桥梁抗震规范.doc
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。
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
桥梁抗震规范
桥梁抗震规范
桥梁抗震规范是由国家规范性文件控制的，对桥梁结构在地震力作用下的有效抗震性能及设计进行指导和规约。
桥梁抗震规范中分两个部分：一部分为地震力计算和地震力抗震设计；一部分为桥梁结构体系材料性能评定及控制，全面控制桥梁施工抗震性能。
一、地震力计算和地震力抗震设计
1、地震计算：包括津门落差法的应力时程及非线性时程的确定，地震励磁幅值、地震动时程和随机动性质计算，绑定地表震级和桥梁地基质量计算，建立桥梁震源大小及励磁参数等。
2、地震力抗震设计：确定抗震性能要求，确定桥梁抗震设计结构体系，确定抗震结构控制参数，确定桥梁抗震设计分析方法，确定抗震设计措施及其设计方法。
二、桥梁结构体系材料性能评定及控制
1、桥梁结构体系材料性能评定：桥梁抗震规范要求对桥梁用材进行设计有效性能评定，明确桥梁用材形状和尺寸，以及其在正常及地震力作用下有效性能，以及桥梁连接部位评定要求。
2、材料控制：根据公路铁路工程国家规范完善桥梁用材抗震性能控制，包括在桥梁用料质量检验上，充分调动桥梁质量检验人员的责任心，有效控制桥梁施工抗震性能。
总之，桥梁抗震规范的建立和完善，整个桥梁建设施工过程抗震性能得到有效控制，为桥梁安全稳定维护、抵御地震灾害提供可靠的保障。
城市桥梁抗震设计规范
中华人民共和国行业标准（CJJ-XXXX）城市桥梁抗震设计规范（征求意见稿）主编单位：同济大学参编单位：上海市政工程设计研究院、上海市城市建设设计研究院，天津市政工程设计研究院、北京市政工程设计研究院二○○九年三月1目次1 总则 (4)2 术语和符号 (6)2.1术语 (6)2.2符号（略） (8)3 抗震设计的基本要求 (9)3.1抗震设防分类和设防水准 (9)3.2地震影响 (10)3.3抗震设计方法分类 (11)3.4桥梁抗震体系 (11)3.5 抗震概念设计 (13)3.6抗震设计流程图 (15)4 场地、地基与基础 (19)4.1场地 (19)4.2液化土 (22)4.3地基的承载力 (26)5地震作用 (27)5.1一般规定 (27)5.2设计加速度反应谱 (27)5.3 设计地震动时程 (29)5.4地震主动土压力和动水压力 (30)5.5荷载组合 (32)6抗震分析 (33)6.1一般规定 (33)6.2建模原则 (35)6.3反应谱法 (38)6.4时程分析方法 (39)6.5规则桥梁抗震分析 (39)6.6能力保护构件计算 (44)26.7桥台 (47)7 抗震验算 (48)7.1 一般规定 (48)7.2 E1地震下抗震验算 (48)7.3E2地震下抗震验算 (49)7.4支座验算 (53)7.5 能力保护构件验算 (54)8 抗震构造细节设计 (56)8.1墩柱结构构造措施 (56)8.2结点构造措施 (58)9桥梁减隔震设计 (61)9.1一般规定 (61)9.2减隔震装置 (61)9.3减隔震桥梁地震反应分析 (62)9.4减隔震桥梁抗震验算 (66)10大跨度桥梁抗震设计 (67)10.1一般规定 (67)10.2抗震概念设计 (67)10.3建模与分析原则 (67)10.4性能要求与抗震验算 (69)11抗震措施 (70)11.1一般规定 (70)11.2 6度区 (70)11.3 7度区 (71)11.4 8度区 (72)11.5 9度区 (74)31 总则1.0.1根据《中华人民共和国防震减灾法》，贯彻预防为主的方针，使城市桥梁经设防后减轻结构的地震破坏，避免人员伤亡，减少工程直接经济损失和因交通运输中断或阻滞导致间接经济损失，特制定本规范。
城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011)宣贯讲义(同济 李建中)
抗剪强度不足：横向箍筋配置不足； （剪切破坏）
能力保护设计
1 桥梁地震桥梁震害与抗震设计
基础破坏
土破坏： 断裂通过 基础移位、沉降 避让 沙土液化 防液化措施
桩身破坏： 能力保护设计
2 89规范局限性与新规范编写要点
2.1 89规范局限性
采用的设防水准均为50年基准期10%超越概率，重要结构物的设防 等级用重要性系数来体现。 单一水准设防，采用基于强度一阶段设计；弹性地震力采 用综合影响系数折减考虑结构进入塑性性能
的连接构件
1.0
5
3 柱式桥墩或薄壁墩与基础之间的连接构件
1.0
注：对于C、D类桥，其基础设计力的修正系数取为R＝1，或采用能力保护方法计 算基础设计力；在计算 桥墩的剪力设计值时，修正系数R＝1或采用能力保护方法计算剪力设计值。
2 89规范局限性与新规范编写要点
2.2新规范编写要点
适用于抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区的城市桥梁抗 震设计。抗震设防烈度大于9度地区的桥梁和有特殊要求的大 跨径或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，按有关专门规定 执行。
力
力
_
F_e Fu
Fu Fe
Fu= CzFe
y
u
位移
力 Fe
_ Fu
=
Fu CzFe
y
u
位移
y
u
Fu= CzFe 位移
2 89规范局限性与新规范编写要点
采用综合影响系数考虑结构进入塑性（延性），但塑性铰保证延性 的细节构造不明确，综合影响系数取值模糊并且明显不合理。
对于墩柱抗剪、基础抗震计算和验算没有规定，实际应用时存在错 误。没有引入能力保护设计思想；
