第三章桥梁抗震概论
《桥梁抗震》课程教学大纲
《桥梁抗震》课程教学大纲一、课程编码及课程名称课程编码：课程名称：桥梁抗震；Bridge Anti-seismic Design二、学时、学分及适用专业总学时数：32 学分：2适用专业：土木工程专业（道路桥梁方向）三、课程教学目标通过桥梁工程抗震设计课程的学习，使学生了解桥梁结构地震破坏的特点，掌握桥梁工程抗震设计的基本原理和基本方法，以及桥梁工程的地震作用计算方法和抗震设计验算，培养一定的桥梁工程抗震设计能力。
四、课程的性质和任务本课程是为全日制本科土木工程专业道桥方向开设的介绍桥梁工程抗震设计的基本理论原理与实用方法的一门专业课；本课程的任务是使学生掌握工程地震基本知识、工程抗震原理以及结构的抗震设计方法，为学生今后解决桥梁结构概念设计和抗震设计等方面的问题奠定基础。
五、课程教学的基本要求要求学生在熟练掌握教材内容的同时，学会查阅与本课程相关的文献资料以及相关规范，使学生能够把理论知识灵活运用到实践当中。
六、课程教学内容第一章绪论（共2学时）（一）本章教学基本要求1.1教学内容：桥梁结构抗震的内容1.2教学内容：桥梁结构抗震设计方法步骤1.3教学内容：桥梁结构的抗震措施（二）重点与难点重点：本课程研究方法；本课程主要包括的内容、特点难点：桥梁结构抗震设计方法步骤（三）小结本章主要介绍桥梁震害的危害性，桥梁结构抗震设计的重要性，本课程所研究的内容容及其发展方向。
第二章地震概述（共2学时）（一）本章教学基本要求2.1教学内容：了解地震成因及其分类，震源、震中、地震波的概念，以及地震波的特点 2.2教学内容：掌握震级、烈度、基本烈度、设防烈度的概念（二）重点与难点重点：地震成因及其分类；震级与烈度的概念难点：基本烈度、设防烈度的概念（三）小结第三章桥梁震害（共2学时）（一）本章教学基本要求3.1教学内容：引起桥梁震害的原因3.2教学内容：上部结构的震害3.3教学内容：支座的震害3.4教学内容：下部结构和基础的震害（二）重点与难点重点：震害的宏观调查与分析难点：分析桥梁震害的原因（三）小结第四章桥梁抗震设计概论（共12学时）（一）本章教学基本要求4.1教学内容：掌握路线等级及构造物的重要性分级、抗震设防目标、抗震设防标准、抗震设计的基本要求4.2教学内容：掌握公路工程抗震设计中场地分类与地基抗震验算方法4.3教学内容：了解单自由度弹性体系在地震作用下的强迫振动4.4教学内容：掌握地震反应谱的概念和特点，地震系数、动力系数的概念，以及应用反应谱曲线计算地震荷载4.5教学内容：了解多自由度弹性体系的自由振动和地震反应4.6教学内容：了解振型、主振型的正交性等概念，振型分解反应谱方法的原理和计算（二）重点与难点重点：抗震设防标准、抗震设计的基本要求；地震反应谱的概念和特点，地震系数、动力系数的概念，以及应用反应谱曲线计算地震荷载。
桥梁抗震——精选推荐
桥梁抗震第⼀章地震概述1、地球构造地球的内部结构为⼀同⼼状圈层构造，由地⼼⾄地表依次分化为地核（3470Km）、地幔（2900Km）、地壳（30Km）。
地球平均半径6400Km，地壳与地幔的分界⾯为莫霍⾯，是⼀个地震波传播速度急剧变化的不连续⾯。
2、地震类型构造地震、⽕⼭地震、陷落地震、诱发地震、⼈⼯地震3、⾥⽒震级概念规定以震中距100km处“标准地震仪”（周期0.8s,放⼤倍数2800,阻尼系数0.8）所记录的最⼤⽔平地动位移（单振幅,以µm计）的常⽤对数为该地震的震级。
4、地震烈度概念地震烈度：指某⼀地区的地⾯和各类建筑物遭受⼀次地震影响的强弱程度。
基本烈度：指在今后⼀定时期内，在⼀般场地条件下，可能遭受的最⼤地震烈度。
（⽤于抗震设防）地震区划：指在地图上按地震情况的差异划分出的不同区域。
5、地震波分类及特点地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表⾯传播的⾯波，其中体波包括纵（P）波和横（S）波，⽽⾯波分为瑞利波和乐浦波，对建筑物和地表的破坏主要以⾯波为主。
纵波，振动⽅向与传播⽅向⼀致或平⾏的波，即媒介（质点）的运动⽅向同波的运动⽅向相同或相反，⼜称为压缩波。
周期短，振幅⼩，波速快，可在所有介质中传播。
横波，质点的振动⽅向与波的传播⽅向垂直，是剪切波。
周期长，振幅⼤，波速慢，只能在固体介质中传播。
瑞利波，质点在与地⾯垂直的平⾯内沿波的前进⽅向做椭圆反时针⽅向运动。
振幅⼤，在地表以竖向运动为主。
乐浦波，质点在地平⾯内做与波前进⽅向相垂直的运动。
⼀般来说，与体波相⽐，⾯波的周期较长，振幅较⼤，波速较慢，⾯波的衰减也较慢，能传到较远的⽅向。
6、地震动概念，三要素，影响因素地震动，也称地⾯运动，是指由震源释放出来的地震波引起的地表附近⼟层的振动。
