同，可以分為：上部結(jié)構(gòu)本身的震害，上部結(jié)構(gòu)的移位震害，以及上部結(jié)構(gòu)碰撞震害。上部結(jié)構(gòu)自身震害而被毀壞的情況比較少見(jiàn)，在發(fā)現(xiàn)的少數(shù)震害中，主要是鋼結(jié)構(gòu)的局部屈曲破壞，如1995年阪神地震中鋼箱梁側(cè)壁和底板的屈曲破壞實(shí)例及拱橋風(fēng)撐的屈曲破壞。上部結(jié)構(gòu)的移位震害是破壞性地震中極為常見(jiàn)的，主要表現(xiàn)為縱向移位，橫向移位和扭轉(zhuǎn)移位，通

16、常設(shè)置伸縮縫的地方比較容易發(fā)生移位震害，當(dāng)移位超出墩臺(tái)支撐面時(shí)便會(huì)發(fā)生落梁，落梁中若撞擊橋墩，還好給下部結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大的破壞。上部結(jié)構(gòu)碰撞震害發(fā)生在相鄰結(jié)構(gòu)間距過(guò)小的情況，地震中就有可能會(huì)發(fā)生碰撞，產(chǎn)生非常大的撞擊力，使結(jié)構(gòu)破壞，這種撞擊往往會(huì)大大增加墩柱的剪力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致墩柱的剪切破壞，引起橋梁的倒塌，故應(yīng)通過(guò)設(shè)置足夠的間距避免這種碰撞。1）上部結(jié)構(gòu)震害2）支座震害支座歷來(lái)被看作是橋梁結(jié)構(gòu)體系中抗震性能比較薄弱的環(huán)節(jié)，其破壞形式主要表現(xiàn)在：支座移位、錨固螺栓拔出剪斷、活動(dòng)支座脫落以及支座本身構(gòu)造上的破壞等。3）下部結(jié)構(gòu)震害下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的嚴(yán)重破壞是引起橋梁倒塌，并在震后難于修復(fù)使用的主要原因

17、。包括橋梁墩柱震害、框架墩震害和橋臺(tái)震害。橋梁墩柱的震害：橋梁墩柱普遍采用鋼筋混凝土墩柱，其破壞形式主要有彎曲破壞和剪切破壞，此外還有橋梁墩柱的基腳破壞。彎曲破壞是延性的，多表現(xiàn)為開(kāi)裂，混凝土剝落壓潰，鋼筋裸露和彎曲等，并且會(huì)產(chǎn)生很大的塑形變形，其原因主要是約束箍筋配置不足，縱向鋼筋的搭接或焊接不牢等引起。剪切破壞是脆性的，往往會(huì)造成墩柱及上部結(jié)構(gòu)的倒塌。剪切破壞的原因可以是縱向鋼筋過(guò)早切斷或連接失敗以及約束箍筋不足，也可能是墩柱的剪切強(qiáng)度低于彎曲強(qiáng)度墩柱的基腳破壞：該種破壞形式少見(jiàn)，若出現(xiàn)，則將導(dǎo)致墩梁倒塌，其原因是由于墩底主鋼筋的錨固失敗。4）基礎(chǔ)震害框架墩的震害：框架墩在城市橋梁中很常見(jiàn)

