橋梁抗震設(shè)計（PPT59）

第五五講講橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)計計5.1震害害及及其其分分析析5.2公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)防防要要求求5.3橋墩墩地地震震作作用用計計算算5.4橋臺臺水水平平地地震震作作用用5.5支座座水水平平地地震震作作用用5.6橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震驗驗算算5.7橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震構(gòu)構(gòu)造造措措施施5.1震害害及及其其分分析析橋梁梁按按照照結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系的的不不同同可可分分為為梁橋橋、拱橋橋、斜拉拉橋橋、懸索索橋橋等，，其其分分類類的的主主要要區(qū)區(qū)別別在在于于橋面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的支支撐撐型型式式。上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)指橋梁梁支支座座以上上的的橋橋跨跨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，多多采采用用混混凝凝土土或或預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土裝裝配配式式構(gòu)構(gòu)件件，，其其斷斷面面常常為T形、、∏型、箱箱形形或或中中空空圓孔孔截截面面，這這部部分分直直接接承承受受橋橋上上交交通通荷載載；；下部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)指橋梁梁支支座座以下下的的橋橋墩墩、、橋橋臺臺和和基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，這這部部分分主主要要承承受受上上部部橋橋跨跨傳傳來來荷荷載載，，并并將將它它及及本身身自重重傳傳給給地地基基。。橋墩墩位于于橋橋梁梁中中間間部部位位，，支支承承相相鄰鄰的的兩兩孔孔橋橋跨跨；；橋臺臺位于于全橋橋盡盡端，，它它一一側(cè)側(cè)支支承承橋橋跨跨，，承承受受橋橋跨跨傳傳來來的的荷荷載載，，另另一一側(cè)側(cè)與與路路基基銜銜接接，，承承受受臺臺背背填填土側(cè)側(cè)壓壓力力。橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范鐵路路工工程程抗抗震震設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范2006-12-01實施施公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)計計細細則則2008-10-01實施施橋梁梁按按照照使使用用用用途途的的不不同同又又分分為為鐵路路橋橋梁梁和公路路橋橋梁梁，其其抗抗震震設(shè)設(shè)計計可可分分別別按按照照下下列列相相應(yīng)應(yīng)規(guī)規(guī)范范進進行行:5.1震害害及及其其分分析析5.1震害害及及其其分分析析落梁梁破破壞壞廟子子坪坪大大橋橋采用用板板式式橡橡膠膠支支座座，，梁梁體體直直接接擱擱置置在在支支座座上上。。1、上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)震震害害地震震時時橋橋墩墩受受到到地地震震力力的的作作用用，，梁梁墩之之間間產(chǎn)產(chǎn)生生相相對對錯錯位位，，導(dǎo)導(dǎo)致致橋橋面面梁梁體體從從墩墩頂頂下下落落百花花大橋橋小半半徑徑曲曲線線橋橋、、橋橋墩墩剛剛度度變變化化大大5.1震害害及及其其分分析析1、上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)震震害害落梁梁破破壞壞5.1震害及其其分析1、上部結(jié)結(jié)構(gòu)震害害美國1971年圣費爾爾南多地地震中，，依據(jù)1957年的抗震震規(guī)范設(shè)設(shè)計和建建造的橋橋梁橋面板嚴重脫落，促使美國國抗震規(guī)規(guī)范全面面修改。。