橋梁抗震設計基本要求

1、第二章 橋梁抗震設計基本要求主要內(nèi)容：橋梁抗震設計基本原則、橋梁抗震設計流程，橋梁抗震設防標準、地震動輸入的選擇、橋梁抗震概念設計?；疽螅赫莆諛蛄嚎拐鹪O計基本原則、理解和掌握橋梁抗震設防標準、掌握地震動輸入的選擇要求、掌握橋梁抗震概念設計基本原則。重 點：橋梁抗震設防標準的確定、地震動輸入的選擇和橋梁抗震概念設計。難 點：橋梁抗震設防標準的確定。最近二三十年來，全球發(fā)生的對此破壞性地震造成了非常慘重的生命財產(chǎn)損失。一個很重要的原因是，橋梁工程在地震中遭到了嚴重破壞，切斷了震區(qū)交通生命線，造成救災工作的巨大困難，使次生災害加重，從而導致了巨大的經(jīng)濟損失。多次破壞性地震一再顯示了橋梁工程遭到破

2、壞的嚴重后果，也一再顯示了橋梁工程進行正確抗震設計的重要性。自從1976年唐山地震以后，我國的橋梁抗震工作也日益受到重視。最近幾年來，我國的鐵路工程抗震設計規(guī)范、公路橋梁抗震設計細則以及城市橋梁抗震設計規(guī)范先后得到了修訂或編制完成。這些規(guī)范引入了新的橋梁抗震設計理念，完善了相應的抗震設計方法，是我國橋梁設計的依據(jù)。2.1 抗震設防標準及設防目標（課件）2.1.1 抗震設防標準工程抗震設防標準是指根據(jù)地震動背景，為保證工程結構在壽命期內(nèi)的地震損失（經(jīng)濟損失及人員損失）不超過規(guī)定的水平或社會可接受的水平，規(guī)定工程結構必須具備的抗震能力。因此，抗震設防標準是工程項目進行抗震設計的準則，也是工程抗震設

3、計中需要解決的首要問題。通常情況下，建設工程從選址到使用壽期內(nèi)的防震措施可分為三個階段：抗震設計、保證施工質(zhì)量與合理的維護保養(yǎng)。其中，抗震設計要遵從一定的標準，這就是抗震設防標準。它包括抗震設防目標、工程設防類別、設防地震和場地選擇等內(nèi)容?？拐鹪O防標準是科學性和政策性（或社會性）的結合?？茖W性就是要嚴格按照現(xiàn)行的有關規(guī)范要求進行工程場地地震安全性評價工作，是的評價結果較好地符合實際，具有較好的可重復性。政策性則要考慮到工程類型、重要程度、投資強度風險程度等。我國還屬于發(fā)展中國家，財力物力有限。國家總的防災政策決定了抗震設防標準不宜過高。隨著科學技術的進步和國民經(jīng)濟地發(fā)展，以及人們放在意識的加強

4、，抗震設防標準也在逐漸提高?？拐鹪O防標準工程設防類別系指根據(jù)工程結構遭遇地震破壞后可能產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和社會影響程度，以及在抗震救災中的作用，對其所做的抗震重要性類別劃分。一般分為四類，也有的行業(yè)工程分為二類或三類?？拐鹪O防標準設防地震系指針對不同重要性類別的工程，采用特定安全水準的地震作用強度，常以一定概率水平下的地震烈度或地震動參數(shù)來表達。在現(xiàn)行的多種抗震設計規(guī)范中稱為“設防烈度”?？拐鹪O防標準抗震設防目標系指工程結構通過抗震設計所達到的宏觀抗震目標。設防目標同設計方法有關。比如，對于建筑來說是三級設防，其目標可簡述為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。抗震設防標準場地選擇系指在地震區(qū)選擇建設

5、場地時，宜選擇有利地段，避開不利地段，當無法避開時應采取適當?shù)目拐鸫胧＿@是經(jīng)濟合理的抗震設防前提，往往比其他抗震措施的作用還大。因為，地震對建設工程的破壞，除地震動引起工程結構的破壞外，還有場地條件的因素，諸如地震引起的地表錯動與地裂，地基土的不均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。對有利，不利和危險地段的劃分，應按地震活動性、構造活動性，邊坡穩(wěn)定性和場地地基條件等進行綜合評定。橋梁工程的抗震設防，既要使震前用于抗震設防的經(jīng)濟投入不超過我國當前的經(jīng)濟能力，又要使地震中經(jīng)過抗震設計的橋梁的破壞程度限制在人們可以承受的范圍內(nèi)。換言之，需要在經(jīng)濟和安全之間進行合理平衡，這是橋梁抗震設防的合理安全度原則。

