日本桥梁抗震设计规范
关于桥梁抗震设计规范反应谱若干问题_韦晓
第27卷第2期同济大学学报Vol.27.No.2 1999年4月JOUR NAL OF T ONGJI UNIVER SIT Y A p r.1999关于桥梁抗震设计规范反应谱若干问题韦晓袁万城王志强范立础(同济大学桥梁工程系,上海,200092)摘要从桥梁抗震设计反应谱分析与设计角度出发,讨论了当前我国《桥梁抗震设计规范》制订中关于反应谱曲线和反应谱组合方法等几个需要解决的问题.关键词规范反应谱;长周期;阻尼比;振型组合;多级抗震设防分类号U422Some Problems on Aseismic Desi g n Code Res p onseS p ectrum for Brid g esW ei Xiao Yuan W anchen g W an g Zhi q ian g Fan L ichu(D ep artment of Bridge En gin eerin g,Tongji Un ivers it y,Shanghai,200092)Abstract In this p a p er,based on demand of aseism ic res p onse s p ectrum anal y sis and desi g n,som e ex istin g p roblems in aseismic design code for br idge structur es,such as long period response spectrum value and technique for response spectrum combination,are pointed out and the possible solution m ethods to them ar e also proposed.Keywords Code response spectrum;Long period;Damping ratio;Combination method of vibration mode;Multilevel aseism ic protection在结构抗震理论发展中,静力、反应谱和动力分析方法3个阶段的形成和发展是人类对自然规律认识的一个不断深入与完善的过程.1942年M.A.Biot明确提出了从强震记录中计算反应谱的概念,1953年Housner等人对此加以实现,并在随后的加州抗震设计规范中首先采用了将反应谱理论作为抗震设计方法,以取代过去的静力系数法.由于反应谱理论不仅简单正确地反映了地震动的特性而且同时考虑了结构物的动力特性,因而迅速在世界范围内得到了广泛的承认.50年代后期,这一抗震理论已基本取代了静力系数法,从而奠定了反应谱理论在抗震设计中的主导地位.使用反应谱方法进行桥梁结构的抗震分析首先需要解决两个问题:一是合理的地震动反应谱输入;二是恰当的反应谱组合方法.本文目的就是从这两个问题出发来讨论我国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)(以下简称部规)桥梁抗震部分中的几个需要解决的问题,并给出了可以进一步研究的一点建议,供目前正在制定的《桥梁抗震设计规范》前期研究工作参考.1长周期反应谱取值长周期反应谱问题是当前地震工程研究的一个热点问题.其主要原因就是基于长周期结构的历史震害,以及与随着我国经济建设发展,高耸结构和大跨度桥梁建设的飞速发展迫切需要解决长周期反应谱取值问题有关,而目前规范反应谱又不能涵盖长周期结构抗震的需要.同济大学土木工程防灾国家重点实验室完成的国内20多座大桥抗震分析,从第一阶自振周期来看[1]:主跨1385m的江阴长江公路大桥收稿日期:1998-04-15第一作者:男,1968年生,博士生225Fig .1Response spectrum of displacementaccording to code Fig .2Enveloping displacement response curve of Humen Bridge west tower in longitude direction response1)同济大学桥梁工程系.徐浦大桥主桥动力特性分析研究报告之三:徐浦大桥主桥自振特性测定.1997是19.6s (前七阶振动周期均在5s 以上);主跨为888m 的虎门大桥是11s ;主跨602m 的杨浦大桥是12.8s .规范反应谱截止周期是5s ,因而不能满足大跨度桥梁抗震反应谱分析的要求.为此,现行部规反应谱长周期部分有两个问题需要解决:①长周期反应谱取值规定一个下平台值不尽合理;②反应谱截止周期应当适当延长.规范反应谱的一个显著特点是其具有统计特征.部规加速度反应谱是国家地震局工程力学研究所根据900多条国内外强震记录,按5%阻尼比得到的加速度反应谱,并考虑安全经济因素后的统计结果.规范规定长周期采用定值0.3αmax ,是个值得探讨的问题.实际强震记录计算表明,反应谱长周期段衰减很快.事实上,《建筑抗震设计规范》(GBJ11—89)的送审稿曾建议取消3s 以后0.2αmax ,因为这样将导致位移反应谱是一上升曲线(如图1).加速度反应谱以一定值加以表示,显然与实际情况不符,因为T →∞时,结构位移反应谱与地面最大位移一致.根据加速度反应谱与位移反应谱近似关系S a =ω2S d ,则加速度反应谱长周期部分应符合1/T 2衰减规律.南浦大桥抗震计算表明[1],按规范反应谱谱值和对规范谱长周期用1/T 2衰减规律修正这两种情况进行抗震分析,桥墩弯距结果会相差1.5倍,设计上无法接受.因此没有必要定义0.3这一下限值,应当还物理规律之本来面目.下一步问题是应当如何确定长周期反应谱?目前解决问题的途径有2个:①大量布设宽频带加速度仪;②采用地震学和工程地震学相结合方法,利用现有记录反演长周期成分.现有绝大多数记录是从当初的模拟记录强震仪得到的,在0.125Hz 以下频率段成分可信度很低,这是仪器本身的问题;另外原因是数字化处理和校正过程中许多长周期分量连同低频噪声一并滤掉.