第3章 桥梁结构的抗震设计
土木工程中的桥梁抗震设计
土木工程中的桥梁抗震设计随着现代城市建设的迅猛发展，桥梁作为城市交通的重要组成部分，其安全性和可靠性越来越受到关注。
在地震频发的地区，桥梁抗震设计成为不可忽视的问题。
本文将介绍土木工程中桥梁抗震设计的原则和方法。
一、地震力的计算桥梁的抗震设计首先需要计算地震力。
地震力的计算一般采用地震反应谱分析方法，该方法可以将地震作用的时间历程转换为最大加速度、加速度峰值、速度和位移的变化曲线。
根据地震反应谱，可以估计桥梁在地震作用下的响应。
二、结构设计在桥梁结构设计中，应根据地震力计算结果考虑以下几个因素：1. 强度：桥梁的各构件和节点必须具有足够的强度，能够承受地震作用下的荷载，并保证不发生破坏。
2. 刚度：桥梁的刚度对于减小地震响应有重要影响。
通过增加桥梁刚度，可以减小桥梁的变形和振动。
3. 韧性：桥梁的韧性是指结构在地震作用下出现破坏时的变形能力。
增加桥梁的韧性可以减小破坏的可能性，并降低地震造成的损失。
4. 阻尼：桥梁的阻尼对于减小地震响应同样很重要。
通过增加桥梁的阻尼，可以减小结构的振动幅度。
三、土壤-结构相互作用土壤-结构相互作用是桥梁抗震设计中需要考虑的另一个重要因素。
土壤对于桥梁的刚度、阻尼和能量耗散等性能有着重要影响。
为了准确评估桥梁的地震响应，需要考虑土壤的动态反应。
常用的土壤-结构相互作用分析方法包括：弹性地基理论、半空间理论和数值模拟等。
四、桥梁抗震措施在桥梁抗震设计中，可以采取以下几种措施：1. 采用适宜的结构形式：合理的结构形式对于提高桥梁的抗震能力很重要。
例如，钢筋混凝土桥梁比砖石桥梁具有更好的抗震性能。
2. 设置防护装置：在桥梁结构中设置防护装置，如减震器、阻尼器等，能够有效减小地震响应。
3. 加固改造：对于现有桥梁，可以通过加固改造提高其抗震能力。
常用的加固措施包括：加固柱、增加剪切墙、加固梁、加固桩等。
4. 高质量工艺：在桥梁施工过程中，严格控制质量，确保结构的强度和韧性。
桥梁工程中的抗震设计
桥梁工程中的抗震设计抗震是桥梁工程设计的重要环节之一，它直接关系到桥梁的耐久性和安全性。
在地震频发的地区，桥梁的抗震设计更加重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震设计原理和方法。
一、地震力的分析和计算抗震设计首先需要对地震力进行分析和计算。
地震力的大小和方向是影响桥梁抗震性能的重要因素。
地震力的计算需要考虑到地震烈度、震源距离、土壤条件等多个因素，并结合地震学和土木工程学的理论进行分析。
通过合理的计算方法，能够准确预测桥梁在地震作用下的响应。
二、桥梁结构的抗震设计1. 抗震设计的目标桥梁结构的抗震设计目标是在地震波作用下，保证桥梁的整体稳定性和结构安全性。
一般来说，桥梁的主要抗震性能指标包括位移限值、加速度限值和应力限值等。
在设计过程中，需要根据桥梁的特点和使用环境确定相应的指标，以确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力。
2. 结构抗震设计的方法结构抗震设计的方法有很多，其中常用的包括弹性设计、弹塑性设计和减震设计等。
弹性设计是指在地震荷载下，结构仍然处于弹性状态，通过控制应力、位移等参数，确保结构的安全性。
弹塑性设计考虑了结构的塑性变形能力，在超出弹性阶段后，通过合理的塑性形变控制，提高结构的耗能能力。
减震设计是通过设置减震装置，将地震力转化为其他形式消耗，从而减小结构的震动反应。
三、桥梁基础的抗震设计桥梁基础是支撑整个桥梁结构的关键组成部分，其抗震设计至关重要。
抗震基础设计需要考虑到地震力传递、土壤的动力特性等因素。
一般来说，桥梁基础的抗震设计可以采用加固和加深基础、选用合适的基础形式等方法，以提高基础的抗震性能。
四、监测与维护桥梁工程的抗震设计不仅仅局限于初始设计阶段，还需要在桥梁运行的全生命周期内进行监测和维护。
通过实时监测桥梁的工作状态和结构响应，能够及时发现和处理可能存在的问题，保证桥梁的安全稳定运行。
综上所述，桥梁工程中的抗震设计是确保桥梁安全的重要环节。
通过合理的地震力分析和计算、结构和基础的抗震设计，以及监测和维护工作，可以提高桥梁的抗震能力，保障桥梁的安全性和耐久性。
桥梁结构抗震设计PPT120页