6、抗震設防標準是衡量抗震設防要求高低的尺度，由抗震設防烈度或設計地震動參數(shù)及橋梁抗震設防類別確定?？拐鹪O防烈度是按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈度。設防參數(shù)是指考慮工程抗震設防時，采用哪種物理量（參數(shù)）來進行工程設防。國內(nèi)外常用的參數(shù)為烈度和地震動參數(shù)兩種。我國頒布了中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的基本烈度，一般情況下，取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。對橋址已作過地震安全性評價的橋梁，應按批準的抗震設防烈度或設計地震動參數(shù)進行抗震設防。 2.1.2 抗震設防目標2.1.2.1 總目標通過抗震設防，減輕公路橋梁的地震破壞，保證人民生命財產(chǎn)安全，減少經(jīng)濟損失，更好地發(fā)揮公路交通網(wǎng)在

7、抗震救災中的作用。具體具體通過“兩水準”的抗震設防要求和“兩階段”的抗震設計方法實現(xiàn)。2.1.2.2 “兩水準”抗震設防目標近幾十年來，美國、日本及我國等國家的地震工程專家先后提出了分類設防的抗震設計思想，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。這一抗震設計思想表示為以下三個要求：在小震（多遇地震）作用下，結構物不許修理，仍可正常使用；在中震（偶遇地震）作用下，結構物無重大損壞，經(jīng)修復后仍可繼續(xù)使用；在大震（罕遇地震）作用下，結構物可能產(chǎn)生重大破壞，但不致倒塌。我國公路橋梁抗震設計細則（JTG/T B02012008）以及城市橋梁抗震設計規(guī)范（CJJ 1662011）分別兩個等級的地震動參數(shù)：E1

8、地震作用和E2地震作用，進行兩個階段的抗震設計；即：當遭受E1地震作用時，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。當遭受E2地震作用時，應保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結構損壞，經(jīng)臨時加固后可供維持應急交通使用。 表1 各設防類別橋梁的抗震設防目標橋梁抗震設防類別設防目標E1地震作用E2地震作用A類一般不受損壞或不需要修復可繼續(xù)使用可發(fā)生局部輕微損傷，不需修復或經(jīng)簡單修復可繼續(xù)使用B類一般不受損壞或不需要修復可繼續(xù)使用應保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結構損傷，經(jīng)臨時加固后可供維持應急交通使用C類一般不受損壞或不需要修復可繼續(xù)使用應保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結構損傷，經(jīng)臨時加固后可供維持應急交通使用D類一般不受損壞或不需

9、要修復可繼續(xù)使用“兩階段”的抗震設計方法我國建筑抗震設計規(guī)范（GB 500112010）就是采用三水準設防、兩階段設計方法：第一階段設計取第一水準的地震動參數(shù)計算結構的彈性地震作用標準值和相應的地震作用效應，進行構件截面的承載力驗算，即采用彈性抗震設計，對部分構件進行承載力設計。；第二階段設計取第三水準的地震動參數(shù)進行結構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算，并采取相應的構造措施，即采用延性抗震設計方法，并引入能力保護設計原則。2.1.2.4 橋梁工程抗震設計流程橋梁工程在其使用期內(nèi)，要承受多種作用的影響，包括永久作用、可變作用和偶然作用三大類。地震是橋梁工程的一種偶然作用，在試用期內(nèi)不一定會出現(xiàn)，但