大量布设宽频带强震仪是一个获得丰富低频成分反应谱的理想方法.第二种方法是根据强震地面运动理论模拟面波对长周期分量的影响[2],利用地震仪记录结果,对长周期部分进行反演.因为理论研究表明面波对强震地面运动中长周期分量有不可忽视的作用,在一定条件下,面波可能成为控制地面运动长周期的主要震相.图1规范位移反应谱图2虎门大桥西塔主跨纵向位移反应包络图2规范反应谱阻尼修正不同阻尼影响反应谱取值有两个方面内容:①不同阻尼影响规范反应谱曲线形状;②桥梁各振型阻尼比影响反应谱取值.目前国内的抗震设计规范设计反应谱几乎都以5%的临界阻尼比为依据(核电站抗震设计规范除外),这对普通钢筋混凝土桥梁是适宜的.但大跨度桥梁结构不同振型频率阻尼比往往小于5%.从同济大学对3座200多米的斜拉桥实测结果的资料来看[3],各阶振型的阻尼比在1%～10%之间变化.最近对主跨590m 的上海徐浦大桥实测结果表明1),低阶振型阻尼比甚至会小于1.0%,因而对于不同振型应使用不同阻尼比.从强震记录不同阻尼比反应谱计算对比看[4],阻尼比不仅影响反应谱的形状,而且对反应谱不同周期段的影响程度是不一样的,但总的趋势是阻尼对长周期部分反应谱的影响小,对高频部分影响大.阻尼比取值或者不同振型阻尼比取值的不同会直接影响到地震反应的预测结果[1],如图2所示.而且随着结构控制技术、减震耗能措施的大量推广应用,结构中不同构件之间的阻尼比会有很大的变化.第2期韦晓等:关于桥梁抗震设计规范反应谱若干问题226同济大学学报第27卷1)Eurocode 8.Stru ctures in seismic re g ion s -desi g n .Part2:Brid g es .Drafts ,A p ril ,1993胡聿贤先生是我国最早考虑对加速度反应谱进行阻尼修正的学者.他在60年代根据单自由度体系平稳随机反应分析和对强震记录的反应谱统计提出了一个修正公式[5]:βT ,ξ=1316.6ξ+0.160.8T αβT ,ξ=0.05,αξ=0.05-ξ0.156+3.38ξ(1)从式(1)可以看出,他采用了T =0.8s 和ξ=0.05为基准点进行反应谱阻尼修正.现行欧洲桥梁抗震设计规范1)给出了反应谱阻尼修正公式η=7/2+ξ≥0.7(2)其中ξ是以百分比形式表示.显然式(2)是以5%阻尼比反应谱作为基准.日本桥梁抗震设计规范[6]是最早采用反应谱阻尼修正的国家规范.规范采用阻尼修正系数对反应谱值进行修正,它与振型阻尼系数h 1有关,C D =1.5/40h i +1+0.5(3)h i 与振型衰减系数h j 有关,规范给出相应计算公式并根据不同的结构情况给出h j 的具体值.上面给出的第一种修正方法侧重于地震动特性影响的描述,后二者则侧重于结构的动力特性修正.由于不同阻尼比的取值对反应谱短周期部分谱值影响较大,因而对量大面广的短周期桥梁结构的地震反应预测精度会有较大影响,我国新的桥规应对反应谱值进行不同阻尼比的谱值修正.3规范反应谱取值跳跃问题这个问题有两个方面需要解决:①场地类型不同产生的取值跳跃问题;②烈度不同影响取值的跳跃问题.目前抗震设防仍根据烈度进行设防,而烈度是以整数形式表达.烈度取整数形式是有其特殊背景的.现行部规的基础是基于1980年的全国第二代烈度区划图,它与1990年的第三代全国烈度区划图有很大的不同.第二代区划图制定采用的是确定性的地震危险性分析方法,是基于未来100年某一地方可能发生的最大地震烈度.地震危险性分析确定烈度大小基于两个原则:①历史上在某一地区发生过的最大地震今后仍可能发生;②某一断层构造上发生过的最大地震,今后仍可以在此断层或性质相似的断层构造上发生,即所谓的历史地震重演和构造类比原则,基于这两个原则直接进行确定性的烈度区划.第三代区划图作了改进,采用了综合概率的地震危险性分析方法,按各潜在震源计算对某一场地的烈度贡献,给出了未来50年内超越概率10%的烈度大小.对于一个具体场地第三代区划图分析结果并不一定是一整数形式,取整的原则是采用7下8上的原则.照此,同样是7度区,其烈度会在6.8～7.7度之间变化.两个地区一个是7.8度,另一个是7.7度的情况,一个就要进行8度抗震设防,而另一个则进行7度抗震设防,结果是2个设防地面加速度会有一倍之差,因而采用烈度的方法必然会产生这种不合理结果.抗震规范对于这种烈度跳跃变化应如何处理?取消烈度的概念,是一条解决问题的途径.目前第四代全国烈度区划图正在制定,将给出加速度峰值的区划图,新的规范应考虑与之衔接.不同场地加速度反应谱取值跳跃是另一突出的问题.部规采用地基允许承载力[σ0]来进行场地类别划分,当两个场地实测结果为129kPa 和130kPa ,从数值上没有本质区别,但根据规范,两个场地土类别是Ⅳ类和Ⅲ类,从而会使选取的加速度反应谱在某一周期段有明显的区别.部规在附录中给出了采用剪切波速、质量密度和分层厚度评定场地指数的方法来确定反应谱.该方法符合选用场地评定物理指标的发展趋势,可以避免场地分类分界的矛盾.但笔者认为用剪切波速仍有很大局限性,不同场地和不同土类的剪切波速离散性较大,另外桥梁大多建在江河岸边,这种场地上剪切波速现场测试也有一定的困难.笔者认为如能借助静力触探方法得到的各土层测试结果,建立相应综合评定公式,是值得推荐的方法.4位移反应谱目前的抗震设计方法实质上是基于强度的设计方法,结构设计先通过折减弹性力来确定结构的设计强度水平,并利用结构的延性能力来弥补结构强度的不足,仅仅通过一个强度水平破坏指标并不能有效227第2期韦晓等:关于桥梁抗震设计规范反应谱若干问题地控制结构期望的破坏方式.桥梁结构不同于建筑结构,后者由于内部高次超静定,一个部位的缺陷可以由其它途径来弥补.前者往往是静定或低次静定,单个构件或部件之间的破坏就会影响整个桥梁的功能,它对地震位移十分敏感,地震位移计算不当,如低估地震位移,相邻结构(如城市立交)由于预留间距不足就会发生冲击破坏;活动支座处座长设置不足会引起落梁和桥跨损坏.