公路桥梁抗震设计的设防标准研究
桥梁抗震设防标准与抗震设计流程
墩柱弯曲破坏
1995年阪神地震： 保护层混凝土严重剥落， 核心混凝土压碎： 约束箍筋的配置不足
汶川地震墩柱弯曲破坏
1999年台湾集集地震： 集鹿大桥（ 2150m单塔斜拉桥，塔梁 固结）：
塔柱严重开裂，保护层混凝土剥落。
（2) 墩柱剪切破坏 非常常见：纵向钢筋过早剪断，箍筋不足
14km
9.0
10km
死亡失踪人 直接经济损失
数
（当时币值）
64
约70亿美元
65
约200亿美元
6千余
约1000亿美元
1.4万余
逾200亿美元
2千余
118亿美元
8.7万
1207亿美元
22万
77.5亿美元
799
约300亿美元
2968 逾25亿美元
2.4万余
逾2000亿美元
1. 直接灾害
（1) 地表破坏：
在破坏性地震中极为常见！ 纵向移位、横向移位以及扭转移位
图2.4 阪神地震中上部结构横向移位 图2.3 阪神地震中上部结构纵向移位
（a）连续梁端部
（b）连续梁中间支点处
汶川地震中上部结构横向移位
5.12汶川地震：
一座多跨简支斜桥发生 严重s形横向移位破坏， 挡块毁坏。
汶川地震中斜桥上部结构横向移位
工程抗震措施 增加的造价
减轻地震破 坏和损失
社会经济状况
பைடு நூலகம்
地震危险性
地震危险性分析 总要求
总目的 设防原则 地震区划图 设防环境
具体目标 设防目标 烈度? 设防参数
地震动参数 ？
必须明确设防水准与 设防目标之间的关系
公路桥梁抗震设防要求 -工程.
公路桥梁抗震设防要求 -工程2019-01-011 将公路工程划分为五个档次：第一档次为高速公路和一级公路上的抗震重点工程（系指特大桥、大桥、隧道和破坏后修复或抢修困难的路基、中桥和挡土墙等工程），。
此类工程地震破坏后会引起严重后果，上造成重大损失，国防上有特别重要的影响。
其抗震等级定为一级，设计基准期为80年。
第二档次为高速公路、一级公路的一般工程（系指非重点的路基、中小桥和挡土墙等工程）和二级公路的抗震重点工程以及二三级公路路工程抗震设防目标公路工程对政治、经济、国防和抗震救灾具有特别重要的意义，地震时一旦发生破坏，将造成交通中断，后果非常严重。
进行公路工程抗震设计时，应根据不同等级公路的重要性程度，考虑重要性系数来计算水平地震作用。
重要性系数的取值与工程类别有关，《公路抗震规范》根据工程的重要性和修复（抢修）难易程度上桥梁的支座。
此类工程抗震设防要求高，具有特别重要的政治、经济意义。
其抗震等级定为二级，设计基准期为60年。
第三档次为二级公路上的一般工程和三级工路上的抗震重点工程以及四级公路上的梁端支座、梁端连接、支挡措施。
此类工程具有比较重要的政治、经济意义。
其抗震等级定为三级，设计基准期为40年。
第四档次为三级公路上的一般工程和四级公路上的抗震重点工程。
此类工程的抗震等级定为四级，设计基准期为20年。
第五档次为四级公路上的一般工程。
此类工程的年平均昼夜交通量在200辆以下，一般可以不进行抗震强度和稳定性验算。
我国根据地震的不确定性、现有的技术条件和国家的经济条件及公路工程的特点和用途，在考虑国家经济力量可以承受并保障人民生命财产的安全和公路工程设施基本完好的前提下，提出了公路工程抗震设计总目标：按规范要求进行抗震设计的公路工程在发生与之相当的基本烈度地震影响时，位于一般地段的高速公路、一级公路工程，经一般整修即可正常使用；位于一般地段的二级公路及位于软弱粘性土层或液化土层上的高速公路、二级公路工程，经短期抢修即可恢复使用；三四级公路工程和位于地震危险地段（指发震断层及其邻近地段；地震时可能发生大规模滑坡、崩塌、岸坡滑移等地段）、软弱粘土层或液化土层上的二级公路以及位于抗震危险地段的高速公路、一级公路工程，保证桥梁、隧道及重要的构造物不发生严重破坏。
公路桥梁抗震设计要点及计算分析(详细)
11 抗震分析
截面特性取值
◇E1地震作用下,常规桥梁的所有构件抗弯刚度均按毛截面计算. ◇E2地震作用下,延性构件的有效截面抗弯刚度应按下式计算,但其
他构件抗弯刚度仍按毛截面计算.