图中的横坐标为结构自振周期T（以秒为单位）
根据设计反应谱计算的单质点地震作用为：
FE CiCzkhG CiCz1G(5 3)
kh | xg |max / g
G mg
| xg x* |max / | xg |max (5 4)
1 kh
式中，水平地震系数Kh和动力放大系数β的乘积即为 水平地震作用影响系数α1 （无量纲）；
i 1
i 1
第i个质点的地震作用Fi为
Fi CiCzkH 11Gi Hi / H (5 10)
5.2
桥桥梁梁按按反反应应谱谱理理论论的的计计算算方方法法
四. 桥梁构件截面抗震验算--按反应谱方法
1、抗震荷载效应组合下截面验算设计表示式：
Sd b Rd
Sd Sd g Gk ; q Qdk ;
H≤12米时 整个结构采用 1 H＞12米时 随结构高度而变，底面
1，墩台顶面及顶面以上 2 ;中间任一点处的 I 1 Hi / H0
式中H对于桥墩为墩顶面至基底（即基础底面）的高 度（以米计），对于桥台则自桥台道碴槽顶面至基底 的高度。
Hi为验算截面以上任一质量的重心至墩台底（即基础 底面）的高度（以米计）。
桥梁按反应谱理论的计算方法
表5—2 综合影响系数Cz
桥梁和墩、台类型
桥墩计算高度H (米)
H 10≤H< 20≤H<
<10 20
30
柔性 柱式桥墩、排架桩墩、薄 墩 壁桥墩
梁
实体 墩
天然基础和沉井基础上实 体桥墩
桥
多排桩基础上的桥墩
0．3 0
0．2 0
0．2 5
0．33 0．25 0．30
0．35 0．30 0．35
市政桥梁设计的防震设计
市政桥梁设计的防震设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：市政工程是指由政府主导和管理的城市基础设施建设工程，其中桥梁设计是市政工程中的一个重要领域。
随着地震频率的增加，对于市政桥梁设计的防震设计也越来越受到重视。
设计人员需要充分考虑桥梁的抗震能力，确保在地震发生时可以有效抵御震荡力，保障桥梁的安全性和稳定性。
本文将就市政桥梁设计的防震设计进行探讨。
一、抗震设计原则市政桥梁设计的抗震设计必须遵循一定的原则，以确保桥梁在地震发生时能够发挥出最大的抗震能力。
是结构的合理布局。
桥梁结构要合理布局，考虑到桥梁在地震中可能受到的横向和纵向振动力，确保结构的稳固性和抗震能力。
是材料的选择。
抗震设计需要选择抗震性能好的建筑材料，如高强度混凝土、钢结构等，以确保结构在地震中不会轻易受损。
还需要考虑桥梁的整体性能、变形能力和破坏机制等方面的问题，从而确保抗震设计能够真正发挥作用。
二、防震设计方案市政桥梁的防震设计方案是保证桥梁在地震中安全性和稳定性的关键。
针对不同类型的桥梁，设计人员需要选择合适的防震设计方案。
一般而言，包括增加结构强度、设置局部防震措施、提高桥墩和桥台的抗震能力等。
增加结构强度是一种常见的抗震设计方案，通过提高桥梁结构的强度和刚度，来抵御地震力的作用。
设置局部防震措施是指在桥梁的结构关键部位设置专门的抗震构件或装置，以增强结构的抗震性能。
而提高桥墩和桥台的抗震能力则是通过加固和加固构件来提高桥梁桥墩和桥台的抗震性能。
这些抗震设计方案的采用将有效提高桥梁抗震性能，保障其在地震中的安全性。
三、抗震设计实施市政桥梁的抗震设计实施是指设计方案从理论到实际的一系列操作。
在抗震设计实施中需要进行多方面的工作，包括抗震设计的模拟分析、实验验证、结构设计和施工监管等。
需要进行抗震设计的模拟分析，通过现代工程软件对桥梁进行模拟分析，计算结构在地震作用下的受力情况，确定合理的抗震设计方案。
需要进行实验验证，通过对抗震构件的试验和检测，验证抗震设计方案的有效性和可靠性。
桥梁抗震 第三讲
梁桥桥墩顺桥向和横桥向水平地震荷载的一般公式
采用固定支座和活动支座的简支梁桥和连续梁桥，上部结构的重量顺桥向 产生的地震力主要由设置固定支座的桥墩承受，其余桥墩只承受摩擦力；横 桥向产生的地震力则由设置固定支座和活动支座的桥墩共同承受。桥墩顺桥 向和横桥向水平地震按下式计算，其计算简图如图8-3所示。
对于实体墩横桥向或多排桩基础上的桥墩：
n
Gt
Gi
X
2 1i
i0
δ——在顺桥向或横桥向作用于支座顶面或上部结构质量重心上单位水平力在该
点引起的水平位移(m/kN)。顺桥和横桥方向应分别计算。