近几年来,国外学者发展一种新的抗震设计方法———基于位移的设计方法[7].它以地震时结构的反应位移作为设计依据,因为对于特定的破坏水准可以通过结构目标极限应变来标定,以应变作为破坏水准,同时可以适用于不同的破坏状态,因而结构中受力水平可以通过位移来反算求解.该方法物理概念清楚,符合结构设计的发展要求,因此有必要发展我国桥梁抗震设计基于位移的设计方法,规范同时应当给出位移反应谱曲线.5反应谱振型组合方法振型组合方法是反应谱理论的另一重要问题,是影响桥梁地震反应预测精度的关键因素.目前各国抗震规范采用的组合方法主要是基于平稳随机振动理论的SRSS,CQC和DSC法等一致激励振型组合方法.最普遍的SRSS法,对于频率分离较好的平面结构的抗震计算有良好的精度,为大多数国家的抗震设计规范所采用,如我国现行部规,美国的AASHT O规范,欧洲的Eurocode8规范.该方法对于中小桥梁的地震反应计算有较高精度,但对于频率密集的空间结构由于忽略了各振型间的耦合影响,通常会过高或过低地估计结构的地震反应.CQC法是80年代初W ilson等人基于随机过程导出的比例阻尼线性多自由度体系振型组合规则,较好地考虑了密集频率时的振型相关性,克服了SRSS法的不足.欧洲规范和日本规范采用了这种振型组合方法作为对SRSS法的补充.DSC法是用振型相关系数考虑振型间耦合项影响,所采用的振型相关系数是基于地面运动白噪声过程假定而得出的,为新西兰桥梁抗震规范所采用.CQC法理论基础是随机振动理论,它必须符合地震动是宽带过程和平稳随机过程的假定.大跨度桥梁振动周期相对地面运动持时相对较长,阻尼比较小,结构地震反应在地面运动持时内过渡到弱平稳态有很大困难,因而对地震反应主要贡献的振型多数处于非平稳态,现有各种反应谱组合方法要准确估计各个振型之间的相关性有困难.最近文献[8]基于一致虚拟激励原理提出了新的一种振型组合方法HOC (harm onic-or iented com bination),它可以提高大跨度桥梁一致激励反应谱方法的预测精度.但笔者认为一定意义上该方法是一种算法,而且与其它方法比较的参考标准是时程分析结果,时程分析结果很大程度上取决于输入地震动时程的频谱成分,对其适用性有待进一步研究.正在制定的桥梁抗震规范有意将其适用范围扩大到大跨度桥梁结构,由于不同振型组合方法会导致不同的地震反应预测精度,所以应当明确不同情况下采用不同振型组合方法的指导性条款.另外当前反应谱组合方法主要是基于单分量地震动作用下的振型组合问题,从大跨度桥梁抗震分析角度来看,发展不同地震动分量作用下和多点激励下的地震反应振型组合,并应用到我国规范中去尚有待进一步探究. 6采用多级抗震设计反应谱多级抗震设防思想是在核电站抗震设计规范中首先提出来的.核电站抗震设计要求满足安全运行地震(OBE)和安全停堆地震(SSE)两级设计地震动.前者保证核电站在一般情况下不停止运行,后者在特殊情况下不产生核扩散事故.后来被逐渐推广到了另外一些重大工程中.由于其先进的抗震设防思想,很快被建筑、桥梁等结构专业规范所采纳.我国现行建筑抗震设计规范已经采用了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的多级抗震设防思想,运用两种大小的地震动进行抗震设计.美国桥梁抗震设计规范和日本桥梁抗震设计规范也采用了这种抗震设防思想,并规定了相应阶段的设计分析方法.我国现行部规没有明确体现这一先进的抗震设计思想,虽然采用了综合影响系数C z来体现桥梁在遭受基本烈度时的非线性影响,但工程师应用起来概念含糊,设计上不能保证大震不倒的要求,仍然是一阶段的抗震设计.采用多级抗震设防要确定多级设防的超越概率以及相应的设计反应谱.我国第三代烈度区划图是一个超越概率的烈度区划,即50年超越概率10%,这针对量大面广的一般桥梁结构是合理的.大跨度桥梁228同济大学学报第27卷一般都以100年作为设计使用寿命,因而应当对应100年超越概率的反应谱作为地震输入.根据结构重要性确定相应的设计使用寿命和超越概率,显然应在多级抗震设防中加以考虑.在有些国家抗震规范中已考虑这一原则,如美国ATC3规范对一般工业或民用建筑设防水准是50年超越概率10%,对陆海空三军重要房屋抗震设计指南规定设防标准是100年超越概率10%.正在制定的我国第四代烈度区划图给出的是地震动参数区划图.由于区划图是针对量大面广的建(构)筑物,因而对大跨度桥梁桥规制定中仍然应当规定进行桥址的地震危险性分析.但桥规应当从经济安全角度出发规范地震危险性分析的超越概率水准,使得地震部门进行危险性分析时有章可循,有利于大跨度桥梁的多级抗震设防分析与设计的实现.7结论通过上述讨论分析,可以归纳几点结论与建议:(1)规范应体现多级抗震设防的设计思想.抗震设防标准是桥梁抗震设计规范的重要组成部分,它直接影响到桥梁建设安全和经济两方面内容.显然过高估计设防标准有利于桥梁安全,但不符合我国国情;为了经济而不合理地降低或过低估计设防标准,我们已经为之付出了惨重的代价.采用基于概率的多级抗震设计方法有利于与桥梁结构可靠度设计方法相衔接.(2)改进当前规范中反应谱抗震分析的不足.反应谱分析方法是目前结构抗震设计的主流方法.由于桥梁结构自身的特殊性,现行规范有关桥梁抗震设计反应谱分析中存在的上述几个主要问题应尽快加以解决,并反映到我国目前正在制定的《桥梁抗震设计规范》之中,以满足我国大规模的桥梁建设事业的需要.(3)采用基于位移与能力的设计方法.当前基于弹性反应谱法的抗震设计存在很大的不确定性,基于位移设计方法和能力设计方法相结合的方法是桥梁抗震设计的发展趋势.位移设计方法以结构位移为设计依据,可以充分考虑结构不同的破坏极限状态.能力设计就是通过主要抗侧力体系构件应用恰当的设计和构造细部设计来作为强震下的延性耗能机构,其它构件依据耗能机构的延性确定的强度进行设计,以保证结构在地震作用下能按设计人员的要求位置进行耗能,起到控制结构的目的.