11 抗震分析
11.2 梁桥延性抗震设计
11 抗震分析
11 抗震分析
11.3 建模原则
单元质量可采用集中质量代 表；墩柱和梁体的单元划分应 反映结构的实际动力特性； 支座单元应反映支座的力学
47括号内的值
要点
通过抗震重要性系数调整设计地震动参数,不同 抗震分类桥梁对应的E1、E2地震作用的重现 期不同
两水平设防、两阶段设计
桥梁分类 A类
E1 不应发生损伤
B类
同上
C类
同上
D类
同上
E2 有限损伤
不倒塌或产生严重损伤,临时加 固后可满足应急交通
10 地震作用
10.3 地震动时程
➢做过地震安全性评价的桥址,设计地震动时程要根据专门的工程场地地 震安全性评价的结果确定.
➢未作地震安全性评价的桥址,可根据本细则设计加速度反应谱,合成与其 兼容的设计加速度时程；也可选用与设计地震震级、距离大体相近的实 际地震动加速度记录,通过时域方法调整,使其反应谱与本细则设计加速
10 地震作用
当采用时程分析法时,应同时输入三个方向分量的一组地震动时
程计算地震作用效应. 进行直线桥梁地震反应分析时,可分别考虑沿顺桥向和横桥向两
个水平方向地震输入. 进行曲线桥梁地震反应分析时,可分别沿相邻两桥墩连线方向和 垂直于连线水平方向多方向地震输入,以确定最不利地震水平输入
方向.
➢ 地震作用可以用设计加速度反应谱、设计地震动 时程和设计地震动功谱表达.
道路和桥梁结构的抗震性能研究
道路和桥梁结构的抗震性能研究摘要：道路和桥梁结构的抗震性能一直是土木工程领域的重要研究方向之一。
地震是一种常见的自然灾害，对道路和桥梁结构的破坏可能导致灾难性的后果，如交通瘫痪、人员伤亡和财产损失。
因此，研究和提高道路和桥梁结构的抗震性能至关重要。
本文将综述当前关于道路和桥梁结构抗震性能研究的最新进展，包括抗震设计准则、地震模拟和结构改进等方面的内容。
通过深入了解这些方面，我们可以更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能，以应对未来可能发生的地震灾害。
关键词：道路、桥梁、抗震性能、地震模拟、结构改进引言地震是一种具有破坏性的自然灾害，经常造成重大人员伤亡和财产损失。
在地震发生时，道路和桥梁结构通常处于最前线，因此它们的抗震性能至关重要。
为了减少地震对交通和基础设施的影响，研究如何提高道路和桥梁结构的抗震性能已经成为土木工程领域的一个关键任务。
抗震设计准则是研究抗震性能的出发点之一。
这些准则通常由国际和国家标准机构发布，旨在规定在建设道路和桥梁结构时需要遵守的抗震要求。
这些要求涵盖了材料的选择、结构设计、施工规范等方面。
通过遵守这些准则，工程师可以确保新建或维护的道路和桥梁结构具有一定的抗震性能。
地震模拟是另一个关键领域，用于研究道路和桥梁结构的抗震性能。
通过使用数值模拟技术，工程师可以模拟不同强度的地震事件对结构的影响。
这种模拟有助于确定结构的脆弱点，并指导改进措施的制定。
地震模拟还可以用于评估现有结构的抗震能力，以确定是否需要进行升级或修复。
结构改进是提高道路和桥梁结构抗震性能的重要方法之一。
这包括采用新的材料、设计方法和施工技术，以增强结构的抗震能力。
例如，使用抗震减震器、增加结构支撑、加固桥墩等方法都可以提高结构的抗震性能。
此外，定期维护和检查现有的道路和桥梁结构也是确保其抗震性能的关键因素之一。
本文将深入探讨上述抗震性能研究的各个方面，以帮助读者更好地理解如何提高道路和桥梁结构的抗震性能。
公路桥梁抗震设计规范
公路桥梁抗震设计规范公路桥梁抗震设计规范是针对公路桥梁的抗震设计要求进行规范的文件。