5.1震害及及其分分析2、墩臺臺震害害橋梁墩臺非非地震震時主主要作作為豎豎向承承重構(gòu)構(gòu)件，地震震時是主要要抗側(cè)側(cè)力構(gòu)構(gòu)件，，是梁梁橋抗抗震的的主體體。梁橋墩墩臺大致致可分分為剛性結(jié)結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)結(jié)構(gòu)兩大類類。石砌和實實體混混凝土土墩臺臺墩身身短粗粗，屬剛剛性結(jié)構(gòu)，在水平地地震力力作用下，，墩身身混凝凝土易易崩裂裂．產(chǎn)產(chǎn)生剪剪切破壞。。排架式、柱樁樁式墩墩臺屬于于柔性性結(jié)構(gòu)構(gòu)，常出出現(xiàn)局局部混混凝土土壓饋饋、鋼鋼筋屈屈曲呈呈燈籠籠狀，，或壓壓區(qū)混凝土土崩潰潰、鋼筋筋裸露露屈服服，導(dǎo)導(dǎo)致變變形過過大而而破壞壞。5.1震害及及其分分析2、墩臺臺震害害汶川地地震中中的百百花大大橋5.1震害及及其分分析2、墩臺臺震害害1）墩柱柱彎曲曲破壞壞a)墩柱彎彎曲強強度不不足（混凝凝土過過早壓壓碎或或者縱縱筋過過早屈屈服））b)墩柱鋼鋼筋搭搭接長長度不不足引引起的的破壞壞c)彎曲延延性不不足（（全截截面壓壓碎））墩柱縱縱筋焊焊接破破壞2）墩柱柱剪切切破壞壞5.1震害及及其分分析2、墩臺臺震害害5.1震害及及其分分析3、支座震害在強烈烈地層層下，，梁橋橋支座座的破破壞是是一種種比較較普遍遍的震害害現(xiàn)象象，支支座震震害現(xiàn)現(xiàn)象主要有有擺柱支支座傾斜、支座座鋼銷銷釘剪剪斷、、輥軸軸支座座滾動動脫落落、橡橡膠支支座移移位等。汶川地地震中中的壽壽江大大橋5.1震害及及其分分析3、支座震害汶川地地震中中的其其他橋橋梁破壞形形式主主要表表現(xiàn)為為支座座錨固固螺栓栓拔出出剪斷斷、活活動支支座脫脫落及及支座座本身身構(gòu)造造上的的破壞壞。5.1震害及及其分分析4、橋臺臺滑移移地震引起的的岸坡坡滑移移對橋橋臺產(chǎn)產(chǎn)生移移動動動土壓壓力，，橋臺臺在巨巨大推推力作作用下下產(chǎn)生生破壞壞。橋橋臺處處的主要要震害害有樁樁柱式式橋臺臺樁柱柱傾斜斜、開裂裂甚至至折斷斷，重重力式式橋臺臺胸墻墻開裂裂、滑滑移或或轉(zhuǎn)動動，橋橋頭引引道下沉和和護岸結(jié)結(jié)構(gòu)破破壞。。破壞前前破壞后后橋臺沉沉陷和和轉(zhuǎn)動動5.1震害及及其分分析支承連連接部部件失失效橋梁墩墩柱破破壞5.1震害及及其分分析基礎(chǔ)破破壞5.1震害及及其分分析5.1震害及及其分分析震害分分析橋梁震震害在在很大大程度度上是是由于于采用用不適適當(dāng)?shù)牡目拐鹫鹪O(shè)計計方法法及對對橋梁梁抗震震破壞壞機理理認識識不足足造成成的。。其主主要表表現(xiàn)為為抗震設(shè)設(shè)防標(biāo)標(biāo)準不不合適適，設(shè)防目目標(biāo)缺缺乏明明確準準則，結(jié)構(gòu)布布置、形式和和設(shè)計計都不不利于于結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震，結(jié)構(gòu)抗抗震分分析方方法和和抗震震構(gòu)造造不當(dāng)當(dāng)?shù)纫蛩厮?。?0世紀70年代后后期起起，延性概概念在結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震設(shè)計計中不不斷得得到重重視。。為了了最大大限度度地避避免地地震動動的不不確定定性，，保證結(jié)結(jié)構(gòu)在在大震震下能能以延延性的的形式式反應(yīng)應(yīng)，新西西蘭學(xué)學(xué)者提提出了了結(jié)構(gòu)延延性抗抗震設(shè)設(shè)計中的一一個重重要原原理—能力設(shè)設(shè)計原原理?；谀芰υO(shè)設(shè)計原原理的的設(shè)計計方法法（能能力設(shè)設(shè)計法法），，在新西蘭蘭最先得得到了了應(yīng)用用；其其他國國家也也先后后在各各自的的結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震設(shè)計計規(guī)范范中，，采納納應(yīng)用用了能能力設(shè)設(shè)計原原理的的一些些基本本概念念。