10、一旦出現(xiàn)，對結構的影響很大。橋梁工程必須首先確保運行功能，即滿足永久作用和可變作用的要求，這是靜力設計的目標。其次。保證橋梁工程在地震下的安全性也非常重要，因此要進行抗震設計。目前，橋梁工程的抗震設計一般配合靜力設計進行，并貫穿橋梁結構設計的全過程。與靜力設計一樣，橋梁工程的抗震設計也是一項綜合性的工作。橋梁抗震設計的任務，是選擇合理的結構形式，并為結構提供較強的抗震能力。具體來說，要正確選擇能夠有效地抵抗地震作用的結構形式，合理地分配結構的剛度、質(zhì)量和阻尼等的分布，并正確估計地震可能對結構造成的破壞，以便通過結構、構造和其他抗震措施，使損失控制在限定的范圍內(nèi)。橋梁工程的抗震設計過程一般包括七

11、個步驟，即抗震設防標準選定、地震輸入選擇、抗震概念設計、延性抗震設計（或減隔震設計）、地震反應分析、抗震性能驗算以及抗震措施選擇，如圖所示?？拐鹪O防標準確定地震動輸入選擇抗震概念設計延性抗震設計減隔震設計修改設計參數(shù)地震反應分析不通過抗震性能驗算通過抗震措施結束其中，虛框中的部分工作量最大，也最為復雜。如果采用兩級設防的抗震設計思想，虛框中的地震反應分析和抗震驗算就要做兩次循環(huán)，即對應于每一個設防水準，進行一次地震反應分析，并進行相應的抗震性能驗算，直到結構的抗震性能滿足要求。2.2地震作用及作用效應組合（反應譜、地震動時程，介紹橋梁場地地震安全性評價（P41），建筑抗震設計規(guī)范及課本，葉愛君

12、，課件）橋梁場地地震安全性評價地震安全性評價是指對具體建設工程地區(qū)或場址周圍的地震地質(zhì)、地球物理、地震活動性、地形變化等進行研究，采用地震危險性概率分析方法，按照工程應采用的分先概率水準，科學地給出相應的工程規(guī)劃和設計所需的有關抗震設防要求的地震動參數(shù)和基礎資料。地震安全性評價工作一般包括地震危險性分析、場地土層地震反應分析和場地的地震地質(zhì)災害評價三部分。地震危險性是指某一場地（或某一區(qū)域、地區(qū)、國家）在一定時期內(nèi)可能遭受到的最大地震破壞影響，可以用地震烈度或地面運動參數(shù)來表示。目前，場地的地震危險性分析普遍采用概率方法，具體要求包括：查明工程場地周圍地震環(huán)境和地震活動性，判定并劃分出潛在震源

13、的位置、規(guī)模和地震活動頻度，給出可能的真元模式，確定各潛在震源的發(fā)震概率，最后根據(jù)地震動衰減規(guī)律和地震危險性分析的概率模型，計算出場地不同地震動參數(shù)的概率曲線，給出不同概率水準下的地震動參數(shù)峰值，得到基巖的地震反應譜，以及地震持續(xù)時間。將地震危險性分析得到的基巖地震加速度反應譜進行標準化處理，得到目標反應譜，進一步合并基巖加速度時程，作為場地地震反應分析的地震輸入。對于水平層、橫向不均勻性較小的場地，可采用一維剪切模型進行場地土層地震反應分析，該模型為覆蓋在基巖上的一系列完全理想的已知層后、土特征的水平成層模型。但對于局部地形等影響、橫向不均勻性較大的場地，則需采用二維甚至三維模型進行場地土層

14、地震反應分析。通過場地的地震反應分析，可以得到各土層的地震加速度時程，并進一步換算為地震加速度反應譜，經(jīng)標準化后可得到設計加速度反應譜，供工程結構的抗震設計采用。進一步地，還要以設計加速度反應譜為目標，擬合出符合工程結構抗震設計要求的地震加速度時程。地震加速度反應譜做過地震安全性評價的橋梁場地，可以選取地震安全性評價報告提供的設計反應譜作為地震輸入；而未做場地地震安全性評價的橋梁場地，一般選取現(xiàn)行橋梁抗震規(guī)范規(guī)定的反應譜作為地震輸入。由于諸多隨機因素的影響，使得由不同記錄計算得到的反應譜具有很大的隨機性。為此，各國規(guī)范的反應譜一般是根據(jù)很多條地震記錄統(tǒng)計平均后，進行一定的平滑處理后得到的。我國