公路桥梁是交通运输领域的重要基础设施，地震是一种常见的自然灾害，对公路桥梁造成严重影响。
因此，制定和实施公路桥梁抗震设计规范，对于确保公路桥梁的安全运行具有重要意义。
公路桥梁抗震设计规范主要包括以下几个方面的内容：首先，规范明确了公路桥梁抗震设计的基本原则。
公路桥梁抗震设计应以保证人车安全为首要目标，综合考虑各种力的作用，确保桥梁在地震作用下具有一定的抗震性能。
其次，规范对公路桥梁的设计地震动参数进行了要求。
地震动是地震作用下地面振动的表现，对于公路桥梁抗震设计来说，了解设计地震动参数对于合理设计是非常重要的。
规范规定了设计地震动参数的确定方法，包括如何选择地震烈度、地震动参数的计算方法等。
再次，规范对公路桥梁的结构抗力要求进行了规定。
抗力是公路桥梁抵抗地震作用的能力，规范对桥梁结构的抗震设计进行了详细的要求。
包括桥梁的受力机制、荷载计算、抗震设计等。
此外，规范还对公路桥梁在施工和使用过程中的抗震防灾要求进行了规定。
施工过程中需要合理选择施工方法，采取合适的防震措施，确保桥梁结构的安全性。
在使用过程中，规范要求定期进行检测和维护，确保桥梁的抗震性能。
最后，规范对公路桥梁的抗震设防状况进行了评定和分类。
规范规定了抗震设防状况分级标准，对于不同类别的公路桥梁，要求采取相应的抗震设计措施，确保其抗震能力。
总之，公路桥梁抗震设计规范是确保公路桥梁抗震能力的基本要求和指南。
通过遵循规范的要求，可以提高公路桥梁的抗震能力，减少地震灾害对公路桥梁造成的影响，保障人们的出行安全。
同时，规范的实施也对于推动公路桥梁抗震设计技术的发展具有积极的意义。
论公路桥梁的抗震设防标准
论公路桥梁的抗震设防标准曾武华;崔秀琴;王逢朝【摘要】论述了公路桥梁的抗震设防标准在桥梁抗震设计中的重要作用,对公路桥梁设计地震动水平、抗震设防目标、抗震设防分类三方面进行了探讨.在基于性能抗震设计背景下,对我国公路桥梁的抗震设防标准的制定提出以下建议:针对我国现行规范中同一地震区不同抗震设防类别桥梁遭遇的地震危险性不一致的问题,建议设计基准期统一取为100年,取超越概率分别为86％、19％、10％和4％的四级设计地震动水平;考虑桥梁震后预期将发挥的使用功能,将其抗震性能水平按正常通行、有限通行、应急通行和禁止通行等功能要求相应地划分为四个等级;抗震设防目标规定为在给定设计地震动水平下结构超过规定的抗震性能水平的条件概率,以期解决我国公路桥梁的抗震设防目标长期没有规定预期的可靠度的问题.【期刊名称】《三明学院学报》【年(卷),期】2015(032)002【总页数】6页(P85-90)【关键词】公路桥梁;抗震设防标准;设计地震动水平;设防目标;性能抗震设计【作者】曾武华;崔秀琴;王逢朝【作者单位】三明学院建筑工程学院,福建三明365004;三明学院建筑工程学院,福建三明365004;三明学院建筑工程学院,福建三明365004【正文语种】中文【中图分类】U442.55公路桥梁抗震设防是指对未来可能发生的破坏性地震采取的一种旨在减轻损失的防御措施。
由于强震为小概率事件，其在桥梁结构使用期内是否发生发生具有随机性。
即使在技术层面上认为可以实现在强震作用下桥梁结构不发生破坏，但这种做法通常是没必要且经济上是不可行的。
因此，公路桥梁抗震设防标准应寻求控制在未来可能发生的强震中桥梁结构的损伤程度，使其达到人们可接受的水平。
然而，长期以来，“生命安全”被认为是公路桥梁抗震设防标准中桥梁结构唯一的可接受的损伤程度。
