桥梁专业设计技术规定 第八章 桥梁震动及抗震
土木工程中的桥梁振动与减振措施
土木工程中的桥梁振动与减振措施桥梁是连接两个相对较远地点的重要交通工具，对于现代社会的发展起到了至关重要的作用。
然而，在桥梁工程中，桥梁振动成为了一个需要重视的问题。
本文将讨论土木工程中的桥梁振动问题，并探讨减振措施的应用。
1. 桥梁振动的原因桥梁振动主要有以下几个原因：1.1 风振：风力是最主要的桥梁振动原因之一。
风的吹拂对桥梁产生水平和垂直方向的力，导致桥梁结构发生振动。
1.2 车辆荷载：车辆通过桥梁时，会产生动态荷载，给桥梁结构带来震动，尤其是大型货车和列车。
1.3 自激振动：桥梁结构自身形态和材料的特性可能导致自激振动，即桥梁材料的自身条件形成共振状态。
2. 桥梁振动的影响桥梁振动对于其结构安全和使用寿命会造成严重影响，具体表现如下：2.1 结构疲劳：频繁的振动会使桥梁结构产生疲劳现象，加速结构的衰退和破坏，从而缩短桥梁的使用寿命。
2.2 车辆安全：桥梁振动过大会影响行驶在桥上的车辆的稳定性和安全性，对行驶中的车辆产生不良影响。
2.3 交通流畅性：桥梁振动过大会影响桥上交通的流畅性，降低桥梁的通行能力。
3. 减振措施的应用为了减小桥梁振动的影响，需要采取相应的减振措施。
以下是常见的减振措施：3.1 荷载控制：合理控制车辆荷载，限制超重运输和减少大型车辆的通行，以减小动态荷载对桥梁结构的影响。
3.2 结构修复：如果桥梁发生了结构破坏，应及时进行维修和修复，以保证桥梁结构的完整性和稳定性。
3.3 振动吸收器：振动吸收器是一种专门用于减小结构振动的装置，一般安装在桥梁主梁上。
其原理是利用阻尼器将振动吸收并耗散掉，从而降低振动幅度。
3.4 阻尼器：阻尼器可通过调节阻尼力来减小桥梁的振动。
常见的阻尼器有液体阻尼器和摩擦阻尼器。
3.5 增加刚度：通过增加桥梁结构的刚度，可以减小桥梁的振动。
这可以通过改变材料、结构形态和横断面来实现。
3.6 风挡板：对于容易受到风振影响的桥梁，可以在桥面两侧增设风挡板，用于减小风对桥梁的影响。
桥梁防震技术规程
桥梁防震技术规程一、前言桥梁作为重要的交通工程，承载着交通运输的重任。
然而，在地震等自然灾害面前，桥梁的安全性面临巨大挑战。
为了确保桥梁在地震中的安全性，必须采取一系列的防震措施。
本文将从桥梁防震的原理、设计、施工和维护等方面，提供一份全面的桥梁防震技术规程。
二、桥梁防震的原理桥梁防震的原理是通过减小桥梁在地震中的变形，从而减小桥梁的应力和变形能量，提高桥梁的抗震能力。
具体来说，桥梁防震的原理主要包括以下几点：1.增加桥梁的刚度，提高桥梁的自振频率，从而减小桥梁在地震中的振动幅度。
2.通过设置减震装置或隔震装置，将地震能量转化为其他形式的能量，从而减小桥梁的应力和变形。
3.通过设置防震支承系统，调整桥梁的刚度和阻尼，从而提高桥梁的抗震能力。
三、桥梁防震设计1.桥梁防震设计的基本原则（1）结合桥梁的设计要求和地震特征，制定合理的抗震设计标准和要求。
（2）根据桥梁的结构类型、材料性质和地震作用的特点，确定合适的防震措施和防震设计方案。
（3）在桥梁的设计和施工过程中，严格按照防震设计要求进行计算、检验和验收，确保桥梁的抗震性能符合要求。
2.桥梁防震设计的具体内容（1）桥梁的地震分析对桥梁进行地震分析，确定桥梁在地震作用下的受力和变形情况。
地震分析应考虑地震动力学效应、桥梁结构的动态特性和地震场地条件等因素。
（2）桥梁的抗震设计根据桥梁的地震分析结果，确定桥梁的抗震设计方案，包括增加桥梁的刚度、设置减震装置或隔震装置、设置防震支承系统等措施。
（3）桥梁的抗震验收在桥梁的设计和施工过程中，应进行抗震验收，以评估桥梁的抗震性能是否符合要求。
抗震验收应包括计算验收和实验验收两种方式。
四、桥梁防震施工1.桥梁防震施工的基本要求（1）施工前，应进行桥梁的地震分析和抗震设计，制定合理的施工方案。
（2）施工过程中，应严格按照设计要求进行施工，保证防震设施的质量和稳定性。
（3）施工完成后，应进行防震设施的调试和验收，确保其能够正常运行。
公路桥梁抗震规范