15、公路橋梁抗震設計細則采用的反應譜是通過對823條水平強震記錄統(tǒng)計分析得到的，并將有效周期成分延長至10s，其對應阻尼比為0.05的水平加速度反應譜由下式確定：式中,為反應譜特征周期（根據(jù)地震動參數(shù)區(qū)域圖選?。?；為結構自震周期；為水平設計加速度反應譜最大值；為地震設防的重要系數(shù)；為場地系數(shù)；為阻尼調(diào)整系數(shù)；為水平向設計基本地震動加速度峰值。式中，為結構實際阻尼比。我國城市橋梁抗震設計規(guī)范則采用了建筑抗震設計規(guī)范相同的反應譜形式，有效周期成分至6s,分別在區(qū)段和區(qū)段采用不同的下降段，其水平設計加速度反應譜直由下式確定：式中，為反應譜特征周期，根據(jù)地震動參數(shù)區(qū)域圖選取，其中計算8、9度E2地震作用時

16、，特征周期宜增加0.05s；為結構的阻尼調(diào)整系數(shù)，阻尼比為0.05時取1.0，阻尼比不等于0.05時按式 計算；為區(qū)段曲線衰減指數(shù)，阻尼比為0.05時取0.9，阻尼比不等于0.05時按式 計算；為區(qū)段直線下降段下降斜率調(diào)整系數(shù)，阻尼比為0.05時取0.02，阻尼比不等于0.05時按式 計算；為結構自震周期；為水平設計加速度反應譜最大值，按式 計算。式中，為結構實際阻尼比；為E1或E2地震作用下水平向地震動峰值加速度。對于豎向地震作用，我國公路橋梁抗震設計細則和城市橋梁抗震設計規(guī)范均采用豎向地震動加速度反應譜由水平向設計加速度反應譜乘以豎向/水平向譜比函數(shù)R得到。其中，基巖場地R取0.65，一般

17、土層場地根據(jù)下式取值；式中，為結構自震周期。地震動加速度時程目前，在橋梁抗震設計中，地震動加速度時程的選擇主要有三種方法，即直接利用強震記錄、采用人工地震加速度時程和規(guī)范標準化地震加速度時程。選擇加速度時程，必須把握住三個特征，即加速度峰值的大小、波形和強震持續(xù)時間。在選擇強震記錄上時，除了最大峰值加速度應符合橋梁所在地區(qū)的設防要求外，場地條件也應盡量接近，也就是該地震波的主要周期應盡量接近于橋址場地的卓越周期。對于強震持續(xù)時間，原則上應采用持續(xù)時間較長的地震記錄。如果能獲得橋址場地附近同類地質(zhì)條件下的強震記錄，則是最佳選擇，應優(yōu)先采用。人工地震加速度時程是根據(jù)隨機振動理論產(chǎn)生的符合所需統(tǒng)計特

18、征（加速度峰值、頻譜特征、持續(xù)時間）的地震加速度時程。生成人工地震加速度時程可以有兩條途徑：一是以規(guī)范設計反應譜為目標擬合而成；二是對建橋橋址場地進行地震安全性評價，以提供場地的人工地震加速度時程。規(guī)范標準化地震加速度時程由相關的規(guī)范提供，如日本橋梁抗震規(guī)范就提供了18組扔地震時程記錄共選用。需要特別指出的是，采用地震加速度時程進行地震反應分析時，一般要選取多組地震加速度時程以供比較分析，如美國AASHTO規(guī)范規(guī)定為5組，我國公路橋梁抗震設計細則和城市橋梁抗震設計規(guī)范均規(guī)定不得少于3組（對于地震反應分析結果，3組須取最大值，7組可取平均值）。2.2.1地震作用地震作用的屬于偶然作用，通常只與永

19、久作用進行組合。永久作用通常包括結構重力（恒載）、預應力、土壓力、水壓力，而地震作用通常包括地震動的作用和地震土壓力、水壓力等。進行橋梁抗震設計時，應進行包括各種作用效應的最不利組合。在地震作用下，除了結構內(nèi)力反應以外，支座以及梁端等位移反應需要特別關注，為防止發(fā)生支座脫落或橋梁震害，我國城市橋梁抗震設計規(guī)范規(guī)定在進行支座位移驗算時，還應考慮50%均勻溫度作用效應。2.2.1地震作用效應組合按承載能力極限狀態(tài)設計時，作用效應S應考慮作用效應的基本組合，必要時尚應考慮作用效應的偶然組合。偶然組合公路橋涵通用設計規(guī)范：永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應（標準值、準永久值、頻遇值）、一種偶然