6．采用板式橡胶支座的梁桥水平地震荷载
（1）单墩单梁模型
采用板式橡胶支座的多跨简支桥梁，当桥墩为刚性墩时，可以 按单墩单梁计算。
X1,0=1
G0
G1
X1i Gi Gi+1
Gn
H Hi
Xf
图8-3 结构计算简图
Eihp CiCz Kh 1 1X1iGi
式中：Eihp——作用于梁桥桥墩质点i的水平地震荷载（kN）；
Ci——重要性修正系数，查表采用；
Cz——综合影响系数，查表采用；
Kh——水平地震系数，基本烈度为7、8、9度时，分别取
Ehtp CiCz K h 1Gt
式中：Ehtp——作用于支座顶面处的水平地震荷载(kN)；
Gt——支座顶面处的换算质点重力(kN)； Gt Gsp Gcp Gp
Gsp——梁桥上部结构的重力。对于简支梁桥，计算地震荷载时为相应
于墩顶固定支座的一孔梁的重力（kN）；
Gcp——盖梁重力（kN）； Gp——墩身重力（kN）。对于扩大基础和沉井基础，为基础顶面以上
简述桥梁结构的震害及抗震设计方法
文章编号:1009-6825(2007)17-0311-02简述桥梁结构的震害及抗震设计方法收稿日期:2007-01-18作者简介:许丽娜(1981-),女,北京交通大学土木工程学院硕士研究生,北京 100044阎贵平(1953-),男,博士,博士生导师,教授,北京交通大学土木工程学院,北京 100044尤元霞(1982-),女,北京交通大学土木工程学院硕士研究生,北京 100044许丽娜 阎贵平 尤元霞摘 要:介绍了桥梁结构的震害特点,根据抗震设防目标阐述了抗震设计理论,并介绍了静力分析法、反应谱法、时程分析法三种抗震设计方法,为相关技术人员提供了参考。
关键词:桥梁结构,震害,抗震设计中图分类号:U 442.55文献标识码:A地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一,根据中国地震局的预测,目前我国大陆已进入了第五个地震活跃期。
近几年来,一些国家和我国部分地区相继发生了强烈地震,造成很大的损失。
目前,地震的监测预报还是世界性的难题,很难做出准确的临震预报,而且即使做到了震前预报,如果工程设施的抗震性能薄弱,也难以避免经济损失。
因此,实施有效的抗震设防仍然是当前防震减灾的关键性工作,必须继续执行预防为主、平震结合方针。
贯彻执行新修订的建筑抗震设计规范,同时,利用合理的抗震设计方法。
1 桥梁结构震害桥梁是交通运输系统的枢纽工程,是生命线工程的重要组成部分,在现代化社会生活和经济运行中起着越来越重要的作用。
地震中,桥梁的破坏将导致交通中断,这不但会影响人们的正常生活和经济运行,造成严重的经济损失,而且将严重影响震后救灾工作,使人员不能安全顺利疏散,并阻碍向灾区紧急输送救援人员和救灾物资,从而加剧地震灾害。
国内外震害调查表明,在过去的地震中,有许多桥梁遭受了不同程度的破坏,主要震害如下:1)桥台震害:桥台的震害主要表现为桥台与路基一起向河心滑移,导致桩柱式桥台的桩柱倾斜、折断和开裂,重力式桥台胸墙开裂,台体移动、下沉和转动;桥头引道沉降,翼墙损坏、开裂,施工缝错位、开裂以及因与主梁相撞而损坏。
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。
桥梁抗震设计与施工措施
桥梁抗震设计与施工措施桥梁是连接两岸的重要交通枢纽，在日常生活中扮演着重要的角色。
然而，面对地震等自然灾害，桥梁的抗震设计和施工措施显得尤为重要。
本文将着重探讨桥梁抗震设计与施工措施，以确保桥梁在面对地震时能够安全可靠地运行。
一、抗震设计1. 设计要素桥梁的抗震设计首先需要考虑周边地质情况，选择适合的基础结构形式，以确保桥梁在地震发生时不会因地基沉降或滑动而受损。
同时，结构设计应尽可能减小桥梁的振动幅度，采用减震措施来降低地震对桥梁的冲击。
2. 建设材料在桥梁的抗震设计中，建设材料的选择非常关键。
高强度的混凝土、钢材等材料可以有效提高桥梁的抗震性能，同时在设计中考虑结构的柔韧度，以增加桥梁在地震发生时的变形能力。
3. 结构形式桥梁的结构形式也是抗震设计的重要考虑因素。
多跨悬索桥、斜拉桥等结构形式相对于梁桥、板桥等传统结构形式在抗震性能上更具优势，可以有效减小桥梁结构在地震中的应力和变形，提高桥梁的整体承载能力。