18、，其破壞主要表現(xiàn)為蓋梁、墩柱和節(jié)點(diǎn)的破壞，破壞形式主要有：剪切強(qiáng)度不足引起剪切破壞，蓋梁負(fù)彎矩鋼筋過(guò)早截?cái)嘁鸬膹澢茐模?jié)點(diǎn)破壞主要是剪切破壞。橋臺(tái)的震害主要表現(xiàn)在臺(tái)身與上部結(jié)構(gòu)的碰撞破壞，以及橋臺(tái)向后傾斜（這與臺(tái)后填土不夠密實(shí)有關(guān)）地基失效是橋梁基礎(chǔ)震害的主要原因。此外樁基震害具有極大的隱蔽性，這與樁基設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān)。如樁基沒(méi)有深入穩(wěn)定土層足夠長(zhǎng)度，樁頂與承臺(tái)聯(lián)系構(gòu)造措施不足等。 6.4.2 、橋梁震害啟示、橋梁震害啟示 總結(jié)震害教訓(xùn)，可以得到如下一些抗震設(shè)計(jì)啟示：1、要重視橋梁結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)，選擇較理想的抗震結(jié)構(gòu)體系。2、要重視延性設(shè)計(jì)，避免脆性破壞。3、要重視局部構(gòu)造設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)構(gòu)造缺

19、陷。4、要重視支撐連接件抗震設(shè)計(jì)，同時(shí)開(kāi)發(fā)有效的防止落梁的 裝置。5、對(duì)復(fù)雜橋梁（斜彎橋、高墩橋或墩剛度變化大的橋梁）應(yīng)進(jìn)行空間動(dòng)力時(shí)程分析。6、要重視采用減隔震技術(shù)以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。6.5 6.5 橋梁地震反應(yīng)分析方法的演變橋梁地震反應(yīng)分析方法的演變 自從1899年日本學(xué)者大房森吉首次提出用于抗震設(shè)計(jì)的靜力法以來(lái)，橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法歷經(jīng)了從靜力法到動(dòng)力的反應(yīng)譜法和動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法的演變過(guò)程。 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法，系指計(jì)算結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的力反應(yīng)和位移反應(yīng)的分析方法。 6.5.1靜力法 1、彈性靜力法 抗震設(shè)計(jì)的靜力法理論最初由日本學(xué)者大房森吉在1899年提出。它假設(shè)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分與

20、地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)，因此，結(jié)構(gòu)因地震作用引起的慣性力地震力就等于地面運(yùn)動(dòng)加速度與結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的乘積；再把地震力視為靜力作用在結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)線彈性靜力分析計(jì)算。地震力的計(jì)算公式如下： 式中，W為結(jié)構(gòu)總重量，K為地面運(yùn)動(dòng)加速度峰值與重力加速度g的比值。KWMFgWgg 在大房森吉之后，日本學(xué)者佐野利器于1916年開(kāi)始倡導(dǎo)震度法，他根據(jù)靜力法概念提出以結(jié)構(gòu)10%的總重量作為水平地震力來(lái)考慮地震作用。在日本1923年關(guān)東大地震之后，震度法理論被應(yīng)用到日本最早的公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，其考慮地震力的這種方法則一直被日本公路橋梁抗震設(shè)計(jì)沿用至今。從動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，彈性靜力法在理論上存在極大的局限性，因

21、為它把結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)特性這一重要因素忽略了。只有當(dāng)結(jié)構(gòu)物可以近似地視為剛體時(shí)，彈性靜力法才能成立。不過(guò)，彈性靜力法概念簡(jiǎn)單，計(jì)算公式也簡(jiǎn)明扼要，因此在實(shí)際應(yīng)用中仍受到歡迎（比如用在橋臺(tái)和擋土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中）。2 非線性靜力Pushover分析倒塌模態(tài)分析方法非線性靜力Pushover分析方法，早在20世紀(jì)60年代末就已經(jīng)提出，在近幾年得到很大發(fā)展和應(yīng)用。從嚴(yán)格意義看，Pushover分析方法不能算作一種結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的方法，但它提供了一個(gè)評(píng)估結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)尤其是非線性地震反應(yīng)的簡(jiǎn)單而有效的方法，Pushover分析方法能夠追蹤結(jié)構(gòu)從屈服直到極限狀態(tài)的整個(gè)非彈性變形過(guò)程。 非線性Pushove