20、作用標準值效應的組合。偶然作用的效應分項系數(shù)取1.0，地震作用標準值按橋梁抗震設計細則規(guī)定采用。建筑結構荷載規(guī)范：偶然組合的設計值宜按下列規(guī)定確定偶然荷載的代表值（標準值）不乘分項系數(shù)；與偶然荷載同時出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗采用適當?shù)拇碇怠８鞣N情況下荷載效應的設計值公式，可由有關規(guī)范另行規(guī)定。 按正常使用極限狀態(tài)設計時，作用效應Sk 應根據(jù)不同的設計要求，采用作用效應的短期效應組合、長期效應組合。1、 短期效應組合永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合。2、長期效應組合永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合。2.3橋梁抗震概念設計地震作用是一種不規(guī)則的循環(huán)往復荷載

21、，且具有很強的隨機性，而橋梁結構的地震破壞機理十分復雜。目前人們對地震動和結構地震破話的認識尚不充分，因此，要進行精準的抗震設計很困難。20世紀70年代以來，人們在總結地震災害經(jīng)驗中提出了“抗震設計”（conceptual design）的思想，并認為它比“數(shù)值設計”（numerical design）更為重要?？拐鹪O計概念是指根據(jù)地震災害和工程經(jīng)驗等獲得的基本設計原則和設計思想，正確地解決結構總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。合理的抗震設計，要求設計出來的結構，在強度、剛度和延性的等指標上有最佳的組合，使結構能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)抗震設防的目標?？拐稹案拍钤O計”是從概念上，特別

22、是從結構總體上考慮抗震的工程決策；“數(shù)值設計”主要是地震作用計算、構件強度驗算、結構和支座變形驗算等。應當指出，強調(diào)概念設計重要，并非不重視數(shù)值設計，而是為了給抗震計算創(chuàng)造有利條件，使計算分析結果更能反映地震時結構反應的實際情況。這兩者是相輔相成的，作為一個正確的抗震設計，必須重視抗震設計概念設計，靈活而又合理地運用抗震設計思想。2.3.1橋梁震害調(diào)查與分析橋梁的震害及產(chǎn)生的原因是建立正確的抗震設計方法，采取有效抗震措施的科學依據(jù)。國內(nèi)外地震工作者歷來都很重視震害的調(diào)查研究?？梢哉f，橋梁抗震設計的歷史，也是人類對橋梁震害認識的歷史。近20余年發(fā)生的幾次大地震使橋梁結構遭到了嚴重破壞，但也使我們

23、獲得了關于結構地震反應的極其寶貴的資料，從而可以對抗震設計理論和設計方法進行檢討、修正和發(fā)展，是橋梁抗震設計水平不斷的得到提高。大量的震害分析表明，引起橋梁震害的原因主要有死個：所發(fā)生的地震強度超過了抗震設防標準，這是無法預料的；橋梁場地對抗震不利，地震引起地基失效或地基變形；橋梁結構設計、施工錯誤；橋梁結構本身抗震能力不足。從結構抗震設計的觀點出發(fā)，可以將橋梁震害歸為兩大類，即地基失效引起的破壞和結構強烈振動引起的破壞。兩者破壞的原因不同：前者屬于靜力作用，是由于地基失效產(chǎn)生的相對位移引起的結構破壞；后者屬于動力作用，是由于振動產(chǎn)生的慣性力引起的破壞。1） 地基失效引起的破壞地基失效指的是由

24、地基喪失承載能力的現(xiàn)象。強烈地震時，地裂縫、滑坡、沙土液化、軟土震陷等，都是使地基產(chǎn)生開裂、滑動、不均勻沉降等，進而喪失穩(wěn)定性和承載力，使建造在上面的橋梁結構受到破壞。一般來說，這類破壞現(xiàn)象是人為工程難以抵御的，因此應盡量通過場地選擇避免。2） 結構強烈振動引起的破壞地震時，地面運動引起橋梁結構的振動，使結構的內(nèi)力和變形大幅度地增加，從而導致結構破壞甚至倒塌。這類破壞主要源于兩方面的原因：一是結構遭受的地震動強度遠遠超過設計預期的強度，結構語法抵御而破壞，這是導致結構破壞的外因；二是在結構設計和細部構造以及施工方法上存在缺陷，這是導致結構破壞的內(nèi)因。由于地震動的不確定性和復雜性，人們目前還無法