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。
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（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。
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。
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桥梁抗震规范
桥梁抗震规范随着建筑技术的进步也在进行更新换代，当下的桥梁抗震规范是怎样的？各个国家的桥梁抗震规范有什么区别？下面是下面带来的关于桥梁抗震规范的主要内容介绍以供参考。
当前主要国家桥梁抗展设计规范的基本思想和设计准则是:设计地展作用基本地震工程与工程振动上分为两个等级，都可归纳为功能设计地震和安全设计地震。
虽然各规范使用的名词不同，但其思想是基本一致的。
功能设计地震具有较大的发生概率，安全设计地震具有很小的发生概率。
在功能设计地震作用下，桥梁结构只允许发生十分轻微的破坏，不影响正常的交通，不经修复也可以继续使用；在安全设计地震的作用下，允许桥梁结构发生较大的破坏，但不允许发生整体破坏，如倒塌、落梁等欧洲规范对此规定得最为清楚、具体。
比较起来，我国公路工程抗震设计规范仍在使用烈度概念，而几关于抗震设计的指导思想对于桥梁来说过于笼统。
各国桥梁抗震设计规范中虽然设定了两个水准，但在具体的设计程序上绝大多数仍坚持以安全设计地震为准的单一水平设计手法，并认为第一设计水准的要求自动满足。
这种
情况可能发生变化，TC一32和日本即将出版的新的桥梁抗震设计规范都建议对两个设计地震动水准进行直接设计。
这代表了桥梁结构抗震设计具体程序上的一个变动方向。
除了我国现行区划图外，其它主要地震国家均采用了地震动参数区划。
采用烈度进行桥梁结构抗震设计无论是在概念上，还是在数值方面都存在很多问题闭，因此我国正在编制的第四代区划图已经使用了地震动参数区划。
日本规范确定设计地震动的方法比较独特，设计地震动的概率特征十分不明显。
第一级设计地震虽有统计意义，但仍是确定性成分较多；第二级设计地震以确定性方法规定。
第一类主要参考了1923年关东地震(大陆边缘地震)第二类主要参考了1995年阪神地震(都市直下型地震)I，这与日本地域狭小和地震类型相对比较清楚有关。
我国城市桥梁抗震设计规范的建议
〔1)l抗震设防标准。
这是桥梁结构抗震设计的最基本问题。
过去的几十年的时间里，研究者和工程2期范立础等:桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势师都提出分级抗震设防的原则：即小震不坏，中震
发生有限的结构或非结构构件的破坏，大震发生严重的结构和非结构构件的破坏但不产生严重的人员伤亡。
而在可能袭击工程场地最严重的地震作用下，结构不倒塌。
这些基本的结构性能目标今天被大多数的设计规程所采用。
但传统的作法是，只针对单一的地震作用水平进行结构的抗展设计。
现在的问题是针对每一个目标都给出相应的具体设计程序，这样一来，就需要对目前实际上还是单一水准强度抗震设计原则进行修订，采用多水准、多设防目标和多阶段的抗震设计原则。
(2)延性和位移设计。
传统的桥梁抗震设计采用强度设计方法，即使考虑到延性和位移，也是通过强度指标间接地实现。
现在人们越来越认识到了位移在桥梁结构抗震设计中的重要性，很多研究者和工程师建议在抗震设计中直接使用位移为设计参数，这样就将形成多参数抗震设计方法。
在这方面，各种非弹性反应谱的研究和应用工作一直在进行。
一些建筑结构抗震设计指南和准则已经引人了位移设计的概念和方法。
(3)减、隔震和耗能设计。
桥梁结构减、隔震和耗能技术经过数十年的研究和开发后，已经逐渐进人实用阶段。
未来桥梁结构的抗震设计规范应对这些技术在桥梁抗震设计中的应用作出具体、细致的规定。
实际上，日、美、欧、新西兰等主要地展国家的桥梁抗震设计规
范已经引人相应的条款，我国新的《城市桥梁抗震设计规范》和即将修订的《公路工程抗震设计规范》也应有相应的章节规范这一技术的使用。
应当注意，这一技术对桥梁的实际减震效果虽有少量的验证，但其减震规律变化和经济合理性都有待深人论证。
(4)构造细节。
桥梁结构抗震设计中的许多问题目前还不能完全通过定量化方法加以解决。
因此根据震害经验、概念设计和定性研究的结果提出构造细节方面的要求，对保证桥梁结构的抗震安全十分重要。
美、欧等国家的桥梁结构抗震设计规范和准则都已十分重视这一点。
我国现行的《公路工程抗震设计规范》在这方面明显不足，新编的《城市桥梁抗展设计规范》将特别注意这方面的问题。
(5)桥梁结构基础抗震设计。
从历次大地震震害可以看出，基础破坏是导致桥梁结构地震破坏的主要原因之一。
由于困难大，我国现行《公路工程抗震设计规范》以干定性的条款，从工程选址方面加以考虑。
今后应重视基础本身的抗震设计，特别是对于桩基础等。
这方面，美国的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细，是我们应当学习之处。
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。
(6)规范条文的可操作性。
条文的可操作性是规范制定者需要特别注意的一个问题。
条文的可操作性影响到工程师正确地使用规范和达到规范制定者的设计目标。
若可操作性不好，则工程师不易理解和执行相应的设计规定，也就很难达到规范规定的设计目标。