中华人民共和国交通行业标准《公路桥梁抗震设计规范》条文框架1 总 则1.0.1 为了贯彻执行中华人民共和国防震减灾法并实行以预防为主的方针，减轻公路桥梁的地震破坏，保障人民生命财产的安全和减少经济损失，更好地发挥公路运输及其在抗震救灾中的作用，特制定本规范。
按本规范进行抗震设计的桥梁，其设防目标是：当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受桥梁设计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时，应保证不致倒塌或产生严重结构损伤，经加固修复后仍可继续使用。
1.0.2 抗震设防烈度为6度及以上地区的公路桥梁，必须进行抗震设计。
各类桥梁必须进行多遇地震E1作用下的抗震设计，除6度地区以外，A、B、C类桥梁还必须进行罕遇地震E2作用下的抗震设计。
1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区的常用公路桥梁的抗震设计。
抗震设防烈度大于9度地区的桥梁和行业有特殊要求的大跨度或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，并按有关专门规定执行。
1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图GB18306-2001的地震基本烈度。
对已作过专门地震安全性评价的桥址，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。
1.0.5 公路桥梁的抗震设计，除应符合本规范的要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
1.0.6 按本规范进行抗震设计的桥梁结构类型为:(1)主跨径不超过200米的混凝土梁桥(2)主跨径不超过200米的圬工或混凝土拱桥(3)主跨径不超过200米的混凝土斜拉桥和悬索桥主跨径超过200米的大跨径桥梁,本规范只给出抗震设计原则。
2术 语、符 号2.1术语2.1.1 抗震设防烈度 seismic fortification intensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
桥梁抗震
桥梁震害分析桥梁的地震损伤具有严重的后果。
显然，桥梁的倒塌使处于其上或其下的人遭受危险，地震后除了确定选择其他交通线路外，必须重新建造桥梁。
轻微的损伤，虽然它的后果不明显，而且也不易引起人们的注意，但仍然是严重的。
因为，在交通系统中，桥梁常常提供了至关重要的连接，一个桥梁的关闭，即使是临时的，也可能引起巨大的后果。
在一个地震刚刚发生后，关闭桥梁会削弱对突发事件应急反应的能力。
其次，桥梁关闭对经济的影响随着桥梁关闭时间、交通线路的经济重要性、替代线路引起的交通延期和重建新桥费用的增加而增加。
地震中，当地震波传播到地基时，桥基受到水平和竖直振动，这种振动将导致桥梁本身也产生水平和竖直振动，从而产生水平和竖直惯性荷载(或称地震荷载)，使桥梁各部受力并发生变形。
在惯性荷载中，以水平惯性荷载对桥梁的影响较大，而且顺桥向的水平惯性荷载在结构中产生的地震应力远比横桥向的水平惯性荷载产生的地震应力要大。
与建筑结构相比，桥梁对于结构．土共同作用的影响更为敏感，对地面震动的动力反应更加难以预料，地震对工程结构的破坏情况，随结构类型的不同、抗震措施的多少而有所差别，即便是在等烈度区内的同类结构，其破坏程度也不尽相同。
地震因素的危险性是用计算和构造措施无法避免的，因此本文根据不同类型的桥梁的构造和受力的不同，分析其可能发生的震害。
一．连续梁桥的震害连续梁桥的主要承重构件是梁，其在竖向荷载下只产生竖向反力。
连续梁桥的震害类型主要有：支座破坏、桥墩损坏、梁体移位、桥台损坏、地基及基础震害、落梁、上部结构本身损坏和碰撞损伤等。
1. 1 支座破坏综合国内外几次大地震的调查结果，在中、美、日等国的多个地震中，支座的破坏现象均较为普遍。
支座的震害表现为支座倾斜、剪断、锚固螺栓拔出、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等。
支座破坏的同时也伴随着支座下垫石板破碎。