25、準確預測橋址未來可能發(fā)生的地震動，所以，設計對地震動特性不敏感的結構就顯得特別重要。 2.3.1.1 上部結構的震害橋梁上部結構的震害，按照震害產(chǎn)生原因的不同，可分為上不結構自身的震害，上不結構的位移震害（包括落梁震害），以及上部結構的碰撞震害。1） 上部結構自身的震害橋梁上部結構自身遭受震害而被毀壞的情況比較少見。在發(fā)現(xiàn)的少數(shù)震害中，主要是鋼結構的局部屈曲破壞。2） 上不結構的位移震害橋梁上部結構的位移震害在破壞性地震中極為常見，這種震害表現(xiàn)為橋梁上不結構的縱向位移、橫向位移以及扭轉(zhuǎn)位移。一般來說，設置伸縮縫的地方比較容易發(fā)生位移震害。在破壞性地震中，最為常見的是橋梁上部結構的縱向位移和落梁

26、震害。如果上部結構的位移超出了墩、臺等的支承面，則會發(fā)生更為嚴重的落梁震害。上部結構發(fā)生落梁時，如果撞擊橋墩，還會給下部結構帶來很大的破壞。當然，橋梁支座和橋墩的毀壞也會導致上部結構的墜落。3） 上部結構的碰撞震害如果相鄰結構的間距過小，在地震中就有可能會發(fā)生碰撞，產(chǎn)生非常大的撞擊力，從而使結構受到破壞。橋梁在地震中的碰撞，比較典型的有：相鄰跨上部結構的碰撞，上部結構與橋臺的碰撞，以及相鄰橋梁間的碰撞。2.3.1.2 支座的震害橋梁支座歷來被認為是橋梁結構體系中抗震性能比較薄弱的一個環(huán)節(jié)，在歷次破壞性地震中，支座的震害現(xiàn)象都叫普遍。如在日本阪神地震中，支座損壞的比例達到了調(diào)查總數(shù)的28%。支座

27、的破壞形式一般表現(xiàn)為支座位移，錨固螺栓拔出、剪斷，活動支座脫落，以及支座本身構造上的破壞等。其原因主要是支座設計沒有充分考慮抗震的要求，連接與支擋等構造措施不足，以及某些支座形式和材料本身的缺陷。支座的破壞會引起結構的傳力路徑改變，甚至是中斷，從而對結構其他部位的抗震產(chǎn)生影響，嚴重的則會直接導致落梁，進一步加重結構震害。因此，支座的震害需要特別關注。2.3.1.3下部結構和基礎的震害下部結構和基礎的嚴重破壞時引起橋梁倒塌，并在震后難以修復使用的主要原因。除了地基毀壞的情況，橋梁墩臺和基礎的震害是由于受到較大的水平地震力，瞬時反復振動在相對薄弱的界面產(chǎn)生破壞而引起的。1) 橋梁墩柱的震害大量震害

28、資料表明：橋梁結構中普遍采用的鋼筋混凝土墩柱，其破壞形式主要有彎曲破壞和剪切破壞。彎曲破壞時延性的，多表現(xiàn)為開裂、混凝土剝落壓潰、鋼筋裸露和彎曲等，并會產(chǎn)生很大的塑性變形。而剪切破壞時脆性的，伴隨著強度和剛度的急劇下降。比較高柔的橋墩，多為彎曲型破壞；而矮粗的橋墩，多為剪切破壞；介于二者之間的，為混合型。另外，橋梁墩柱的基腳破壞也是一種可能的破壞形式。 墩柱的彎曲破壞橋梁墩柱的彎曲破壞非常常見，在歷次的大地震中都不少。究其原因，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的墩柱的延性不足。 墩柱的剪切破壞橋梁墩柱墩柱的剪切破壞也是十分常見的。由于剪切破壞是脆性的。往往會造成墩柱以及上