因而在桥梁初步设计阶段可以用反应谱理论为主,而细部构件设计以能力设计方法为主的桥梁抗震设计思想是规范发展的趋势,这样可以克服弹性反应谱设计方法的不足.参考文献1范立础.桥梁抗震.上海:同济大学出版社,19972章在墉,王彬,李文艺.地震动长周期特性研究的现状及方法.见:文集编委会主编.地震工程研究文集.北京:地震出版社, 1992.457～4633李国豪主编.桥梁结构稳定与振动.第2版.北京:中国铁道工业出版社,19974谢礼立,周雍年,胡成祥,等.地震动反应谱长周期特性.地震工程与工程振动,1990(1):1～195胡聿贤.地震工程学.北京:地震出版社,19886日本道路协会.道路桥示文书.同解说,v耐震设计编.东京都:丸善株式会社,19967Priestle y M J N,S eib le F,Calvi G M.Seismic desi g n and retrof it of brid g es.New Y ork:J ohn W ile y＆Sons,19968王淑波.大型桥梁抗震设计反应谱理论及应用研究:[学位论文].上海:同济大学桥梁工程系,1997。
桥梁抗震设计规范
桥梁抗震设计规范--基础设计方法一、引言近十年来，世界相继发生了多次重大地震，1989年美国 Loma Prieta地震（）、1994年美国Northridge地震（、1995年日本阪神地震（）、1999年土耳其伊比米特地震（）、1999年台湾集集地震（）等等。
因此，专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。
随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，地震造成的损失越来越大。
地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌，而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。
以1995年日本版神地震为例，地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏，经济总损失高达1000亿美元。
近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。
各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思，并进行了一系列的修订工作。
日本1995年阪神地震后，对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究，并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。
桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写，并于1996年颁布实施。
美国也相继在联邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作，已经完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究报告和技术指南。
与旧规范相比，新规范或指南无论在设计思想，设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。
大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建，规范已大大不能适应。
但是目前所有国内的桥梁设计，对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。
与国外如日本、美国的同类规范相比，中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。
若不进行改进，则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。
本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。
基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。
从日本地震看桥梁抗震设计
从日本地震看桥梁抗震设计刘军【摘要】将中日桥梁抗震设计规范进行了简单的比较，并介绍了地震对桥梁的破坏和桥梁加固的方法，从而促使桥梁工程界的专家们能够运用更多的新技术、新材料提高桥梁的抗震防灾能力，将人民群众的生命和财产损伤降到最低。
%This paper have comparison of bridge seismic design code in China and Japan, and produce bridge failure and reinforcement method caused by earthquake, hope to using more and more new technique and new material improve ability of bridge earthquake disaster, decresed loss of life and wealth with people.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)026【总页数】2页(P197-198)【关键词】桥梁;抗震;加固方法;抗震规范【作者】刘军【作者单位】山西省朔州路桥建设集团有限公司,山西朔州036002【正文语种】中文【中图分类】U442.551 概述2011年3月11日13时46分(北京时间13时46分)发生在西太平洋国际海域的里氏9.0级地震，震中位于北纬38.1°，东经142.6°，震源深度约20 km。
日本气象厅随即发布了海啸警报称地震将引发约6 m高海啸，后修正为10 m。