落梁震害与支承破坏密切相关，因振动导致的落梁多因支承破坏所致。
当支座破坏后，墩－梁间的位移失去控制，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导致落梁。
桥梁设计中的抗震设计规范解读
桥梁设计中的抗震设计规范解读设计一座桥梁时，抗震设计是必不可少的一项工作。
抗震设计规范旨在规范桥梁的抗震能力，以保证桥梁在地震或其他外力作用下不会倒塌或轻微损坏。
本文将解读桥梁设计中的抗震设计规范。
一、桥梁抗震设计的基本原则在设计中，桥梁的抗震设计需要遵循以下基本原则：1. 建立适当的耐震能力目标：桥梁的设计耐震能力要与场地特点和重要性相适应，以达到灾害损失控制的要求。
2. 充分考虑动力效应：桥梁在地震作用下所承受的力不仅包括静力荷载，还包括动力荷载。
因此，在抗震设计时，应对桥梁在地震中的动力反应进行充分的研究。
3. 选取适当的地震波：地震波是桥梁抗震设计中的重要参考依据。
选择与实际场地相符合的地震波，能更好地反映地震灾害的损伤情况。
4. 均衡造价与耐震能力：建立可靠的抗震设计方案，尽可能达到规定要求，但也要考虑造价因素。
5. 要有系统的桥梁抗震设计文件：桥梁抗震设计文件需要详尽、清晰、全面地说明整个设计过程，以便建造方、监理方或审核单位审核和验收。
二、抗震设计规范的具体要求根据相关规范，进行桥梁的抗震设计时，需要遵循以下具体要求：1. 桥墩设计：与桥梁基础联结强度要求高，桥墩的纵向和横向的强度应适宜，特别是在桥墩土基础不良的情况下，要对桥墩加强抗震支撑和加固。
2. 桥面铺装设计：（1）桥面铺装的振动感应要素在桥梁的横向和纵向上的传递原则应有规定。
（2）桥面铺装的直接基础的作用范围是桥墩、上部结构和基础，后期在桥梁设计方案及施工中应考虑铺装的垂直和水平方向受震影响的设定。
（3）桥面铺装设计中的连接构件，如伸缩缝、支座、传动杆、角钢、焊缝、螺栓等，应有相应的规范，特别是在连接构件处的振动应力会引起硬件结构变形，对硬件的材料和工艺水平等要求较高。
3. 桥梁设计标准：（1）要求各种附属设施的设计、材料和施工，必须获得质量检验合格证书。
（2）在桥梁设计和制造中，对材料的选用和材料的变形、疲劳特性以及统计学参数要求非常的苛刻。
抗震No.8
与构件抗震能力相关的材料特性
构件抗震能力设计过程 梁柱节点抗震设计
锚固、搭接等细部构造设计
基础和桩基承台抗震设计 伸缩缝部位抗震设计
一、桥梁抗震设计思想：
1、基本概念
强度设计和弹性设计
验算应力
验算承载能力
延性与耗能
延性的定义：
材料、构件或结 构的延性，通常 定义为在初始强 度没有明显退化 情况下的非弹性 变形能力:
允许覆盖层混凝土剥落、但核心混凝土完好
一般规则桥： 3 6
C。不倒塌极限状态（ Survival limit state）
较少关注，不易确定
2、能力设计思想
防止非延性破坏模式的出现。
能力设计思想
基本思想：
脆性链子，强度为
Pib
延性链子 强度为Pd
脆性链子，强度为
Pib
假设延性链子的设计 P 强度为Pd，其可能发 挥的最大强度（超强） 为 0 Pd ，其中， 0 为超强因子。
延性对桥梁抗震的意义 强度
* 纯粹依靠强度抗 震不经 济 ， 利用延性抗震可减小地震力， 降低初始投入。
能量
*地震输入能量 =结构的动能+弹 性应变能+阻尼耗能+滞回耗能 通过延性构件在地震下发生反 复的弹塑性变形循环，耗散掉 大量的地震输入能量，保证结 构的抗震安全！
滞回耗能与弹性应变能示意图
延性抗震必须以结构出现一定程度的损坏为代价！
承受较大非弹性变 形，同时强度没有明 显下降的能力 利用滞回特性吸收 能量的能力
30
模型2
20
横向力(KN)
10
截面尺寸：10cm*10cm 墩高：100cm 保护层厚度：1.5cm
桥梁抗震规范
桥梁抗震规范1. 简介桥梁作为交通运输和基础设施的重要组成部分，在地震发生时承受巨大的力量和振动。
为了确保桥梁在地震中的安全性能，各国都制定了相应的桥梁抗震规范。
本文将介绍桥梁抗震规范的基本概念、目的和主要内容。
2. 桥梁抗震规范的基本概念桥梁抗震规范是指为了保证桥梁在地震中具备安全性和稳定性而制定的技术规范和标准。