一、能能力設(shè)計原原理能力設(shè)計原原理的的基本本概念念在于于：在在結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系中的的延性構(gòu)構(gòu)件（軟鐵鐵環(huán)））和能力保保護構(gòu)構(gòu)件（鑄鐵鐵環(huán)））之間間，確立適適當(dāng)?shù)牡膹姸榷劝踩燃壖壊町惍?，確確保結(jié)結(jié)構(gòu)不不發(fā)生生脆性性破壞壞模式式。一、能能力設(shè)計原原理上圖闡闡釋了了兩種不不同的的設(shè)計計思路路：等安安全度度設(shè)計計和不不等安安全度度設(shè)計計。常規(guī)的靜力強強度設(shè)設(shè)計方方法屬于前前者，，即所所有構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計都是是基于于統(tǒng)一一的強強度安安全系系數(shù)，，沒有有考慮慮在不不同性性質(zhì)的的構(gòu)件件之間間形成成適當(dāng)當(dāng)?shù)膹姀姸劝舶踩鹊燃壊畈町悾?；能力設(shè)計法法則屬屬于后后者，，即通通過延性構(gòu)構(gòu)件和和能力力保護護構(gòu)件件（在結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計中中，把把脆性性構(gòu)件件以及及不希希望發(fā)發(fā)生非非彈性性變形形的構(gòu)構(gòu)件，，統(tǒng)稱稱為能能力保保護構(gòu)構(gòu)件））之間的的強度度安全全等級級差異異，確保保結(jié)構(gòu)構(gòu)不會發(fā)發(fā)生脆脆性破破壞模式。一、能能力設(shè)計原原理基于能力設(shè)設(shè)計原原理的設(shè)計計方法法，稱稱為能能力設(shè)設(shè)計法法。能力設(shè)計法法的特特征是是：基基于能能力設(shè)設(shè)計的的抗震震結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)應(yīng)在主要要抗側(cè)側(cè)力體體系中中選擇合合適的的構(gòu)件件，通過過對這這些構(gòu)構(gòu)件合合理的的設(shè)計計和細細部構(gòu)構(gòu)造設(shè)設(shè)計，，使其其具有在在大變變形下下的耗耗能能能力。其它結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件則則設(shè)計計成具有足足夠的的強度度，以保保證預(yù)預(yù)先選選擇的的耗能能機制制能發(fā)發(fā)揮作作用。。能力設(shè)計法法將控控制概概念引引入結(jié)結(jié)構(gòu)抗抗震設(shè)設(shè)計，，有目的的地引引導(dǎo)結(jié)結(jié)構(gòu)破破壞機機制，，避免免不合合理的的破壞壞形態(tài)態(tài)。二、能力力設(shè)計計法傳統(tǒng)靜靜力強強度設(shè)設(shè)計方方法與與能力力設(shè)計計法比比較結(jié)構(gòu)抗震性能傳統(tǒng)設(shè)計方法能力設(shè)計法塑性鉸出現(xiàn)位置不明確預(yù)定的構(gòu)件部位塑性鉸的布局隨機預(yù)先選擇局部延性需求難以估計與整體延性直接聯(lián)系結(jié)構(gòu)整體抗震性能難以預(yù)測可預(yù)測防止結(jié)構(gòu)倒塌破壞概率有限最大能力設(shè)設(shè)計法法的主主要設(shè)設(shè)計步步驟如如下：：（1）在概念設(shè)設(shè)計階階段，選擇擇合理的的結(jié)構(gòu)構(gòu)布局局；（2）確定預(yù)預(yù)期的的彎曲曲塑性性鉸位位置，保證證結(jié)構(gòu)構(gòu)能形形成一一個適適當(dāng)?shù)牡乃苄院暮哪軝C機制；（3）通過過計算算分析析，確定潛在塑塑性鉸鉸區(qū)截截面的的需求延延性及及設(shè)計計彎矩矩；（4）對具具有潛潛在塑塑性鉸鉸區(qū)截截面的的延性性構(gòu)件件，進進行抗彎設(shè)設(shè)計；（5）估算延性構(gòu)構(gòu)件塑塑性鉸鉸區(qū)截截面實際的的最大大抗彎彎強度度；（6）按按塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū)截截面面的的彎彎曲曲強強度度，，進進行行延性性構(gòu)構(gòu)件件的的抗抗剪剪設(shè)設(shè)計計及能力力保保護護構(gòu)構(gòu)件件的的強強度度設(shè)設(shè)計計；（7）對對塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū)域域進進行行細細致致的的構(gòu)構(gòu)造造設(shè)設(shè)計計，，確確保保潛潛在在塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū)截截面面的的延延性性。。