根据后续研究表明海啸最高达到23 m。
日本防卫省12日称，离震中较近的福岛县南相马市约1800户人家遭受毁灭性打击，遇难者恐超千人。
灾区很多房屋在地震中倒塌烧毁，还有一些被海啸冲走，损失惨重。
有关人士表示日本地震的破坏力相当于20多个汶川地震。
自2010年以来，全球地震灾害不断。
日本桥梁抗风设计基准规范
日本桥梁抗风设计基准规范一、前言随着交通事业突飞猛进的发展，自80年代末以来的短短的十多年间，我国建成了20余座以斜拉桥、悬索桥为主要桥型的主跨400m以上的大跨度桥梁。
斜拉桥、悬索桥对风作用反应敏感，风的作用尤其是动力作用往往成为这两种桥梁设计和施工的控制因素。
我国目前的《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）虽有静风荷载方面的条款，但不适用于大跨度的桥梁，桥梁的动力抗风设计和施工过程中的抗风验算更是空白，因此，中交公路规划设计院和同济大学项海帆院士为首的有关研究人员，在国内从事桥梁抗风研究的单位和专家的积极支持下，总结我国十几年来桥梁抗风理论研究和风洞试验的成果，并参考、吸收了其他国家桥梁抗风设计规范和标准中的一些成果，历时3年，于 1996年4月编制完成我国第一部用于大跨度桥梁抗风设计的指导性文件《公路桥梁抗风设计指南》（以下简称《指南》）。
《指南》公布4年多来，在指导大跨度桥梁的抗风设计中，发挥了巨大的作用，但由于风的作用和桥梁对风反应的极其复杂性，《指南》的深度和广度尚不能完全解决桥梁所涉及的抗风设计和验算的问题，再加上应将近年来由于桥梁抗风研究的进一步深入和实际工程积累的日渐丰富的经验中所获得的新见解纳入，以便更方便、有效、规范地进行桥梁抗风设计。
交通部于1997年立项编制中华人民共和国交通部行业标准《公路桥梁抗风设计规范》（以下简称《规范》）。
《规范》的编写工作虽已近结束，但《规范》的颁布实施尚待一些时间，《规范》虽比《指南》大大前进了一步，但我国大跨度桥梁的建设高潮方兴未艾，在更恶劣的风环境条件下建设更大跨度的桥梁已在前期准备工作之中，而且《规范》也还不能完全解决桥梁抗风设计的所有问题，涵盖不了所有不同跨度、不同构造形式，不同地区、不同地形条件下的桥梁抗风问题。
我国的近邻日本经常遭受强台风的袭击，20世纪60年代以来，又修建了以本州四国连络桥为代表的许多跨海大跨度桥梁，桥梁抗风设计基准日臻完善。
日本桥梁抗震课件
Chapter 6 Seismic Design of BridgesKazuhiko Kawashima Tokyo Institute of TechnologySeismic Designz Loading environment (dead, live, wind, earthquake etc)z Performance criteria for gravity (deflection, stresses) and environmental loads (damage, displacement, collapse)z Geometric (space) requirementsz Time available for constructionz Soil conditionz Costz..Seismic Design Process with Emphasis on Japanese Seismic DesignJapanese Codes for Design of Highway BridgesJapan Road Associationz Design Specifications of Highway Bridges9Part I Common Part9Part II Steel Bridges9Part III Concrete Bridges9Part IV Foundations9Part V Seismic Designz The code applies to highway bridges with acenter span no longer than 200m919809199091996920021971Code and the Latest Code (2002)20021971Part V Seismic Design, Design Specifications of Highway Bridges, Japan Road Association1. General2. Principles of seismic design3. Loads considered in seismic design4. Design ground motions5. Evaluation of seismic performance6. Performance evaluation by static analysis7. Performance evaluation by dynamic analysis8. Effect of unstable soils9. Menshin design (Seismic Isolation)Part V Seismic Design, Design Specifications of Highway Bridges, Japan Road Association (continued)10. Strength & Ductility of RC piers11. Demand & capacity of steel piers12. Demand & capacity of foundations13. Demand & capacity of abutment foundations on liquefiable ground14. Demand & capacity of superstructures15. Seismic design of