其中包括桥梁的设计、施工、监测和维护等方面的要求，以及相应的地震动参数、荷载计算和结构分析方法等。
3. 桥梁抗震规范的目的桥梁抗震规范的主要目的是确保桥梁在地震中的安全运行和灾后恢复能力，从而减少地震对交通运输和基础设施的破坏。
具体目的包括：•提供合理的抗震设计参数和计算方法，确保桥梁结构能够在地震中承受合适的地震作用力；•确保桥梁结构和材料的抗震性能符合要求，避免桥梁倒塌或损坏造成人员伤亡和物质损失；•强化桥梁的地震监测和预警系统，及时掌握桥梁受到地震影响的情况；•制定有效的抗震维护和修复措施，提高桥梁的抗震能力和恢复能力。
4. 桥梁抗震规范的主要内容桥梁抗震规范主要包括以下内容：4.1. 设计参数•地震动参数的确定：包括地震动强度、频谱形状、地震动时间历程等；•设计地震烈度：根据地震区划确定桥梁所处地区的地震能力级别；•地震分组：按照地震活动性质将桥梁划分为不同的地震分组，确定相应的设计参数。
4.2. 结构设计•地震力计算：利用地震参数和结构特征计算桥梁所受地震作用力；•结构选择和布置：根据桥梁的跨度、形状和功能，选择合适的结构形式和布置方案；•抗震构造措施：采用适当的抗震支撑、隔震和减震等构造措施，提高桥梁的抗震能力。
4.3. 施工和监测•施工要求：包括桥梁施工过程中的抗震措施、质量控制和安全管理等；•监测系统：建立桥梁的地震监测和预警系统，及时掌握桥梁受到地震影响的情况。
4.4. 维护和修复•抗震维护：定期检查桥梁的抗震设备和结构状况，及时修复和更换损坏的部件；•恢复能力评估：在桥梁受到地震破坏后，评估桥梁的恢复能力，并制定相应的修复和加固方案。
桥梁设计中的抗震规范要求
桥梁设计中的抗震规范要求桥梁是连接两个地点的重要交通设施，其结构稳定性对于交通运输的安全和效率具有至关重要的作用。
然而，地震是一种常见的自然灾害，给桥梁带来严重的破坏和风险。
因此，在桥梁设计中，抗震规范要求成为了必不可少的考虑因素。
1. 抗震设计目标桥梁的抗震设计目标是确保在地震发生时，桥梁结构能够保持稳定并限制破坏。
主要目标包括：- 控制桥梁的渐进破坏，避免局部破裂或崩溃；- 限制桥梁结构的变位，确保桥梁对车辆通行的影响最小化；- 确保桥梁的结构完整性，防止桥梁产生全面崩溃。
2. 抗震力学分析桥梁的抗震设计需要进行抗震力学分析，以研究桥梁在地震作用下的受力和变形情况。
主要分析内容包括：- 桥梁的自振周期分析，确定振动特性；- 桥梁在地震作用下的动力响应分析，包括受力、位移和动应力等参数；- 确定桥梁结构的抗震性能指标，如抗震弹性系数和耗能能力等。
3. 抗震设计方法根据抗震力学分析的结果，抗震设计方法主要包括以下几个方面：- 采用适当的抗震设计参数，如强度等级和位移限制；- 选择合适的结构形式和材料，以提高抗震能力；- 优化桥梁结构，确保在地震作用下的受力均匀分布；- 加强桥墩和桥梁连接处的抗震性能，避免发生局部破坏；- 设计合适的减震措施和能量耗散装置，提高桥梁的耐震能力；4. 抗震设防要求抗震设防要求是指桥梁设计中对于地震作用的规定和要求。
根据地震地区的构造特点和地震烈度，抗震设防要求会有所不同。
一般包括以下方面的要求：- 设计地震加速度谱和反应谱，用于抗震力学分析；- 限制桥梁结构的最大变位，确保正常通行；- 确定桥梁的最小抗震强度，以保障结构的安全性；- 要求采用抗震构造措施，如加强桥墩和桥梁连接部位；- 确定抗震设计的控制材料性能和构件尺寸。
5. 抗震施工要求除了设计阶段的抗震规范要求，抗震施工要求也是确保桥梁抗震性能的重要环节。
主要包括以下几个方面：- 选用符合抗震要求的材料和设备；- 严格按照设计要求进行施工，避免施工质量问题对抗震性能的影响；- 设置合适的监测装置，及时掌握桥梁结构的变化情况。
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桥梁振动及抗震 8--1
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8 桥梁振动及抗震
8.1结构抗震体系
8.1.1结构应具有合理的地震作用传力途径和明确的计算简图。结构除
了具有必要的承载能力以外，还应具有良好的变形能力和耗能能力，以
