桥梁的延性抗震设计理念(内容清晰)
桥梁抗震设计理念
65
Displacement, cm
位移
0 0 10 20 30 Time, s -65 40 50 60
力和变形的要求 所以，我们就有两个不同的方法去对付地震引起的问题
力的要求 力
结构的周期
变形
变形的要求
结构的周期
如果我们把地表的波动纪录下来，就可以得到如下的 地震波的’加速度’和地面的’位移’在地震中的变化
但基本设计理念，那就是说，如何对付这些地震波的方法， 并无分别。
对付地震有两方面的重点：’天的’ 和 ‘人的’ 问题！
对付地震有两方面的重点：’天的’ 和 ‘人的’ 问题！
另一个说法：’工程上的’ 和 ‘社会上的’ 工作
对付地震有两方面的重点：’天的’ 和 ‘人的’ 问题！
另一个说法：’工程上的’ 和 ‘社会上的’ 工作
2009年科协大会 山区高速公路建设技术研讨会，2009.09.09 重庆
桥梁抗震设计理念
邓文中 Man-Chung Tang
林同棪国际公司 T.Y. LIN INTERNATIONAL
山区高速公路建设技术研讨会
在基本的观念上， 山区桥梁 和 平地桥梁 的防地震设计理念并没有大分别
山区高速公路建设技术研讨会
基本对策：
隔震 Isolation - 使地震的波动尽量不传到结构上 延性 Ductility - 使结构可以承受地震的变形
消能 Energy Dissipation - 消耗地震输入的能量，
减低结构的反应
如何去适应地表的位移
基本对策：
隔震 Isolation - 使地震的波动尽量不传到结构上 延性 Ductility - 使结构可以承受地震的变形
把结构造得尽量的刚强，来抵抗地震引起的动力。
桥梁抗震
混凝土剪切强度与曲率延性的关系
延性抗震设计方法简介
延性抗震，必须保证结构具形（延性需求）。
延性需求
延性能力
规则桥梁：简化的延性抗震设计 复杂桥梁：非线性动力时程分析
要充分发挥延性能力，必须采用能力设计方法进行延性设计
能力设计方法
脆性链子，强度为 Pib P
延性链子 强度为Pd
脆性链子，强度为 Pib P
Pib'
Pib
Pd
1
△
2y
△
(a) 脆性链子
(b)延性链
子
图5.7 能力设计方法的原理示意图
基本思想：假设延性链子的设计强度为Pd，其可能发挥的最大强度（超强）
为 0Pd ，其中，0 为超强因子。为保证整个链接破坏时是延性的，要求所有脆
性链子的设计强度满足：
Pib 0Pd
能力设计方法的基本原理：在结构体系中的延性构件和能力保护构件（脆
性构件以及不希望发生非弹性变形的构件）之间建立强度安全等级差异（如 同保险丝），以确保结构不会发生脆性的破坏模式。
梁桥延性抗震设计
▪ 钢筋混凝土墩柱桥梁，抗震设计时，墩柱 宜作为延性构件设计。桥梁基础、盖梁、 梁体和结点宜作为能力保护构件。墩柱的 抗剪强度宜按能力保护原则设计。
曲率延性系数与位移延性系数的关系
曲率延性系数与位移延性系数的关系
参考文献
▪ JTG/T B02-01-2008 公路桥梁抗震设计细则_4> ▪ 王玉洁,钢筋混凝土桥墩的延性分析,[C],四川建筑 第27卷 1期
2007.02 ▪ 聂年圣·牛瑞森,筋混凝土桥墩延性抗震设计方法分析[C] ▪ 周勇、张力、唐光武,矩形实心公路桥墩延性性能影响因素初步研
浅论桥梁抗震设计理念及设计方法
浅论桥梁抗震设计理念及设计方法近些年来，我国的经济发展和城市化发展得到了飞速的发展，我过交通事业也随着得到了比较全满的发展。
众所周知，交通是我国国民经济的大动脉，也是重大自然灾害的生命线。
我国河流众多，桥梁工程是公路路程的咽喉，能够保障公路的通畅。
但是桥梁一旦受到地震的影响出现了損坏或者坍塌，将会给周边的居民和国家带来不可小觑额的经济损失。
所以，完善桥梁抗震的设计岁保障桥梁安全有着极为重要的意义。
一、在桥梁设计中应该注意的问题1.选择桥梁的位置在选择桥梁的桥址时，设计人员应该尽量避免将桥梁建设在相对松软的场地，应该选择抗震系数比较高，且较为坚硬的场地。
像人工填土地、粘土地或者根基不稳的场地都是较为危险的地区。
硬粘土、基岩以及碎石类地基是桥梁施工最理想的地方。
拱桥还要注意尽量避免建立在断层之上，若有必要，需要对其进行地震安全测评。