在1995年日本阪神地震（M7.2级），因桥梁严重破坏造成公路中断，交通系统处处受阻，全线处于“死亡”状态，造成了极为惨重的经济损失，若以当时币值为准，导致的城市经济总损失为1500亿美元[1]；在2008年汶川地震中，因桥梁坍塌或严重破坏造成通往重灾区的公路交通全部中断，严重影响了抗震救灾和灾后重建工作，社会影响巨大。
关于公路桥梁抗震设计的探讨
关于公路桥梁抗震设计的探讨[摘要]桥梁工程，是交通运输的咽喉，在国家建设中起着举足轻重的作用；而在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要，更是作为重要的生命线工程。
文章分析桥梁结构震害及其原因，探讨公路桥梁抗震设防目标，提出公路桥梁抗震设防措施。
[关键词]公路桥梁抗震设计设防目标设防措施中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）17-410-01在抗震抢险救灾中，公路交通运输是抢救人民生命财产、尽快恢复生产和重建家园的重要环节。
遍布的道路交通犹如全身的血管，由此可知道路交通的重要性，而公路桥梁作为道路交通的一部分，其重要性也可想而知。
而桥梁工程，作为重要的生命线工程，是交通运输的咽喉，在国家建设中起着举足轻重的作用，而在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要，其重要性就更为明显。
一、桥梁结构地震破坏的主要形式桥梁震害是地震灾害中最为常见的一种桥梁震害，具体情况是桥台和路基同时向河心移动，桩柱式桥台的桩柱随之开裂倾斜、折断；重力式桥台的胸墙开裂，桥台台体下沉、移动、转动；桥头的引道沉降，翼墙开裂、损坏，施工缝开裂，桥台撞击主梁导致结构破坏。
桥台的移动、倾斜可能导致主梁受压损坏，甚至有可能使主梁坍毁。
同样高发的桥梁震害还有桥墩震害以及支座震害。
桥墩的震害主要有桥墩倾斜、沉降、移位、墩身剪断、开裂，受压缘的混凝土崩坏，钢筋屈曲、裸露，桥墩与基础连接处折断、开裂等等。
在震力作用下，部分支座在最初设计时并未充分考虑到抗震要求，缺乏连接、支挡等结构的必要构造措施，有些情况下，支座材料与形式上的缺陷直接造成支座产生过大的移位或者形变，进而导致了支座锚固螺栓剪断、活动、拔出，支座脱落，支座主体结构破坏等。
这样的情况会导致结构力的传递形式发生变化，对整体结构中的其他部件产生非常不利的影响。
最为严重的桥梁震害现象则是主梁坠落。
主梁坠落又称落梁，主要成因是桥台、桥墩的倾斜或者倒塌，梁体碰撞、支座破坏相邻桥墩间相对位移过大等情况。
桥梁结构抗震设计与设防措施
桥梁结构抗震设计与设防措施摘要：随着我国基础设施建设力度的进一步加大,全国各地桥梁工程建设数量进一步增多,抗震设计作为桥梁结构安全性和可靠性的重要保障,对桥梁结构抗震设计与防护措施的探讨和研究必不可少。
在此条件下,本文在探究地震的产生机理和危害的基础上,对我国抗震设防标准解析，抗震设计中应注意的问题以及桥梁结构抗震设防措施进行了简要阐述，旨在为桥梁设计工作人员提供参考。
关键词：桥梁结构；设计工作；抗震设防；措施分析引言人类的生活及发展必离不开衣食住行，而随着历史车轮的滚滚向前，出行逐渐成为人们的必然成为，这就自然的要求道路和桥梁的建设要跟上历史的脚步，桥梁在其中起到了重要的作用，桥梁是用于跨越障碍物(如河流、海峡、山谷、道路等)而使道路保持连续的人工构造物，俗称道路咽喉，它便利了两岸的往来，又不阻挡山间水上的原有交通。
桥梁既是一种交通功能性的构造物，也是一座立体的造型艺术工程。
桥梁往往是一个城市或国家(地区)的象征。