bearings16. Unseating prevention devicesSeismic Performance GoalsSeismic Performance CriteriaJames Roberts (1999), Previous Caltran’s Chief Engineer z How do you want the structure to perform in an earthquake?z How much danger can you accept?z What are the reasonable alternate routes?Seismic Design ForceSeismic Design Forcez Seismic design force should be determined based on the seismic environment (seismicity, fault length and rupture, etc) around the construction sitesz Seismic hazard map in terms of PGA is frequently used to scale the seismic design force.z Response accelerations are widely used to provide the seismic design force of bridges. Multiplying it to mass, lateral force can be directly evaluated.z Standard response spectra are generally modified to take account of regional seismicity asz Importance of structures are sometimes reflected to evaluate the design seismic force. There are two groups in this treatment as9Larger design seismic force is considered for a structure with higher importance9Since seismic force which applies to a structure does not change depending on the importance of the structure, the importance is considered in the evaluation of the capacitySeismic Design Force (continued)dards A z design A T S c T S tan ),(),(ξξ⋅=JapanCaltransType IType IIM=7.25 0.25M=8.0 0.25++New ZealandEC8AASHTOComparison of Design Response Accelerations (continued)00.511.522.50123Period (sec)Soft Soil Sites00.511.522.50123S e i s m i c C o e f f i c i e n tPeriod (sec)Stiff Soil SitesDeterministic or Probabilistic?z Deterministic ground motions which occurred in Tokyo during the 1923 Kanto EQ and in Kobe during the 1995 Kobe EQ is used with modification of regionalM7.2, 2008. 6.14 M7.3, 2000.10.6Max. magnitude which could happen due to hidden faults inside Japanzzzz ECzz9M J7.29 M J8Seismic Zoning Map widely accepted in Japan since 1983z 12 100z53 3This minimum value was very important tomitigate damage 0.7 0.8Evaluation of DemandWhere do we consider the damping characteristics of the bridge in the static design?Safety Evaluation Ground MotionType II GM⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤<⋅=TT T S T T T S T T T S c S s s s Z esSII 63/4965853/27 / 0 ⎪⎩⎪⎨⎧<≤<≤<⋅⋅⋅=)( /)( )0( 63/5965853/27T T T S T T T S T T T S c c S D Z SII Japanese practice to take the damping ratio of bridge into account in the static design forceDynamic response analysis )05.0,(T S A Static analysis )/02.0,(T T S AJapanese practice to take the damping ratio of bridge into account in the static design force0.511.522.501234R e s p o n s e A c c l e r a t i o n (g )Natural Period (s)Ground IGround II Ground III Ground IGround II Ground IIIType I Type II SDynamic response analysis)05.0,(T S A 00.511.522.501234Natural Period (s)R e s p o n s e A c c l e r a t i o n (g )S SGround IGround II Ground III Ground IGround II Ground IIIType I Type II (b)RA l i f E i lStatic analysis)/02.0,(T T S A。