22、r分析方法，被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單而有效的抗震性能評(píng)估方法，已在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中得到很多應(yīng)用，并被一些國(guó)家的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定為一種基本的分析方法。我國(guó)2000年建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（試設(shè)計(jì)稿）也建議將這種方法納入未來(lái)的建筑抗震設(shè)計(jì)分析中。目前，這種方法在橋梁抗震性能評(píng)估方面已有不少應(yīng)用例子，但基本還沒(méi)有被應(yīng)用于設(shè)計(jì)分析，對(duì)這種方法如何應(yīng)用于橋梁抗震設(shè)計(jì)分析，還需要更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。6.5.2 反應(yīng)譜法1 反應(yīng)譜法的發(fā)展過(guò)程在早期的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，彈性靜力法一直是一種基本的計(jì)算方法。盡管對(duì)這種方法在理論上的基本缺陷早有認(rèn)識(shí)，但是由于缺乏對(duì)地震動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)和結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析理論的了解，所以基于動(dòng)力學(xué)的地震反

23、應(yīng)分析理論一直未能得到發(fā)展。1943年，比奧特（M.A.Biot）提出了反應(yīng)譜的概念，并給出世界上第一條彈性反應(yīng)譜曲線（即單自由度彈性振子對(duì)應(yīng)某一個(gè)強(qiáng)震記錄情況下，體系的周期與絕對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移的最大反應(yīng)量之間的關(guān)系曲線）。1948年，豪斯納（G. W. Housner）提出基于加速度反應(yīng)譜曲線的彈性反應(yīng)譜法；1956年，紐馬克（N. M. Newmark）率先把該法應(yīng)用于墨西哥城拉丁美洲大廈的抗震設(shè)計(jì)，在翌年發(fā)生的里氏8級(jí)的墨西哥大地震中，周?chē)ㄖ茐拇M，惟有該建筑保持完好。這一成功的范例，使彈性反應(yīng)譜法獲得了極大的聲譽(yù)。自1958年第一屆世界地震工程會(huì)議之后，這一方法被許多國(guó)

24、家所接受，并逐漸被采納應(yīng)用到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中。在彈性反應(yīng)譜的概念提出不久之后，就提出了非線性反應(yīng)譜的概念，試圖將這樣一種簡(jiǎn)單的概念應(yīng)用于非線性地震反應(yīng)分析中。但目前除了新西蘭規(guī)范以外，非線性反應(yīng)譜在其它國(guó)家的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中基本沒(méi)有直接得到應(yīng)用。彈性反應(yīng)譜理論（1）反應(yīng)譜的概念反應(yīng)譜理論的基本概念，可以通過(guò)單自由度振子的地震響應(yīng)來(lái)闡明。假定一個(gè)單自由度振子的質(zhì)量、剛度和阻尼可以分別表示為m、k和c，其基底受到地面運(yùn)動(dòng)加速度為 的地震作用。g 根據(jù)DAlembert原理，單自由度振子的振動(dòng)方程可以表示為： 0)(kyycymg 上式也可以表成如下形式：gyyy 22上述振動(dòng)方程的解可以用杜哈

25、美（Duhamel）積分公式來(lái)表示：tdgtdtetyd0)(1)(sin)()( 對(duì)上式分別求一次和兩次導(dǎo)數(shù)，即可得單自由度振子地震作用下的相對(duì)速度和絕對(duì)加速度反應(yīng)的積分公式（由于工程結(jié)構(gòu)的阻尼比一般很小，取 ，并且相位差 也可以忽略不計(jì) ） ：dtdgtdtety0)()(cos)()( tdgtgdtetty0)()(sin)()()( 由于地震加速度g 是不規(guī)則的函數(shù)，上述積分公式難以直接求積，對(duì)不同周期和阻尼比的單自由度體系，在選定的地震加速度g 輸入下，可以獲得一系列的相對(duì)位移yy yg 相對(duì)速度和絕對(duì)加速度的反應(yīng)時(shí)程曲線，并可從中找到它們的最大值。 一般要通過(guò)數(shù)值積分的辦法來(lái)求得