橋梁梁延延性性抗抗震震設(shè)設(shè)計計基于于能能力力保保護護設(shè)設(shè)計計原原則則的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震設(shè)設(shè)計計過程程，一一般般都都具具有有以以下下特特征征：選擇擇合理理的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布局局；；選擇擇地震震中中預(yù)預(yù)期期出出現(xiàn)現(xiàn)的的彎彎曲曲塑塑性性鉸鉸的的合合理理位位置置，，保保證證結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)能能形形成成一一個個適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡乃芩苄孕院暮哪苣軝C機制制；通通過過強度度和和延延性性設(shè)設(shè)計計，，確確保保潛潛在在塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū)域域截截面面的的延延性性能力力；；確定定適當(dāng)當(dāng)?shù)牡膹姀姸榷鹊鹊燃壖?，，確確保保預(yù)預(yù)期期出出現(xiàn)現(xiàn)彎彎曲曲塑塑性性鉸鉸的的構(gòu)構(gòu)件件不不發(fā)發(fā)生生脆脆性性破破壞壞模模式式(如剪剪切切破破壞壞、黏黏結(jié)結(jié)破破壞壞等)，并并確確保保脆脆性性構(gòu)構(gòu)件件和和不不宜宜用用于于耗耗能能的的構(gòu)構(gòu)件件(能力力保保護護構(gòu)構(gòu)件件)處于于彈彈性性反反應(yīng)應(yīng)范范圍圍。。橋梁梁延延性性抗抗震震設(shè)設(shè)計計(1)、鋼鋼筋筋混混凝凝土土墩柱柱橋橋梁梁在抗抗震震設(shè)設(shè)計計時，，塑塑性性鉸鉸的的位位置置一一般般選選擇擇出出現(xiàn)現(xiàn)在在墩柱柱上上，墩柱柱作作為為延性性構(gòu)構(gòu)件件設(shè)計計，可可以以發(fā)發(fā)生生彈彈塑性性變變形形，，耗耗散散地地震震能能量量；；橋梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)、蓋蓋梁梁、、梁梁體體和和結(jié)結(jié)點點宜宜作作為為能能力力保保護護構(gòu)件件。墩墩往往的的抗抗剪剪強強度度宜按按能能力力保護護原原則則設(shè)設(shè)計計。(2)、沿順橋橋向向，連連續(xù)續(xù)梁梁橋橋、、簡簡支支梁梁橋橋墩墩柱柱的的底底部部區(qū)區(qū)域域，，連連續(xù)續(xù)剛剛構(gòu)構(gòu)橋橋墩墩柱柱的的端端部部區(qū)區(qū)域域為為塑塑性性鉸鉸區(qū)域域；沿橫橫橋橋向向，單柱柱墩墩的的底部部區(qū)區(qū)域域、、雙柱柱墩墩或或多柱柱墩墩的的端端部部區(qū)區(qū)域域為為塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū)域域。橋梁梁延延性性抗抗震震設(shè)設(shè)計計(3)、蓋蓋梁梁、基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的設(shè)設(shè)計計彎彎矩矩和和設(shè)設(shè)計計剪剪力力值按按能能力力保保按按護護原則則計計算算時時，，應(yīng)應(yīng)為為與與墩墩柱柱的的極極限限彎彎矩矩(考慮慮超超強系系數(shù)數(shù))所對對應(yīng)應(yīng)的的彎彎矩矩、、剪剪力力值值；；在在計計算算蓋蓋梁梁、、結(jié)結(jié)點點的的設(shè)設(shè)計計彎彎矩矩、、設(shè)設(shè)計計剪剪力力值值時時，，應(yīng)應(yīng)考考慮慮所所有有潛潛在在塑性性鉸鉸位置置以以確確定定最最大大設(shè)設(shè)計計彎彎矩矩和和剪剪力力。。