二、施工措施1. 施工工艺在桥梁的施工过程中，要严格按照设计要求进行施工，合理控制建设材料的质量，避免在施工过程中产生质量缺陷。
同时，施工过程中要注意减小地震对桥梁的影响，避免因施工不当导致桥梁结构弱化，影响桥梁的整体抗震性能。
2. 合理安排施工周期在桥梁的建设过程中，合理安排施工周期也是确保桥梁抗震性能的重要措施。
通过合理安排施工计划，避免在地震多发期进行大规模施工，减小地震对桥梁的影响，确保桥梁在建设过程中具有足够的抗震性能。
3. 施工质量监督在桥梁施工过程中，质量监督也是确保桥梁抗震性能的重要保障。
加强施工现场监督，及时发现和处理施工中的质量问题，以确保桥梁在施工完成后具有良好的抗震性能，保障桥梁在地震中的安全运行。
综上所述，桥梁的抗震设计与施工措施对于确保桥梁在地震中的安全运行具有至关重要的作用。
设计人员和施工人员应加强技术研究和实践经验积累，不断提升桥梁的抗震性能，为人们在生活中提供更加安全、高效的交通运输服务。
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3.1 桥梁结构抗震设防原则
抗震设防的目标
具体通过“三水准”的抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法
实现。
三水准：“小震”“中震”“大震”;
地震影响 50年超越概率 地震重现期
众值烈度(Im)
基本烈度(I0) 罕遇烈度(Is)
小震
中震 大震
63.2%
10% 2-3%
50年
475年 1642-2475年
为什么需要考虑场地的影响
3.2.1 场地
为什么需要考虑场地的影响
场地的地震动作用：指由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的 破坏作用。 • 主要途径是合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施，为此要 确定工程场地的设计地震动参数。
地段划分
地段类别 有利地段 地质、地形、地貌 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的 陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不 均匀的土层（如古河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半 填半挖地基）等
vse d0 / t
vse d0 t di vsi n
:土层的等效剪切波速
t d i / vsi
i 1
n
:计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值
:剪切波在地面至计算深度之间的传播时间
:计算深度范围内第i土层的厚度(m)
:计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)
:计算深度范围内土层的分层数
第三章 桥梁结构的抗震设计
李顺龙
博士
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 桥梁与隧道工程系
本章目录
3.1 桥梁结构抗震设防原则
3.2 地基的抗震设计
3.3 梁桥的抗震设计
3.4 大跨度桥梁抗震设计实例
3.1 桥梁结构抗震设防原则
总目标
桥梁抗震的目标是减轻桥梁工程的地震破坏，保障人民生命财产的 安全，减少经济损失。因此，既要使震前用于抗震设防的经济投入不超 过我国当前的经济能力，又要使地震中桥梁的破坏程度限制在人们可以 承受的范围内。换言之，需要在经济与安全之间进行合理的平衡，这是 桥梁抗震设防的合理安全度原则。
抗震设防烈度 桥梁等级
6 0.05g 7 7 6 6 0.1g 8 8 7 7
7 0.15g 9 8 7 7 0.2g 9 9 8 8
8 0.3g
9 0.4g
A类 B类 C类 D类
专门研究 9 8 8 ≥9 9 9
3.1 桥梁结构抗震设防原则
各类公路桥梁抗震设防措施等级