26、反應(yīng)的時(shí)程曲線。iT以不同單自由度體系的周期為橫坐標(biāo)，以不同阻尼比為參數(shù)，就能繪出最大相對(duì)位移、最大相對(duì)速度和最大絕對(duì)加速度的譜曲線，分別稱為相對(duì)位移反應(yīng)譜、擬相對(duì)速度反應(yīng)譜和擬加速度反應(yīng)譜（分別可簡(jiǎn)稱為位移反應(yīng)譜、速度反應(yīng)譜和加速度反應(yīng)譜），并用符號(hào)記為SD、PSV和PSA，這三條反應(yīng)譜曲線合起來(lái)簡(jiǎn)稱為反應(yīng)譜。在相對(duì)速度和加速度反應(yīng)譜前面加上“擬”字，表示忽略小阻尼比的影響。 在忽略小阻尼比的影響情況下，有：SDPSA2（2）規(guī)范反應(yīng)譜一個(gè)場(chǎng)地記錄到的地震動(dòng)與多種因素有關(guān)，比如與場(chǎng)地條件、震中距和震源深度、震級(jí)、震源機(jī)制和傳播路徑等等諸多因素有關(guān)。由于諸多隨機(jī)因素的影響，使得由不同記錄得到的

27、加速度反應(yīng)譜具有很大的隨機(jī)性。只有在大量地震加速度記錄輸入后繪制得到眾多反應(yīng)譜曲線的基礎(chǔ)上，再經(jīng)過(guò)平均與光滑化之后，才可以得到供設(shè)計(jì)使用的規(guī)范反應(yīng)譜曲線。我國(guó)目前橋梁抗震設(shè)計(jì)使用的規(guī)范反應(yīng)譜曲線，是在1,050多條國(guó)內(nèi)外地震加速度記錄反應(yīng)譜統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)四類(lèi)不同場(chǎng)地條件給出的，規(guī)范反應(yīng)譜曲線對(duì)應(yīng)的阻尼比為5%。這些曲線主要考慮場(chǎng)地條件的影響，其它影響因素則未予考慮。應(yīng)當(dāng)注意的是，從最近發(fā)生的美國(guó)北嶺地震和日本阪神地震中，地震工程界再一次重新認(rèn)識(shí)到近場(chǎng)地震中地震動(dòng)速度脈沖效應(yīng)（Fling or Pulse Effect）對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的影響。地震動(dòng)的這個(gè)特性，在目前的規(guī)范反應(yīng)譜曲線中沒(méi)有反應(yīng)

28、出來(lái)。由于規(guī)范反應(yīng)譜曲線是對(duì)應(yīng)阻尼比為5%時(shí)繪出的，當(dāng)結(jié)構(gòu)阻尼比與5%明顯不同時(shí)，就應(yīng)該考慮進(jìn)行修正，但我國(guó)目前橋梁抗震設(shè)計(jì)使用的規(guī)范反應(yīng)譜曲線，沒(méi)有給出阻尼比不同時(shí)的修正公式。反應(yīng)譜理論方法又稱為動(dòng)靜法。這是因?yàn)樗ㄟ^(guò)反應(yīng)譜考慮了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性（自振周期、振型和阻尼）所產(chǎn)生的共振效應(yīng)，但是，在設(shè)計(jì)中它仍然把地震慣性力看作是靜力。3 彈性反應(yīng)譜分析方法（1）單振型反應(yīng)譜法對(duì)可以近似視為單自由度體系的規(guī)則橋梁，在已知加速度反應(yīng)譜和計(jì)算出振動(dòng)周期之后，其最大地震慣性力就可以用相應(yīng)的反應(yīng)譜值求出：WkymPHg|max 式中，gHgkmax| 稱為水平地震系數(shù)；maxmaxmax|),(|),(gg