(4)、墩墩柱柱的設(shè)設(shè)計計剪剪力力值值按按能能力力保保護護原原則則計計算算時時，，應(yīng)應(yīng)為為與與墩墩柱柱的的極極限限彎彎矩矩(考慮慮超超強強系系數(shù)數(shù))所對對應(yīng)應(yīng)的的剪剪力力；；在在計計算算設(shè)設(shè)計計剪剪力力值值時時，，應(yīng)應(yīng)考考慮慮所所有有潛潛在在塑塑性性鉸鉸位位置置，，以以確確定定最最大大的的設(shè)設(shè)計計剪剪力力值。。延性性抗震震設(shè)設(shè)計計1：上部部、基基礎(chǔ)礎(chǔ)彈性性墩柱柱延性性設(shè)設(shè)計計延性性抗抗震震設(shè)設(shè)計計2：上部部、、墩墩柱柱、、基基礎(chǔ)礎(chǔ)彈彈性性，，支座座彈塑性-減隔隔震震設(shè)設(shè)計計5.2公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)防防要要求求5.2.1公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)防防措措施施等等級級抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度為為6度及及以以上上地地區(qū)區(qū)的的公公路路橋橋梁梁，，須須進進行行抗抗震震設(shè)設(shè)計計。?？拐鹫鹪O(shè)設(shè)防防目目標(biāo)標(biāo)：：E1地震震作用用下下，，各各類類橋橋梁梁不不壞壞；；E2地震震作用用下下，，A類橋橋梁梁可可修修，，B、C類橋橋梁梁不不倒倒。。兩階階段段抗抗震震設(shè)設(shè)計計：：第一一階階段段：：E1地震震作作用用下下的的彈性性抗震震設(shè)設(shè)計計；；第二二階階段段：：E2地震震作作用用下下的的彈塑塑性性抗震震設(shè)設(shè)計計，，采采用用延延性性抗抗震震設(shè)設(shè)計計方方法法，，并并引引入入能能力力保保護護設(shè)設(shè)計計原原則則。。5.2公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)防防要要求求5.2.1公路路橋橋梁梁抗抗震震設(shè)設(shè)防防措措施施等等級級A類橋橋梁梁：：單跨跨跨跨徑徑超超過過150m的特特大大橋橋；；B類橋橋梁梁：：除A類以以外外的的高高速速公公路路和和一一級級公公路路上上的的橋橋梁梁及及二二級級公公路路上上的的大大橋橋、、特特大大橋橋等等；；C類橋梁：除A、B、D類以外的公路路橋梁；D類橋梁：位于三、四級級公路上的中中橋、小橋。。地震基本烈度橋梁分類67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gA7899更高，專門研究B78899≥9C677889D677889各類公路橋梁梁抗震措施等等級5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.1公路橋梁抗震震設(shè)防措施等等級根據(jù)工程的重要性和修復(fù)(搶修)難易程度，將將公路橋梁抗抗震設(shè)防劃分分為四個類別別，對于A類、B類、C類橋梁采用兩水平設(shè)防、兩階段段設(shè)計；D類橋梁采用一一水平設(shè)防、、一階段設(shè)計計。第一階段的抗震設(shè)設(shè)計，采用彈彈性抗震設(shè)計；第二階段的抗震設(shè)設(shè)計，采用延延性抗震設(shè)計計方法，并引引入能力保護護設(shè)計原則。通過第一階段的抗震設(shè)計，即即對應(yīng)E1地震作用的抗震設(shè)設(shè)計，可達到和原原規(guī)范基本相相當(dāng)?shù)目拐鹪O(shè)設(shè)防水平。通過第二階段的抗震設(shè)設(shè)計，即對應(yīng)E2地震作用的抗震設(shè)計，，來保證結(jié)構(gòu)構(gòu)具有足夠的延性能力，通過驗算，確保結(jié)構(gòu)的的延性能力大大于延性需求求。通過引入入能力保護設(shè)設(shè)計原則．確確保塑性鉸只只在選定的位置出現(xiàn)，并并且不出現(xiàn)剪剪切破壞等破破壞模式。通過抗震構(gòu)造措施施設(shè)計，確保保結(jié)構(gòu)具有足足夠的位移能力。