a. 抗震设防烈度为6度及6度以上地区的公路桥梁，必须进行 抗震设计； b. 对于基本烈度为7、8、9度地区的公路工程按《抗震设计 细则》进行抗震设计，9度以上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。 c. 对于跨径不超过150米的钢筋砼和预应力砼梁桥、圬工或
“两阶段”抗震设计方法
第一阶段设计 (E1 地震作用 ) ：以小震作用效应和其它荷载效应的基
本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹
性变形：满足第一水准抗震设防目标的要求：
第二阶段设计 (E2 地震作用 ) ：在大震作用下验算结构的弹塑性变形 ，以满足第三水准抗震设防的要求。
用另外的土石來填 补地基，常有土壤密实 度不足情形，导致建筑 物在地震时产生倾斜、 沉陷。
3.2.1 场地
临近悬崖
谷地或低地
泥石流
地裂
3.2.1 场地
地段选择原则
选择有利地段； 避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施； 不在危险地段建设。
“人定胜天”的思想在桥梁结构抗震设计中并不适用
E1地震作用： 工程场地重现期 较短的地震作用， 对应于第一级设 防水准。 E2地震作用： 工程场地重现期 较长的地震作用， 对应于第二级设 防水准。
D类
☆☆☆但对抗震救灾以及在经济、国防上具有重要意义的桥梁或破坏后修复 （抢修）困难的桥梁，可按国家批准权限，报请批准后，提高设防类别。
3.1 桥梁结构抗震设防原则
3.2.1 场地
场地覆盖层厚度的确定
一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面； 当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的下卧土 层，且下卧土层的剪切波速不小于400m/s时，可按地面至该下卧土层 顶面的距离确定； 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层； 土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
说明：第二水准的设防要求，是通过概念设计和构造措施来满足的，对 大多数结构．可只进行第一阶段设计；只有对《公路桥梁抗震设计细则》 所规定的部分结构，如有特殊要求的桥梁和地震时易倒塌的结构以及有 明显薄弱层的不规则桥梁结构，才进行第二阶段的抗震验算
3.1 桥梁结构抗震设防原则
各类公路桥梁抗震设防烈度
各类桥梁的抗震设防类别的适用范围
桥梁抗震 设防类别 A类 B类 C类 D类 单跨跨径超过150m的特大桥 单跨跨径不超过150m的高数公路，一、二级公路上的大桥和特大桥 二级公路上的中小桥，单跨跨径不超过150m的三、四级公路上的特 大桥和大桥 三、四级公路上的中小桥 适用范围
3.1 桥梁结构抗震设防原则
抗震设防的目标
地震是一种随机性极强的自然灾害，不可能保证结构在地震作用下的 绝对安全，也不可能不抗震设防，如何办？
使用寿命期内对不同频度和强度的地震，要求结构具有不同的抵抗能 力，使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概率为社会所接受， 同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震设计应满足经济和安全之 间的合理平衡，三水准（中国）
1.5 2.0 4.0 vse 7.5 / 253.6m/s 180 240 310
3.2.1 场地
场地类别
桥梁工程场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价： 对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对桥梁的影响： • 抗震设防烈度小于8度； • 非全新世活动断裂； • 抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚 度分别大于60m和90m。 对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小 于对发震断裂最小避让距离的规定。 A类桥梁应尽量避开主断裂，抗震设防烈度为8度和9度的地区，其 避开主断裂的距离为桥墩边缘至主断裂带外缘不宜小于300和500m A类桥梁以下桥梁宜采用跨径较小便于修复的结构 当桥位无法避开发震断裂时，宜将全部桥墩台布置在断层的同一盘 (最好是下盘)上。