而我国地震的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、灾害严重，因此在抗震救灾中，桥梁作为连通交通运输网的“咽喉”，减轻减少其地震破坏是桥梁设计中的重中之重。
1、桥梁结构的抗震概述1.1桥梁结构的结构及类型桥梁结构一般分为上部结构(分为桥身、桥面和必要的连接结构)和下部结构(分为桥墩、桥台、支座和基础),支撑桥身的承重构件是桥墩,主要承受竖向恒载,桥身是承受车辆行人荷载的主要构件,活动支座允许梁伸缩和转动变形固定支座允许转动但不允许伸缩。
桥梁结构类型分为梁桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、钢构桥。
1.2桥梁结构的震害及原因分析桥梁结构震害主要有两种形式:一是场地运动引起的桥梁结构振动,二是场地相对位移产生的强制变形。
第一种形式通过惯性力的形式把地震作用施加在桥梁结构上,第二种形式是通过支点强制变形产生的超静定内力或过大的相对变形影响桥梁结构的地震安全性。
在地震的作用下桥梁会造到不同程度的破坏，如桥台桥墩倾斜开裂、支座锚栓剪断或拉长甚至桥台桥墩滑移、落梁倒塌。
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【摘要】本文通过对国内外桥梁的抗震规范进行了细致的比较分析，以及对抗震桥梁的使用功能分类与重要性等因素的研究，提出了公路桥梁的抗震设防的标准，为中国公路桥梁的抗震设计规范的修订及完善提供了重要的依据。
【关键词】公路桥梁；抗震；设防标准
公路桥梁的抗震设防是指在地震作用下能够按照设计要求，实现预期功能的桥梁工程的预防措施。
桥梁按照设定的可靠性要求以及抗震技术要求，一般是由设计地震动参数和建筑其使用功能的重要性决定的，这就是桥梁抗震设防的标准。
当前，我国的《公路工程抗震设计规范》中，明确提出直接以基本烈度作为设防烈度，而且考虑到结构重要性系数，实际上没有明确的规定公路桥梁的结构抗震设防标准。
而抗震设防标准是对结构抗震设防要求高低尺度的衡量，它直接关系到公路桥梁结构的安全度与工程造价的多少，是在抗震设计中不可回避的问题。
1.公路桥梁抗震的三水准设防与二阶段设计
多级抗震设防是被国内外的建筑物抗震规范中广泛运用的手段，其三水准设防设想，是通过二阶段设计实现的。
1.1三水准设防
若桥梁结构其设计的基准期是y，那么公路桥梁“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计目标中，小震、中震、大震则分别约为y年63%、y年10%、y年3%。
在地震的作用下，桥梁的结构性能目标可分为三类，即桥梁构件没有任何损坏，结构保持在弹性范围内；桥梁构件出现可以修复的损坏，修复后可以正常使用；桥梁构件损坏严重，但整个结构其非弹性变形依然受到控制，同结构倒塌的临界变形还有一定的距离，震后能够修复，震时紧急救援车还可以通过。
为实现公路桥梁的抗震设计目标，一般可以采用三水准的方法进行抗震设防。
设防水准以及相应的性能目标如下表：
1.2二阶段设计
公路桥梁的抗震规范征求意见的稿拟中，所采用的二级设防，二阶段设计是满足“小震不坏，大震不倒”这一目标的，认为“中震可修”是自动满足的。
所以，我国当前实际上应用的同公路桥梁抗震规范拟稿中的提议是一致的，即：在公路桥梁的抗震设计中，均采用二级设防，二阶段设计的方法，但是二者的二级设防，二阶段设计的内容是不完全相同的，在实际的应用过程中，为了能够保证结构的抗震安全性，所采取的二级设防、二阶段设计，实际上满足了“中震不坏、大震不倒”的目标，而“小震不坏”这一目标会自动满足。