5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.2橋梁抗震設(shè)計計的一般規(guī)定定宜選擇有利地段段，避開不利利地段及危險險地段。抗震有利地段一般系指建設(shè)設(shè)場地及其鄰鄰近無近期活活動性斷裂，，地質(zhì)構(gòu)造相相對穩(wěn)定，同同時地基為比較完整的的巖體、堅硬硬土或開闊平平坦密實的中中硬土等?？拐鸩焕囟我话阆抵杠浫躔ば酝翆訉?、液化土層和和地層嚴重不不均勻的地段段，地形陡峭峭、孤突、巖土松散或或破碎的地段段，此地下水水位埋藏較淺淺、地表排水水條件不良的的地段。嚴重重不均勻地層層系指巖性、土質(zhì)、、層厚、界面面等在水平方方向變化很大大的地層?？拐鹞ｋU地段段一般系指地震時可能發(fā)生滑坡坡、崩塌的地段，地震時時可能塌陷的的地段，溶洞洞等巖溶地段和已采空空的礦穴地段段，河床內(nèi)基基巖具有傾向向河槽的構(gòu)造造軟弱面被深切河槽所所切割的地段段，發(fā)展斷裂、地震時時可能坍塌而而中斷交通的的各種地段。。1.選擇對抗震有有利地段5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.2橋梁抗震設(shè)計計的一般規(guī)定定在確定路線的總總走向和主要要控制點時，，應(yīng)盡量避開開基本烈度較較高的地區(qū)和震害危險性性較大的地段；在路線設(shè)計計中，要合理理利用地形，，正確掌握標(biāo)標(biāo)準，盡量采采用淺挖低填的設(shè)計方案以減減少對自然平衡條件件的破壞。對于地震區(qū)的橋型型選擇，宜按下列幾個原則進行：盡量減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)的自重和降降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用用和內(nèi)力，提高其穩(wěn)定性；力求使結(jié)構(gòu)物物的質(zhì)量中心心與剛度中心心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起起的附加地震震力；應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物物的長度和高高度，以減少各部部分不同性質(zhì)質(zhì)的振動所造成的危害作用；適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度，使用延性材材料提高其變變形能力，從從而減少地震震作用；加強地基的調(diào)整和處理，以減小地基基變形和防止止地基失效。。2.確定合理的橋橋梁結(jié)構(gòu)方案案5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.2橋梁抗震設(shè)計計的一般規(guī)定定按照《公路抗震規(guī)范范》規(guī)定，在梁橋橋抗震驗算時時，應(yīng)分別根根據(jù)順橋和橫橫橋兩個方向向的水平地震作用計算墩臺臺和支座承受受的水平力以及地震動力力水壓力，并應(yīng)應(yīng)考慮順橋方方向橋臺的水水平地震力和地震土壓力。而對于簡支梁和連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的抗抗震能力一般般不予驗算，，但應(yīng)采取抗抗震構(gòu)造措施?？拐鹪O(shè)設(shè)防烈度為8度和9度的拱式結(jié)構(gòu)構(gòu)、長懸臂橋橋梁結(jié)構(gòu)和大大跨度等，尚尚應(yīng)同時考慮慮豎向地震作用。2.確定合理的橋橋梁結(jié)構(gòu)方案案5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.3公路橋梁設(shè)計計反應(yīng)譜1.水平設(shè)計加速速度反應(yīng)譜給出的是阻尼尼比為0.05的水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜譜S最大周期10秒大于Tg段都是以1/T的斜率下降10T(s)0.1Tg0SmaxS5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.3公路橋梁設(shè)計計反應(yīng)譜(1).