桥梁抗震规范
桥梁抗震规范随着社会经济的迅速发展，人们对基础设施和水利工程的需求增加了，而桥梁是连接不同地区广泛使用的交通工具之一。
然而，由于受地质条件和气候环境的影响，桥梁易受到地震的影响。
因此，抗震设计成为桥梁施工的重要内容之一。
《桥梁抗震规范》的目的是为了保障桥梁的安全性，避免桥梁在发生地震时受到破坏。
本规范旨在制定适用于桥梁施工的设计要求，其中包括结构的抗震设计、抗震计算方法、抗震措施等。
首先，本规程明确了各类桥梁的抗震设计要求，例如桥梁的设计要求必须满足抗震性能要求，必须考虑抗震措施，同时还应考虑其他抗震要求，如施工中部件制作及安装质量、桥墩及地基处理要求等。
其次，本《桥梁抗震规范》针对不同类型的桥梁，提出了不同的抗震计算方法，例如采用国家标准《桥梁抗震设计规范》（GB/T 20021-2005）的计算方法，采用《桥梁抗震计算手册》（FEMA 310）的计算方法，采用《桥梁抗震计算手册》（FEMA 350）的计算方法等。
最后，该规范还针对工程建设中的抗震措施提出了相应的要求，包括建筑设计中的防震措施、桥梁施工中的防震措施以及施工调试中的防震措施。
这些措施既能够起到强化结构的作用，又能够减少桥梁设施遭受的损伤，使其能够抗受住地震的破坏。
以上，就是《桥梁抗震规范》的内容，桥梁抗震设计是桥梁施工中重要的内容，按照本规范设计和施工，能够有效地提高桥梁的抗震性能，保障桥梁的安全性。
另外，为了更好地改善桥梁抗震设计，目前国内外各种科学研究活动不断开展，例如在抗震设计中适应性设计的研究，地震动态响应分析的研究，基于非线性抗震模型的研究等。
总之，桥梁抗震设计是一项非常重要的工作，且伴随着科学研究的不断深入，将会有更多的抗震技术在桥梁设计和施工中进行应用，从而进一步提高桥梁的抗震能力，造福人类社会。
日本建筑的抗震加固评估标准及加固方法
第40卷增刊建筑结构2010年6月日本建筑的抗震加固评估标准及加固方法王玮，曹清，贾开（中国建筑设计研究院，北京100044）[摘要] 简单介绍了日本现行的建筑抗震安全评估标准、评估程序以及对钢筋混凝土结构常用的抗震加固方法。
[关键词] 日本；抗震安全评估标准；抗震加固方法Evaluation standard and method of seismic strengthening of buildings in JapanWang Wei, Cao Qing, Jia Kai（China Architecture Design & Research Group, Beijing 100044, China）Abstract: Security evaluation standard and evaluation procedure of building seismic in Japan are simply introduced, and also show the seismic strengthening method usually used in concrete structure.Keywords: Japan; evaluation standard of seismic safety; seismic strengthening method日本是一个地震频发国家，政府十分重视建筑抗震，以最大限度地减少地震造成的损失。
对于建筑物尤其是按照1982年以前抗震标准修建的，日本政府有一套完整的抗震评估体系及加固措施，其评估程序分层次，逐级量化，评估结果清晰明了，有据可依。
1 抗震评估标准1.1 日本现有建筑抗震安全评估标准对现有建筑的评估主要是通过如下公式判断：I s≥I so（1）式中：I s为建筑物的抗震性能；I so为判断建筑物是否安全的抗震指标。
I s＝E0S D T（2）式中：E0为基本性能指标，E0＝CF，其中C为强度性能，F为延性性能；S D为结构调整系数，根据建筑物平面与竖向的不规则程度进行调整，基本系数为1，根据不规则的严重程度，取小于1的系数；T为时间退化系数，随着建筑物使用年限的增长，该系数从1逐渐减小。
学习日本桥梁抗震设计先进性
学习日本桥梁抗震设计先进性摘要：本文对中日主要的桥梁结构抗震设计规范的现状进行了概略的比较，着重介绍日本桥梁抗震设计规范中落桥防止装置的设计方法，并预测了其未来发展方向。
关键词：日本桥梁；抗震设计；思想；设计方法；发展方向；abstract: in this paper, the main bridge seismic design specifications of the status quo and japan were rough comparison highlights the japanese bridge seismic design specification falling bridge to prevent device design and predict its future development direction.key words: japanese bridge; seismic design; thought; design methods; development;tu2引言近几年来，世界相继发生了多次重大地震，每次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。