29、gPSAyT 稱為動(dòng)力放大系數(shù)，其值可以直接由標(biāo)準(zhǔn)化反應(yīng)譜曲線確定。該式為加速度反應(yīng)譜理論計(jì)算水平地震力的基本公式。在實(shí)際應(yīng)用于橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用以下形式：WkCCPHzICI和Cz分別為橋梁重要性系數(shù)和反應(yīng)修正系數(shù)，后者主要用于反應(yīng)結(jié)構(gòu)非線性變形的影響。（2）多振型反應(yīng)譜法對(duì)不能簡(jiǎn)化為單自由度系統(tǒng)的復(fù)雜橋梁，顯然無(wú)法直接利用單振型反應(yīng)譜分析方法，而需要首先進(jìn)行振型分解。對(duì)理想化為多自由度系統(tǒng)的復(fù)雜橋梁，其在單一水平方向地震動(dòng)作用下的動(dòng)力平衡方程可以表示為：gIMuKuCuM 為結(jié)構(gòu)相對(duì)位移向量，M、C和K分別為結(jié)構(gòu)，式中，uI為影響向量。的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，利用振型的正交性

30、，對(duì)該方程進(jìn)行振型分解，可得類(lèi)似于單自由度系統(tǒng)的動(dòng)力平衡方程：gTiiiiiiiIMqKqCqM 因此，可以仿照單振型反應(yīng)譜方法，求出結(jié)構(gòu)的最大地震力：jijjjhzIiWKCCPiTiTiMIMi稱為振型參與系數(shù)由于各振型的最大反應(yīng)量不一定同時(shí)發(fā)生，因此，在計(jì)算第I質(zhì)點(diǎn)水平方向上的最大地震力時(shí)，必須考慮不同振型最大反應(yīng)量的組合問(wèn)題。目前，針對(duì)不同情況，已經(jīng)提出了不少的組合方法，如SUM法、SRSS法、CQC（完全二次項(xiàng)組合）法等等。我國(guó)現(xiàn)行的公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，則僅考慮基本振型的最大反應(yīng)量。多振型反應(yīng)譜法除了要考慮上述最大反應(yīng)量的組合外，實(shí)際應(yīng)用中，還需要考慮多向地震動(dòng)作用時(shí)的振型組合問(wèn)題

31、。對(duì)此問(wèn)題，各國(guó)現(xiàn)行規(guī)范大都采用簡(jiǎn)單的“100%+30%”的組合原則：即分別計(jì)算兩個(gè)正交的最不利水平方向的地震力，然后再把某一水平方向地震力的100%+與之正交的另一水平方向地震力的30%，作為設(shè)計(jì)的地震力。（3）等效線性化方法在罕遇地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)通常會(huì)發(fā)生非彈性變形，振型反應(yīng)譜分析無(wú)法滿足這個(gè)要求，因此，常利用非線性動(dòng)力時(shí)程分析來(lái)估算結(jié)構(gòu)的非線性地震反應(yīng)值，但非線性動(dòng)力時(shí)程分析是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。為了得到結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的近似估計(jì)值，已有大量的研究工作致力于開(kāi)發(fā)等效線性化方法，該方法用一個(gè)“等效”的線性系統(tǒng)來(lái)代替原來(lái)的非線性系統(tǒng)，無(wú)須進(jìn)行大量、細(xì)致的時(shí)域積分計(jì)算，并且可直接利用規(guī)范彈性

32、反應(yīng)譜來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大地震反應(yīng)。因此，把這種方法也歸類(lèi)到反應(yīng)譜方法中。非線性系統(tǒng)的等效線性化一般有兩種作法：一種是基于實(shí)驗(yàn)規(guī)律分析總結(jié)，另一種是基于隨機(jī)振動(dòng)理論。Gulkan和Sozen在實(shí)驗(yàn)觀察基礎(chǔ)上，假定單自由度非線性系統(tǒng)的滯回耗能與輸入的地震能量相等，提出了一個(gè)等效粘滯阻尼比與位移延性系數(shù)之間的回歸公式：)1 (2 . 002. 01eff如果非線性系統(tǒng)具有雙線性滯回特性，則等效剛度也可以確定：01KKeffeffK0K式中，和分別為非線性系統(tǒng)的等效剛度和初始彈性剛度。 effeffK這樣，非線性系統(tǒng)的地震反應(yīng)就被近似地認(rèn)為與具有等效粘滯阻尼比和等效剛度接應(yīng)用彈性反應(yīng)譜法求出最大地震力和