水平設(shè)計加速速度反應(yīng)譜最最大值Smax橋梁抗震設(shè)防類型路線等級及構(gòu)造物重要性修正系數(shù)E1地震作用E2地震作用A單跨跨徑超過150m的特大橋1.01.7B單跨跨徑不超過150m的高速公路、一級公路上的橋梁，單跨跨徑不超過150m的二級公路上的特大橋、大橋0.43（0.5）1.3（1.7）C二級公路上的中、小橋，單跨跨徑不超過150m的三、四級公路上的特大橋、大橋0.341.0D三級公路上的中、小橋0.23-抗震重要性系系數(shù)CiE1和E2為工程場地重重現(xiàn)期較短和和較長的地震震作用，分別別對應(yīng)于第一一和第二級設(shè)設(shè)防水準5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.3公路橋梁設(shè)計計反應(yīng)譜(1).水平設(shè)計加速速度反應(yīng)譜最最大值Smax67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gⅠ1.21.00.90.90.90.9Ⅱ1.01.01.01.01.01.0Ⅲ1.11.31.21.21.01.0Ⅳ1.01.41.31.31.00.9場地系數(shù)Cs抗震設(shè)防烈度度場地類型抗震設(shè)防烈度度和水平向設(shè)設(shè)計基本地震震動加速度峰峰值A(chǔ)抗震設(shè)防烈度6789A0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g5.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.3公路橋梁設(shè)計計反應(yīng)譜(2).特征周期Tg特征周期按橋橋址位置在《中國地震動反反應(yīng)譜特征周周期區(qū)劃圖》上查取，根據(jù)據(jù)場地類別，，按下表取值。(3).阻尼調(diào)整系數(shù)數(shù)當(dāng)結(jié)構(gòu)的阻尼尼比按有關(guān)規(guī)規(guī)定取值不等于0.05時：區(qū)劃圖上的特征周期/s場地類型劃分ⅠⅡⅢⅣ0.350.250.350.450.650.400.300.400.550.750.150.350.450.650.905.2公路橋梁抗震震設(shè)防要求5.2.3公路橋梁設(shè)計計反應(yīng)譜2.豎向設(shè)計加速速度反應(yīng)譜豎向設(shè)計加速度反應(yīng)譜譜由水平向設(shè)計加速度度反應(yīng)譜乘上上下式給出的的豎向/水平向譜比函數(shù)R?；鶐r場地：土層場地：5.3橋梁地震作用用計算5.3.1橋梁抗震分析析一般規(guī)定根據(jù)在地震作作用下動力響應(yīng)特特性的復(fù)雜程程度，常規(guī)橋橋梁分為規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁兩類。下表限定范圍內(nèi)的梁橋橋?qū)儆谝?guī)則橋橋梁，不在此此表限定范圍圍內(nèi)的梁橋?qū)賹儆诜且?guī)則橋梁。5.3橋梁地震作用用計算5.3.1橋梁抗震分析析一般規(guī)定地震作用下，一般般情況下橋墩應(yīng)采用反應(yīng)譜譜理論計算，，橋臺臺身地震慣性力可可按靜力法計算。在進行橋梁抗震震分析時，E1地震作用下，，常規(guī)橋梁的的所有構(gòu)件抗彎剛度均按毛截面計算；E2地震作用下，，延性構(gòu)件的的有效截面抗彎彎剛度應(yīng)按下式計算，但其其他構(gòu)件抗彎彎剛度仍按毛毛截面計算。由于圬工拱橋橋、重力式橋墩墩和橋臺一般般為混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺尺寸大、無延延性，因此它它們和D類橋均可只進行行E1地震作用下結(jié)結(jié)構(gòu)的地震反反應(yīng)分析。對于上部結(jié)構(gòu)連續(xù)續(xù)的橋梁，各各橋墩高度宜宜盡可能相近近。相鄰橋墩墩高度相差較較大導(dǎo)致剛度度相差較大的橋梁，，宜在剛度較較大的橋墩處處設(shè)置活動支支座或板式橡橡膠支座。不宜在梁橋的矮墩墩處設(shè)置固定定支座，矮墩宜設(shè)置活動支座或板式橡膠支座座。在高烈度區(qū)，宜宜盡量避免采采用對抗震不不利的橋型。5.3橋梁地震作用用計算5.3.3橋墩計算簡圖圖《公路抗震規(guī)范范》計算橋墩地震作用時，不考考慮上部結(jié)構(gòu)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)構(gòu)的約束作用用，均按單墩墩確定計算簡簡圖。