2.对桥型的选择桥型的选择应该考虑到施工地的地质条件、地形地势以及桥梁工程的实际规模，以此为基础选择合适的桥型、桥墩以及桥梁的基础形式。
施工单位要尽可能的选择先进的施工技术和测量技术，根据自己的实际情况将建筑成本降到最低，将建设质量提到最高。
还可以多加利用先进的混凝土建设架构。
3.对桥孔的布置对桥孔的选择，需要有利于抗震的布局，桥孔应该尽量避免与高墩或者大跨度的桥梁结合。
桥孔比较适宜自重较轻、架构相对简单、质量分布比较均匀、重心相对较低的桥梁。
二、桥梁抗震设计的原则桥梁的抗震设计，其合理性要求，设计桥梁需要使桥梁结构的强度、刚度及其延性等指标实现最佳的结合，此外，还要将设计方案设计的即经济有能够达到抗震的指标。
这就要求桥梁设计师要深入了解施工地的地质结构，以及桥梁结构对地震的反应，还需要具有科学合理的创造力，对于一些落后的规范要勇于挑战。
桥梁抗震的设计要遵循以下的原则：合适的建设场地、注重桥梁的整体性与规则性、提高桥梁结构的构件强度、设置多道抗震防线。
三、桥梁抗震设计的措施1.基础抗震措施设计师在加强基础抗震的措施是，可以采取减轻桥梁上部的自重和荷载，以防止桥梁受地震的影响出现永久性的变形。
【精品】桥梁延性与减隔震设计探讨
桥梁延性与减隔震设计探讨桥梁延性与减隔震设计探讨桥梁延性与减隔震设计探讨摘要：本文从桥梁震害的发生部位和特点入手，详细探讨了桥梁延性抗震设计的要点，并对桥梁减隔震设计中应注意的问题进行了说明。
关键词：桥梁；延性；减隔震；构件；强度Abstract: this article from the location and the characteristics of the bridge damage, the main points of the seismic design and retrofit of Bridges is discussed in detail, and the reduction of the bridge isolation problems should be paid attention to in the design.Key words: Bridges; Ductility; Reduce isolation; Component; Strength of the中图分类号：U442.5+9文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)桥梁震害的发生部位与特点纵观以往的桥梁震害，主要产生于下部结构，即使有上部结构破坏的情况，也往往是由于下部结构的破坏或过大的变位引起的，特别是梁式桥和连续拱桥更是如此。
一般说来，桥梁墩台的破坏主要是由于地面加速度产生很大的振动使薄弱截面产生破坏而引起的，从大量震害实例来看，比较高柔的桥墩多为弯曲型破坏，矮粗的桥墩则为剪切型破坏，介于两者之间的则为混合型破坏；无筋或少筋的圬工墩台，破坏一般为开裂或折断；而钢筋混凝土或钢结构等延性构件，多表现为开裂、混凝土剥落、压溃、钢筋裸露和弯曲等，并可以产生很大的塑性变形。
常见的破坏部位可归纳如下：承台与桩的连接处，这类破坏多发生在软弱地基上的桥墩；高桩承台式桥墩更易发生这类破坏。
墩身与基础的连接处。
桥梁的延性抗震方法与减隔震设计 张学义
桥梁的延性抗震方法与减隔震设计张学义发表时间：2019-06-20T11:18:43.430Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：张学义[导读] 摘要：桥梁工程作为生命线工程的重要组成部分，应尽量减少其在地震作用下的破坏。
天津市市政工程设计研究院 300392 摘要：桥梁工程作为生命线工程的重要组成部分，应尽量减少其在地震作用下的破坏。
桥梁的减、隔震设计是目前常用的桥梁抗震方案。
本文对于桥梁延性抗震思想和减、隔震设计进行了简要的阐述与分析，比较了两种方法的异同。
以希腊的里翁-安蒂里翁桥为例，详细分析了其设计中所采用的减、隔震措施。
并提出了一种桥梁减、隔震的设计构想。