3.2.2 天然地基与基础的抗震验算
地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分布是比较 敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部结构传下来的竖向和 水平地震作用以及倾覆力矩而不发生过大变形和不均匀沉降是地基基 础抗震设计的基本要求。
地基基础抗震设计的一般要求
同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上； 同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基； 地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基 础的整体性和刚性； 根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算时应尽量考 虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能反映地基基础在不同阶 段上的工作状态。
3.2.2 天然地基与基础的抗震验算
地基抗震验算效应组合
地基抗震验算时，应采用地震作用效应与永久作用效应组合
天然地基在地震作用下的抗震承载力验算
地基土抗震承载力 • 地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静载时降低； • 多数土在有限次的动载下，强度较静载下稍高。
f aE a f a
钢筋砼拱桥的抗震设计按规范进行抗震设计，斜拉桥、悬索桥、
单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥必须进行专门抗震设 计计算；
3.2 地基的抗震设计——场地
什么是场地？
场地指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，其范围相当于厂区 、居民小区和自然村或不小于1.0平方公里的平面面积。 历史震害调查发现，在具有不同工程地质条件的建筑场地上，建筑物 在地震中的破坏程度明显不同。 从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破坏作用可分为两种类型 ：地基失效和场地的震动作用。 地基失效：指造成建筑破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起 的。 • 场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等; • 一般通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。
3.2.1 场地
例题：已知某桥梁场地的钻孔地质材料如下表所示，试确
定场地的类别。
土层底部深度(m)
1.5 3.5 7.5 15.5
土层厚度(m)
1.5 2.0 4.0 8.0
岩土名称(m)
杂填土 粉土 细沙 砾沙
土层剪切波速(m/s)
180 240 310 520
解：(1)确定覆盖层厚度：因为地表下7.5m以下的土层的剪切波 速度vs = 520m/s>500m/s，故d0 = 7.5m。 (2)计算剪切波速 查表知vse在250-500m/s之间，且d0 >5m，故属于II类场地
场地土及场地覆盖层厚度
场地土：指在场地范围内的地基土。即使在同一烈度区，场地土质条 件的不同，建筑物的震害又有很大差异。 一般规律：软弱地基与坚硬地基相比，自振周期长，振幅大，振动持 续时间长，震害也重，同时易产生不稳定状态。
3.2.1 场地
场地剪切波速和覆盖层厚度
需要对不同桥梁场地按照其对桥梁地震作用的强弱和特征分类，以便 根据不同的桥梁场地类别采用相应的设计参数进行桥梁的抗震设计。 桥梁工程场地按地震对桥梁的影响划分为4类，桥梁工程场地分类指 标为场地剪切波速（或场地土类型）和覆盖层厚度。