(1)實體墩計算實體墩臺地震震作用時，可可將橋梁墩身身沿高度分成成若干區(qū)段，，把每一區(qū)段段的質(zhì)量集中中于相應(yīng)重心處，作為一個個質(zhì)點。一般認為，墩臺高高度在50-60m以下，墩身劃劃分為4-8個質(zhì)點較為合合適。對上部部結(jié)構(gòu)的梁及及橋面，可作為一個集中中質(zhì)量，其作作用位置順橋橋向取在支座座中心處，橫橫橋向取在上上部結(jié)構(gòu)重心心處。5.3橋梁地震作用用計算5.3.3橋墩計算簡圖圖(2)柔性墩柔性墩所支承的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量遠大于橋橋墩本身質(zhì)量量，橋墩自身身質(zhì)量約為上上部結(jié)構(gòu)的1/5-1/8，它的大部分質(zhì)量量集中于墩頂處，可簡化為為一單質(zhì)點體系。5.3橋梁地震作用用計算5.3.4橋墩基本振型型與基本周期期基本振型墩臺下端嵌固于基礎(chǔ)之上，，墩身可視為豎豎向懸臂桿件件。在水平地震力作作用下，墩身身變形由彎曲變形和剪切變形組成，兩種變變形所占的份份額與橋墩高高度與截面寬寬度比值H/B有關(guān)。當(dāng)計算算實體橋墩橫向變形時，H/B的值較小，應(yīng)同同時考慮彎曲曲變形和剪切切變形影響；；當(dāng)計算縱向變形時，H/B的值較大，彎曲曲變形占主導(dǎo)導(dǎo)作用。公路橋梁墩身一般般不高，質(zhì)量量和剛度沿高高度分布均勻勻，實體墩在確定定地震作用時時一般只考慮慮第一振型影響，而將高階振振型的貢獻略略去不計。柔性墩質(zhì)量主要集中中在墩頂，視視為單質(zhì)點體系求得周周期，確定振振型曲線。5.3橋梁地震作用用計算5.3.4橋墩基本振型型與基本周期期基本振型《橋梁抗震細則則》給出了實體墩墩基本振型表達方式。當(dāng)H/B＞5時(一般為順橋向向)，橋墩第一振型，在第i分段重心處的的相對水平位移可按下式確定定；當(dāng)H/B<5時(一般為橫橋向)，橋墩第一振型在第i分段重心處的的相對水平位移為；5.3橋梁地震作用用計算8.3.4橋墩基本振型型與基本周期期基本振型對于柔性墩振動曲曲線，如右圖所示，圖中Xf(1/2)是考慮地基變形形時，順橋向向作用于支座座頂面上的單位水平力在在墩身計算高高度H/2處引起的水平平位移與支座座頂面處的水水平位移之比比值，若取Xf=0，順橋向可近似似?。?.3橋梁地震作用用計算5.3.4橋墩基本振型型與基本周期期(2)基本周期梁橋的質(zhì)量大部分分集中于墩頂頂處，在求橋墩基本周周期時，將墩墩身重力根據(jù)據(jù)動力等效原原則換算到墩頂處，而把橋橋墩視為單質(zhì)質(zhì)點體系，近似按下式計算橋橋墩的基本周周期T1：實體墩順橋向向：實體墩橫橋向向：柔性墩：上部結(jié)構(gòu)重力力墩身重力蓋梁重力5.3橋梁地震作用用計算5.3.5橋墩水平地震震作用(1)規(guī)則橋梁實體體橋墩水平地地震作用規(guī)則橋梁橋墩墩順橋向及橫橫橋向的水平地震作用用，一般情況下按下式計算算：作用于梁橋橋橋墩質(zhì)點i的水平地震作作用(kN)；重要性修正系系數(shù)；橋墩順橋向或或橫橋向的基基本振型參與與系數(shù)：5.3橋梁地震作用用計算5.3.5橋墩水平地震震作用(2)規(guī)則橋梁的柱柱式墩水平地地震作用梁橋橋墩的柔性墩以彎曲變形為主主，用能量法法將墩身質(zhì)量量換算到墩頂頂后，可簡化化為單自由度體系，其順橋向的的水平地震作用可采用下列簡化公式式計算：作用于支座頂頂面處的順橋橋向水平地震震作用；支座頂面處的的換算質(zhì)點重重力；5.3橋梁地震作用用計算5.3.5橋墩水平地震震作用(3)采用板式橡膠膠支座的梁橋橋水平地震作用用①均采用同類型板板式橡膠支座座的連續(xù)梁或或橋面連續(xù)、、順橋向具有有足夠強度的的抗震聯(lián)結(jié)措施(即縱向聯(lián)結(jié)措措施的強度大大于支座抗剪剪極限強度)的簡支梁橋，，其水平地震作用用可按下述簡化化方法計算：上部結(jié)構(gòu)對板板式橡膠支座座頂面處產(chǎn)生生的水平地震作用用第i號墩組合抗推推剛度5.3橋梁地震作用用計算5.3.5橋墩水平地震震作用(3)采用板式橡膠膠支座的梁橋橋水平地震作用用②采用板式橡膠膠支座的多跨跨簡支梁橋，，對剛性墩可可按單墩單梁梁計算；