其中日本是地震非常频繁的国家，三级以下地震每周都至少发生一次。
所以日本也是世界抗震设计方面的领先者。
日本1995年阪神地震后，对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究，桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写，并于1996年颁布实施。
1990年，日本的桥梁抗震规范中加入针对罕遇地震的弹塑性计算。
（平成2年、道路橋示方書耐震設計編、レベル2地震動、地震時保有水平耐力法）到了95年阪神地震后，大家进一步认识到弹塑性设计的重要性。
（求出受拘束混凝土和钢筋的应力应变曲线，把截面划分成50份，假定一个中和轴，对中和轴求力及弯矩的和，用excel的自动求解功能可求出实际中和轴位置，即可得出该截面的弯矩m与曲率φ的关系。
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摘要：本文对世界主要的桥梁结构抗震设计规范基础部分的现状进行了概略的比较，着重介绍日本桥梁抗震设计规范中基础的设计方法，并指出了中国现行《公路工程抗震设计规范》基础部分中存在的一些不足。
关键词：桥梁基础抗震设计日本规范
一、引言
近十年来，世界相继发生了多次重大地震，1989年美国 loma prieta地震（m7.0）、1994年美国northridge地震（m6.7)、1995年日本阪神地震（m7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（m7.4）、1999年台湾集集地震（m7.6）等等。
因此，专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。
随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，地震造成的损失越来越大。
地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌，而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。
以1995年日本版神地震为例，地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏，经济总损失高达1000亿美元。
中国现行《公路工程抗震设计规范》（jtj004－89）在80年代中期开始修订，于1989年正式发行。
随着中国如年代经济起飞，交通事业迅猛发展，特别是高速公路兴建、跨越大江，大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建，规范已大大不能适应。
但是目前所有国内的桥梁设计，对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。
与国外如日本、美国的同类规范相比，中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。
若不进行改进，则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。
本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。
基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。
基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等，有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。
基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。
本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。
笔者认为，相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。
而日本规范在这方面作的最为细致，技术也较为先进。
因此，在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。
二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况
本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范（美国的aashto规范、cal－tans规范、atc32美国应用技术协会建议规范，新西兰规范nz，欧洲规范ec8，日本规范japan）进行基础抗震设计方面的比较。
中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统，只以若干定性的条款，从工程选址方面加以考虑，而对基础本身的抗震设计，特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。
这方面，日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细，是我们应当学乱之处。
基于阪神地震的经验，地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力，因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。