关键词：延性；减、隔震；漂浮 1．桥梁的延性抗震设计方法 1．1延性抗震设计方法的概念及其发展从本质上讲，延性反映了一种非弹性变形的能力，保证刚度和强度不会因为非弹性变形而急剧降低。
对材料而言，延性材料是指在发生较大的非弹性变形时强度和刚度都没有明显下降的材料，与之对应的是脆性材料，则指一出现非弹性变形或在非弹性变形极小的情况下便发生破坏的材料；对结构和构件而言，如果结构或构件在发生较大的非弹性变形时，其强度和刚度仍没有明显的下降，则这类结构或结构构件称为延性结构或延性构件。
延性结构具有的延性水平与结构中包含的延性构件具有的延性水平密切相关。
但这并不意味着结构包含一些延性水平高的构件，其整体延性水平就一定高，实际上在某些情况下，即使个别构件的延性水平很高，但结构的整体延性水平却可能很低。
1．2 能力设计的方法能力设计原则是Park等在20世纪70年代中期提出的一个重要原则，并最早在新西兰混凝土设计规范（NZS3101，1982）中得以应用，以后这个原则先后被美国、欧洲和日本等国家和地区的桥梁抗震规范所采用。
能力设计方法的基本原理为：在结构体系中的延性构件和能力保护构件（脆性构件以及不希望发生非弹性变形的构件，统称为能力保护构件）之间建立强度安全等级差异，以确保结构不会发生脆性的破坏模式。
ch5 桥梁延性抗震设计解读
(a)
(b)M
(C)屈服
(d)极限状态
图 5.4 悬臂墩曲率分布
p l p (u y )
p p (l 0.5l p ) (u y )l p (l 0.5l p )
7 2019/2/25
桥梁抗震
y p y
1
p y
1 3( 1)
ty
y
单墩模型：结构的屈服位移和
极限位移分别对应于墩底截面到 达屈服曲率和极限曲率时。
假定只有桥墩发生非弹性变形：
ty y b f y b T r C y
C 1 T r b 1 y
(a)具有可变形的基础和弹性支座
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45
40
墩顶横向位移(mm)
模型3
30 20
横向力(KN)
10 0 -10 -20 -30 -40 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
·轴压比：20% ·含箍率：0.57% ·配筋率：1.54% ·砼强度：19.4
实测恢复力曲线
图5.3 柔性高墩与延性矮墩的比较
桥梁抗震
5.1.4 曲率延性系数与位移延性系数的关系
( x)dxdx
墩底截面刚刚屈服时
( x) y
x l
2 y 1 l 3 y
等效塑性铰长度 l p ：假设在墩底附近存在一 个长度为 l p 的等塑性曲率段，在该段长度内截 面的塑性曲率等于墩底截面的最大塑性曲率
开裂点
y
u
图5.1 截面弯矩－曲率关系示意图
钢筋混凝土截面的屈服曲率：
浅述桥梁延性抗震设计中的能力设计理念
浅述桥梁延性抗震设计中的能力设计理念摘要：文章以桥梁的延性抗震设计为切入点，着重阐述了延性抗震设计中的能力设计理念，其中包括了该设计理念的基本原理、计算方法、基本步骤、构造要求以及与传统抗震设计方法的主要优势等等内容，希望通过本文的一些论述，能够对今后桥梁的延性抗震设计提供一些参考经验。
关键词：桥梁；延性抗震设计；能力设计理念0 引言当前我国的交通建设高速发展，桥梁建设的发展更是取得了令人瞩目的傲人成绩。
在桥梁建设发展的过程中，桥梁的抗震设计备受关注，尤其在5.12汶川大地震以后，桥梁的抗震设计更是取得了飞速的发展，从以前纯粹依靠结构的刚度来抵抗地震引起的动力，发展到通过结构的柔度来适应地震引起的波动，抗震设计的理念从如何去抵抗地震力转变为如何去适应地震变形，抗震设计的基本措施也相应调整为：隔震、延性、消能。
其中延性抗震设计即为使结构能够承受地震带来的变形。
本文将着重阐述延性抗震设计中的能力设计理念，希望能为大家更好地了解延性抗震设计，更好地进行桥梁的抗震设计提供一些参考。
1 延性抗震的历史与概念在上世纪70年代以前，全世界的桥梁抗震设计基本上都是纯粹以结构的刚度来抵抗地震引起的动力，基本上都算是“以刚克刚”的设计理念。