33、最大反應(yīng)位移。在此基礎(chǔ)上，Shibata和Sozen還進(jìn)一步把該方法推廣到多自由度非線性系統(tǒng)。 的線性系統(tǒng)的反應(yīng)一致了，從而可以直6.5.3 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法1 發(fā)展過(guò)程簡(jiǎn)介發(fā)展過(guò)程簡(jiǎn)介借助于強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)收集到的地震記錄和模擬電子計(jì)算機(jī)，豪斯納在20世紀(jì)50年代末開(kāi)始把地震記錄輸入到結(jié)構(gòu)上，來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，這種方法即為最初的動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法。日本則于60年代初，在武藤清教授的領(lǐng)導(dǎo)下，也開(kāi)始進(jìn)行這種研究。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明，動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法在國(guó)外6070年代得到迅速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)大量開(kāi)展這方面的研究工作，則始于70年代末和80年代初期。迄今為止，結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力時(shí)程分析方法仍得到大量研究，雖然計(jì)

34、算方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，但依然存在一些難于解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題包括：（1）輸入地震動(dòng)問(wèn)題；（2）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)土相互作用問(wèn)題；（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性動(dòng)力特性和屈服后的行為。 這些問(wèn)題在很大程度上影響了非線性動(dòng)力時(shí)程分析的結(jié)果，因此，一般要求能夠?qū)Ψ治鼋Y(jié)果進(jìn)行解釋，并與反應(yīng)譜分析結(jié)果進(jìn)行相互比較和校核（在線性范圍內(nèi)）。然而，隨著計(jì)算手段的不斷進(jìn)步和對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)認(rèn)識(shí)的不斷深入，動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法已越來(lái)越受到重視。對(duì)體系復(fù)雜的橋梁的非線性地震反應(yīng)，動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法還是理論上惟一可行的分析方法，最新的日本與美國(guó)規(guī)范都已將此方法列為規(guī)范采用的分析方法之一。2 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法，是將地震動(dòng)記錄或人工

35、波作用在結(jié)構(gòu)上，直接對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行積分，求得結(jié)構(gòu)任意時(shí)刻地震反應(yīng)的分析方法，所以動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法也稱為直接積分法。根據(jù)分析是否考慮結(jié)構(gòu)的非線性行為，動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法又可分為線性動(dòng)力時(shí)程分析和非線性動(dòng)力時(shí)程分析兩種，但不管是那一種，分析過(guò)程都需要借助計(jì)算機(jī)程序完成，其執(zhí)行步驟如下：（1）將振動(dòng)時(shí)程分為一系列相等或不相等的微小時(shí)間間隔t； t（2）假定在（中心差分、常加速度、線性加速度、Newmark-法或Wilson-法等）； 時(shí)間間隔內(nèi)，位移、速度和加速度按一定規(guī)律變化tttt（3）求解時(shí)刻結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。動(dòng)力平衡方程可以表示為如下的增量形式： 時(shí)刻結(jié)構(gòu)的DttDFuK（4）對(duì)一系列時(shí)間間