29、部結構的倒塌，震害較為嚴重。 墩柱的基腳破壞墩柱基腳的震害相當少見，但一旦出現(xiàn)，則可能導致墩梁倒塌的嚴重后果。2) 框架墩的震害城市高架橋中城建的框架墩，在地震中有不少震害的例子?？蚣芏盏恼鸷χ饕憩F(xiàn)為：蓋梁的破壞，墩柱的破壞，以及節(jié)點的破壞。蓋梁的破壞形式主要有：剪切強度不足（當?shù)卣鹆椭亓ΟB加時）引起的剪切破壞，蓋梁負彎矩鋼筋的過早截斷引起的彎曲破壞，以及蓋梁鋼筋的錨固長度不夠引起的破壞。墩柱的破壞形式與其他墩柱類似，而節(jié)點的破壞主要是剪切破壞。3) 橋臺的震害在歷年的地震中，橋臺的震害較為常見。除了地基喪失承載力（如砂土液化）等引起的橋臺滑移外，橋臺的震害主要表現(xiàn)為臺身與上部結構（如梁）

30、的碰撞破壞，以及橋臺向后傾斜。2.3.1.4基礎的震害橋梁基礎破壞是國內(nèi)外許多震害的重要震害現(xiàn)象之一。大量震害資料表明：地基失效（如土體滑移和砂土液化）是橋梁基礎產(chǎn)生震害的主要原因。2.3.2橋梁抗震設計原則（卓衛(wèi)東、細則4.1、葉愛君）合理的抗震設計，要求設計出來的結構，在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結構能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)抗震設防的目標，要達到這個要求，就需要設計工程師深入了解對結構地震反應有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力，而不僅僅只是按照規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。以下，介紹抗震設計應盡可能遵循的一些基本原則，這些原則基于歷次的工程結構震害教訓和當前公認的理論認識。主要包括：場地

31、選擇，體系的整體性和規(guī)則性，結構和構件的強度與延性的均衡，能力設計原則和多道抗震防線。2.3.2.1 場地選擇除了根據(jù)地震安全性分析盡量選擇比較安全的場址之外，還要考慮一個地區(qū)內(nèi)的場地選擇。選擇的基本原則是：避開地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。基巖、堅實的碎石累地基、硬粘土地基都是理想的場地；飽和松散粉細沙、人工填土和極軟的粘土地基或不穩(wěn)定的坡地及其影響科技的場所都是文獻地區(qū)。在地基穩(wěn)定的條件下，還可以考慮結構與地基的振動特性，力求避免共振影響；在軟弱地基上，設計時要注意基礎的整體性，以防止地震引起的動態(tài)的和永久的不均勻變形。2.3.2.2 體系的整體性和規(guī)則性結構的整體性要好

32、。對于橋梁結構，上部結構應盡可能設計成連續(xù)的。整體性可防止結構結件即非結構構件在地震時被震散掉落，同時它也是結構發(fā)揮空間作用的基本條件。無論實在平面或立面上，結構的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。2.3.2.3 結構和構件的強度與延性的均衡強度與延性是決定結構抗震設計比能力的兩個重要參數(shù)。只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設計。一般而言，結構具有的延性水平越高，相應的設計地震力可以取得越小，結構所需的強度也越低；反過來，結構具有的強度越高，結構所需具備的延性水平則越低。必須認識到，所選擇的延性水平將直接影響到結構的地震破壞程度。這是因為結構延性的發(fā)揮即意味著結構在設計地震動作用下將經(jīng)歷若干次反復的彈塑性變形循環(huán)，也即意味著結構將出現(xiàn)一定程度的破壞。一般情況下，結構經(jīng)歷的非彈性變形越大，其破壞程度也越高。因此，在設計抗震結構時，應當在三個hi強度和延性水平之間取得適當?shù)木狻?.3.2.4 能力設計原則傳統(tǒng)的靜力設計思想認為，理想的設計是使結構各構件都具有近似相等的安全度，即結構中不要存在局部的薄弱環(huán)節(jié)。但由于結構各構件的重要程度并不相同，實際上即使是對于靜力設計而言，等安全度設計思想也并不合適，對于抗震設計，則更是存在嚴重的缺陷。能力設計思想