保证结构的延性性能。
8.1.2结构的质量和刚度应均匀分布，避免因质量和刚度突变而造成地
震时结构各部分相对变形过大。对于质量和刚度变化较大的部位，应采
取有效措施予以加强。
8.1.3结构基础应建造在坚硬的地基上，尽可能避开活断层及地质条件
不好的地基。当结构必须建造在软土地基或可能液化的地基上时，应对
地基进行处理。
8.1.4上部结构应尽量采取连续的形式。当上部结构与下部结构之间的
支座允许上部结构平动时，必须保证支承面宽度并采取相应的限位措
施，防止落梁的发生。
8.1.5确定墩柱的截面尺寸时应避免墩柱的轴压比（墩柱所承受的轴向
压力与抗压极限承载力之比）过大，以保证墩柱截面的延性性能。
8.1.6对于多跨连续结构，各中墩柱的截面尺寸和高度应使各柱的纵桥
向刚度和横桥向刚度基本相同。跨径相差较大时，应考虑上部结构质量
对横桥向频率的影响。对于地面高差较大的地形，可通过下挖地面来调
整墩柱的高度。
8.1.7对于大跨度桥梁，应结合桥位处的地质条件和地震动特性等具体
情况，对各种结构体系进行分析研究，选择抗震性能较好的结构体系。
8.2地震反应计算
8.2.1工程设计项目应按《地震安全性评价管理条例》（国务院令第323
号）及各地方相应管理办法，要求业主对相应区域进行地震危险性分析，
桥梁振动及抗震 8--2
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并根据地震危险性分析进行结构的地震反应计算。在桥梁建设中尽量避
开具有危险性的活动地震断层。活动性地震断层附近桥梁的地震反应计
算要特别注意地面位移对结构的影响。按“条例”不需进行地震安全性
评价的一般性工程，应按照《中国地震动参数区划图》（GB18306-xx）
规定的设防要求进行抗震设防。
8.2.2应根据工程的重要性等级、场地的地质条件和地震烈度、结构的
自振特性等情况，按照规范用反应谱方法进行结构的地震反应计算。对
于大跨度桥梁，还应进行时程反应分析，并考虑地震动的空间不均匀性。
8.2.3对于地震作用的计算，应按公路桥梁相关规范执行，城市桥梁应
根据道路等级和桥梁的重要性，按表8.1进行重要性系数修正。
表8.1 城市桥梁重要性修正系数Ci
道路等级和桥梁 重要性修正系数Ci
跨越高速公路、城市快速路的桥
1.7
城市快速路、主干路上的桥及跨越
主干路的桥
1.3
除上二类以外的桥
1.0
8.2.4进行结构的地震反应计算时，不仅要计算地震引起的内力，还应
考虑地震引起的位移，避免结构因位移过大而导致非强度破坏。
8.2.5对大跨度桥梁进行地震反应计算时，由于高阶振型的影响较大，
必须计算足够多的振型。
8.2.6采用减震措施设计时，应结合具体桥型进行动力时程分析。
8.3构件抗震设计和抗震构造措施
8.3.1 应搜集桥位处地震基本烈度、地质构造、地震活动情况、工程地
质及水文地质条件，并根据地震基本烈度及桥梁重要性等级采取相应的
桥梁振动及抗震 8--3
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抗震措施。抗震措施的构造应考虑温度变化、预应力作用和混凝土收缩
徐变的影响。抗震措施处的空间应满足检查的要求。
8.3.2 桥梁结构应按基本烈度采取防落梁措施。限制边支点水平位移时，
可在端横梁与盖梁之间设置抗震锚筋或在盖梁上设置抗震挡块；限制竖
向位移时，可采用或参考标准图。
8.3.3墩柱主筋直径与根数应根据受力计算决定，不宜过多提高主筋的
强度和配筋率。主筋在柱内宜通长设置，并应锚固于盖梁与承台之内。
锚固长度不小于40倍主筋直径。
8.3.4对于地震烈度大于或等于8º地区，墩柱箍筋的直径和间距除了保
证墩柱的抗剪强度以外，还应满足体积配箍率的要求。在柱顶及柱底箍
筋的间距应按规范的要求加密。圆形墩柱抗震箍筋加密参见“第十章 参
考附录”中附表三。
8.3.5圆形墩柱宜配置直径为φ12～φ14螺旋箍筋，螺旋箍筋的接头必
须采用焊接，端头应伸入混凝土核心区之内。矩形箍筋应有135°的弯
钩，并伸入混凝土核心区之内。
8.3.6对于矩形墩柱，纵向和横向地震力组合后的方向不与截面的主轴
方向平行，应注意验算组合后地震力方向的截面强度。