36、隔按上述步驟逐步進(jìn)行積分，直到完成整個(gè)振動(dòng)時(shí)程。從理論上講，彈塑性動(dòng)態(tài)時(shí)程分析提供了對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的最準(zhǔn)確計(jì)算，而且它還可以同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下進(jìn)入塑性后的需求與能力比較。但是，彈塑性動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法需要耗費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間，輸出大量的計(jì)算數(shù)據(jù)，這些都不利于工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于大量常規(guī)的橋梁結(jié)構(gòu)，一般不采用這種分析方法，在很多情況下僅限于進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析；只有特別復(fù)雜和重要的橋梁，才需要使用彈塑性動(dòng)態(tài)時(shí)程分析方法。1.3.4 各種分析方法總結(jié)本節(jié)所討論的各種分析方法，目前在實(shí)際橋梁抗震設(shè)計(jì)中均得到應(yīng)用，但這些方法各有各的適用范圍。為此，在下表中對(duì)這些分析方法專門(mén)作了一個(gè)總結(jié)比

37、較，并加以扼要的評(píng)述。分 析 方 法適用范圍評(píng) 注靜力法彈 性 靜力法橋臺(tái)等剛性結(jié)構(gòu)僅對(duì)可視為剛體的結(jié)構(gòu)有效，最為簡(jiǎn)便?；救毕荩汉雎越Y(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)。非 線 性Pushover分析復(fù)雜橋梁設(shè)計(jì)一般不采用，多用于抗震性能評(píng)估，可同時(shí)計(jì)算非線性反應(yīng)的需求和能力。缺點(diǎn)：靜力分析代替動(dòng)力過(guò)程，需求計(jì)算忽略高階振型影響。反應(yīng)譜法單 振 型規(guī)則橋梁僅對(duì)可視為單自由度振子的結(jié)構(gòu)有效，適用于線彈性反應(yīng)問(wèn)題，方法簡(jiǎn)單，可手算，為規(guī)范基本分析方法之一。主要缺點(diǎn)：無(wú)法反應(yīng)地震動(dòng)持時(shí)的影響。多 振 型復(fù)雜橋梁規(guī)范采用的主要分析方法，一般需要依靠計(jì)算機(jī)程序完成分析，適用于多自由度線彈性系統(tǒng)。主要缺點(diǎn)：存在振型組合問(wèn)題，無(wú)

38、法考慮非一致激勵(lì)，其余同上。等 效 線性化一般用于規(guī)則橋梁可估計(jì)非線性系統(tǒng)的最大反應(yīng)，一般用于初步設(shè)計(jì)，方法簡(jiǎn)單，可手算，在位移設(shè)計(jì)法中應(yīng)用更廣。主要問(wèn)題：需更多的實(shí)踐檢驗(yàn)。動(dòng)態(tài)時(shí)程法彈性復(fù)雜橋梁規(guī)范采用的主要分析方法，可同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)的需求和能力，一般需要靠計(jì)算機(jī)程序完成分析。主要缺點(diǎn)：無(wú)法考慮非線性反應(yīng)。非 線 性特別復(fù)雜或關(guān)鍵橋梁可以考慮 效應(yīng)和材料非線性，可同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的需求和能力，需要靠計(jì)算機(jī)程序完成分析。主要缺點(diǎn)：計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果需分析和校核。不同分析方法總結(jié)比較P6.6橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)原則橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)原則6.6.1 橋梁抗震設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)靜力設(shè)

39、計(jì)而言，所謂極限狀態(tài)，一般是指一個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分達(dá)到一個(gè)使它不適合使用的特殊狀態(tài)。一般有兩類(lèi)極限狀態(tài)：即正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)。對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)而言，由于作為結(jié)構(gòu)外部作用的地震動(dòng)性質(zhì)不同于靜力荷載，因此，抗震設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)概念與靜力設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)概念不盡相同。從目前橋梁抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展看，采用多級(jí)抗震設(shè)防原則是必然趨勢(shì)。從多級(jí)抗震設(shè)防思想出發(fā)，定義橋梁結(jié)構(gòu)以下的極限狀態(tài)：（1）正常使用極限狀態(tài)這個(gè)極限狀態(tài)與靜力設(shè)計(jì)中使用的概念基本一致?；炷翗蛄哼_(dá)到正常使用極限狀態(tài)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)較多的裂縫，但裂縫寬度應(yīng)受到限制，鋼筋不會(huì)發(fā)生明顯屈服，混凝土保護(hù)層不出現(xiàn)剝落。結(jié)構(gòu)一般不受損壞或不需修