2.公路桥梁抗震设防的重要性以及使用功能分类
2.1建筑抗震设防重要性的分类
根据建筑对社会、政治、经济以及文化的影响程度，将建筑抗震设防类别的重要性划分为以下几类。
甲类：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，如：大型桥梁，危险品等；抗震设防标准应高于本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定，当0.05g≤a≤0.3g时，应该按照0.1g≤a≤0.4g的要求；当a=0.4g时，应该按照a>0.4g的要求。
乙类：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，如：医院，发电厂等；抗震设防标准应符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求，当0.05g≤a≤0.3g时，应该按照0.1g≤a≤0.4g的要求。
丙类：一般的建筑，如：一般的民用或工业建筑；抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求。
丁类：抗震次要建筑，如：一般仓库；抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求，设计基本地震加速度值a减半，但最小值不得小于0.05g。
依据建筑物重要性来确定的抗震设防类别，决定了建筑抗震设计所采用的地震带来的损坏的大小以及应该采取的抗震措施的等级，而且地震的作用随着抗震设防类别的差异，可以
在设计基本地震加速度值得基础之上成倍的增加。
这种把地震的作用同抗震措施分开，并且采用不同的设计基本地震加速度值的方法，既不利于工程师进行应用，也是与实际情况不符的。
2.2公路桥梁抗震设防重要性的分类
根据《建筑工程抗震设防分类标准》的规定，城镇的交通设施抗震设防分类如下：（1）在交通网络中占据关键的地位，并且承担较大的交通量的大跨度桥归为甲类。
（2）处在交通枢纽的其他桥梁归为乙类。
依据上述分类标准，多空跨径总长在1000米以上的，或者单孔跨径达150米以上的桥梁应划为甲类；大、中、小桥梁则应为乙类。
2.3公路桥梁的使用功能分类
公路桥梁抗震设计中，不仅能够控制结构的破坏，还要考虑震时确保桥梁的使用功能正常的发挥。
公路桥梁抗震按照其使用功能可划分为四类，一类：地震时或地震后使用功能不能中断的桥梁。
二类：地震后使用功能必须在短期内恢复的桥梁；对震后运行起关键作用的桥梁。
三类：地震后使用功能不须在短期内恢复的桥梁。
四类：地震时可以倒塌的桥梁。
3.公路桥梁抗震设防的标准
地震作用下的公路桥梁的危害程度是由公路桥梁所在场地的危险性以及桥梁的结构的易损性决定的。
公路桥梁工程师通过对工程所在场地的地震危险性进行分析，然后按照桥梁结构在地震的作用下可接受的危害程度，采用合理的结构体系以及抗震构造措施。
抗震设防标准的确立，不仅仅是结构的安全问题，还包括设计师的设计理念、国家的经济指标等因素。
考虑到我国当前的经济水平，参考国内外的同类型公路桥梁的抗震设防标准，建议公路桥梁特大桥的抗震设防地震的概率是一百年超过百分之十；特大桥的引桥与大中小桥的抗震设防地震的概率水平是五十年超过百分之十。
4.总结
本文对桥梁的使用功能以及抗震设防重要性等因素，进行了讨论与分析，利用抗震设计类别来表达抗震设防的标准，并对现有的公路桥梁抗震的规范提出了修正的建议。