直到1971年美国发生了圣·费尔南多地震之后，人们才开始重视延性设计，从单一的强度设计理念转变为强度-延性双重设计的理念，并逐渐正式提出延性抗震设计理念，用中国的话说是“刚柔并济”的设计理念。
目前，延性抗震设计理念已被绝大多数地震国家的桥梁设计规范所采纳。
延性抗震设计，从根本上说就是使结构能够承受地震带来的变形。
从力学本质上，延性反应了结构的一种非弹性变形的能力，这种能力包括两个方面，一是能够承受较大的非弹性变形，同时强度没有明显下降；二是能够利用滞回特性吸收能量。
延性的这种非弹性变形能力，是结构从屈服到破坏的后期变形能力，这种能力保证了结构强度不会因为发生了非弹性变形而急剧下降，如此在适应变形、消能、保证足够强度的三重条件下，增强了结构抵御地震破坏的能力，从而确保了桥梁的安全性能。
轨道交通桥梁与结构延性抗震设计的概念及实用设计方法-58页
需要的初始强度最低，但罕遇地震下的破坏也最严重，某种
意义上不适合用于非常重要的结构
2)有限延性－个人理解交通建筑
3)完全弹性－适合用于非常重要的结构，如核反应堆
4.延性的层次
• 应变延性层次----材料层面
• 曲率或转角延性层次---截面
的层面
• 位移延性层次----构件的层
面
• 多构件的位移延性----结构
Hale Waihona Puke
1.建筑抗震规范
2.城市桥梁抗震规范（公路)
2.城市桥梁抗震规范（公路)
3.铁路抗震规范
四.延性抗震设计的实现方法
1.验算内容
• 1）构造要求H/B不小于2.5
• 2）在罕遇地震下进入屈服
• 3）罕遇地震下的位移小于允许的位移
• 假定构件不发生脆性破坏，如剪切破坏，倾覆
2.截面分析
c
s
c
x
h0 x
截面的曲率
s
h x
0
c
x
**曲率--近似等于转角的一阶导数
EI y M
''
s
3.延性指标
• 由于延性指标是反映构件或截面塑性变形能力的指标，因
此必须首先明确从哪个位置开始的变形定义为塑性变形，
难点和核心：求等效屈服曲率和极限曲率
2.具体过程1---公路或城市规范法
• 首先根据正常受力拟定截面和配筋
• 根据截面和配筋情况，利用MIDAS 或XTRACT等软件进
行截面的弯矩曲率分析，得出截面的等效屈服曲率（或利
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桥梁的抗震设计
人类要遭受地震、干旱、洪涝、台风、冰雹、暴雪、沙尘暴等自然灾害，需要认识它们，预防它们。
之前有幸设计过西北地区铁路抗震及华北地区城市桥梁抗震，均采用延性设计方法，提到桥梁的抗震设计，得先从以下几个关于地震的概念说起。
地震震级
衡量一次地震大小的等级，定义为离震中100km处用Wood-Anderson式标准地震仪所记录的最大水平地动位移的常用对数值，震级一般分为9级，8级及以上称为巨大地震。
地震烈度
衡量地震破坏作用大小的一个指标，标明某一地区地面和各类建筑物遭受某一次地震影响的强弱程度，烈度分为12度，一次具体的地震，只有一个震级，而不同的地区有不同的烈度，一般离震中越近，烈度越高。
汶川地震震级后期修正为8级，但是距离震中最近的汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状区域烈度为11度，地震损害影响最大。
青川县烈度为10度，西南端至四川省宝兴县与芦山县，东北端达到陕西省略阳县和宁强县区域烈度为8度。
《中国地震动参数区划图》已经将中国每个地区今后一个时期内在一般场地条件下可能遭遇到的最大地震烈度区划，是规范中抗震设防烈
度的选取依据。
中国主要地震分布
我国处于世界上全球环太平洋地震带和欧亚地震带之间，主要分布在
1）东南部台湾和福建广东沿海
2）华北太行山沿海和京津塘地区
3）青藏高原和四川、云南西部
4）西北新疆、甘肃和宁夏
看看你得家乡是否在潜在震区，人类在自然灾害面前有时显得是无奈无助
桥梁主要震害
1）上部结构破坏
上部结构遭受直接震害被破坏的情形较少，往往是由于其它部位毁坏而导致上部结构破坏，主要防止落梁或者伸缩缝处撞梁破坏，所
以抗震规范中基本都是下构（桥墩（盖梁）、承台、基础的抗震验算规定要求），
2）支承连接部位震害
桥梁支承连接部位震害极为常见，支承破坏后引起传力方式改变，从而进一步加大震害。