40、理仍可繼續(xù)使用。橋梁處于正常使用極限狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)基本上保持彈性狀態(tài)。（2）有限損壞極限狀態(tài)這個(gè)極限狀態(tài)主要是用于控制結(jié)構(gòu)的破壞程度?；炷翗蛄哼_(dá)到有限損壞極限狀態(tài)時(shí)，鋼筋發(fā)生明顯屈服，導(dǎo)致較寬的裂縫，混凝土保護(hù)層可能剝落，但不應(yīng)出現(xiàn)箍筋斷裂或縱向鋼筋的屈曲現(xiàn)象，而且塑性鉸區(qū)域的核心混凝土無(wú)須更換。結(jié)構(gòu)經(jīng)表面修復(fù)或不需修理仍可繼續(xù)使用。有限損壞極限狀態(tài)給出了能經(jīng)濟(jì)地修復(fù)的破壞與不能修復(fù)或不能經(jīng)濟(jì)地修復(fù)的破壞之間的界限。（3）不倒塌極限狀態(tài)這個(gè)極限狀態(tài)是為了確保橋梁不會(huì)發(fā)生倒塌或危及生命的嚴(yán)重破壞。橋梁抗震設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，就是防止結(jié)構(gòu)在預(yù)期的地震作用下倒塌破壞?；炷翗蛄哼_(dá)到不倒塌極限狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)

41、可能大量損壞，修復(fù)可能是不經(jīng)濟(jì)的，或者在技術(shù)上是不可行的。橋梁處于不倒塌極限狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)向抗力早已不足于抵抗地震作用，而且由于結(jié)構(gòu)破壞，側(cè)向抗力實(shí)際上也已經(jīng)下降。此時(shí)，結(jié)構(gòu)保持不倒的關(guān)鍵是其非彈性變形能力。對(duì)一般性橋梁，可能要求其在遭受多遇地震影響時(shí)，處于正常使用極限狀態(tài)；在遭受偶遇地震影響時(shí)，處于有限損壞極限狀態(tài)；在遭受罕遇地震影響時(shí)，處于不倒塌極限狀態(tài)。這實(shí)際上也就是體現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防原則。對(duì)重要橋梁和生命線橋梁，一般要求相應(yīng)地提高其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，即不僅僅要求其在小震下不壞，還可能要求中震不壞甚至大震下也不壞。6.6.2 抗震設(shè)計(jì)參數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和延

42、性，是橋梁抗震設(shè)計(jì)的三個(gè)主要參數(shù)。1 剛度剛度為了正確可靠地計(jì)算結(jié)構(gòu)在地震側(cè)向力作用下的變形，進(jìn)而控制其變形，工程師必須估算出結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度。這個(gè)量值把荷載或作用力與結(jié)構(gòu)的變形聯(lián)系起來(lái)。對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的估計(jì)值將直接影響到對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)位移的預(yù)期值。過(guò)去往往使用全截面剛度代替開(kāi)裂截面剛度，因而人為低估了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)位移，導(dǎo)致地震中出現(xiàn)落梁震害的嚴(yán)重后果。2 強(qiáng)度如果要保證橋梁結(jié)構(gòu)在預(yù)期的地震作用下免遭破壞，結(jié)構(gòu)就必須具有足夠的強(qiáng)度，以抵抗結(jié)構(gòu)在其彈性地震反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)力。對(duì)于發(fā)生概率很低的地震，如475年一遇的地震（部規(guī)規(guī)定的設(shè)防地震），結(jié)構(gòu)為抵抗其激起的彈性地震力，需要相當(dāng)高的強(qiáng)度。對(duì)于一般性橋梁，如果確實(shí)這樣做的話