地震动是地震和结构抗震之间的桥梁，⼜是结构抗震设防的依据。
三要素：地震动强度（振幅、峰值）、频谱特性、强震持续时间。
影响因素：震源、传播介质与途径、局部场地条件。
桥梁抗震课件
地震对桥梁的影响
桥梁在地震中的反应
桥梁在地震中会受到不同程度的震动和位移，如果桥梁设计不合理或抗震能力不足，就可能发生损坏或倒塌。
桥梁抗震设计
为了减轻地震对桥梁的影响，需要进行抗震设计。抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料、基础等因素，采取 有效的抗震措施，如加强桥梁的支撑结构、设置减震装置等。同时，还需要进行抗震性能评估和抗震加固等工作 。
以提高桥梁的整体抗震性能。
新型抗震材料的应用
高性能混凝土
采用高强度、高韧性、高耐久性的混凝土材料， 提高桥梁的承载能力和延性。
复合材料
利用纤维增强复合材料（FRP）的轻质、高强和抗 疲劳性能，对桥梁进行加固和修复。
阻尼器
利用阻尼器的能量吸收和耗散能力，降低地震对 桥梁的冲击。
新型抗震结构的优势与挑战
பைடு நூலகம்地震的分类
根据不同的分类标准，地震可以分为不同的类型。如根据震源深度，地震可分 为浅源地震、中源地震和深源地震；根据成因，地震可分为构造地震、火山地 震、塌陷地震和人工地震等。
地震波的传播
地震波的传播方式
地震波主要通过三种方式传播： 横波、纵波和面波。横波和纵波 是地球内部传播的体波，面波则 是在地表传播的波。
抗震设计的优化策略
加强关键部位
对桥梁的关键部位如桥墩 、支座等采取加强措施， 提高其抗震能力。
设置减震装置
在桥梁结构中设置减震支 座、阻尼器等减震装置， 减小地震对桥梁的冲击。
优化施工方法
采用合理的施工方法和技 术，确保桥梁结构的整体 性和稳定性，提高其抗震 性能。
桥梁抗震ppt课件
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应－需求分析；
5. 进行需求/能力比计算，评估结构的抗震性能。
精品课件
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单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理，单自由度振子的振动方程可以表示为：
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k（ y0 Duhay m e2 l）积y 分公2y式 来g 表示：
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准，即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大，即抗震设防标准要求越高，桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而， 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点：一方面要求保证桥梁抗震安 全，另一方面又要适度投入抗震设防的费用，使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
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单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数，上述积分公式难以直接求积， 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系，在选定的地震加速度输入下，可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线，并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标，以不 同阻尼比C为参数．就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线，分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱)， 并用符号记为SD、PSV和PSA，这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数，其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
桥梁抗震概述
桥梁抗震概述学院：土木工程班级：土木061 姓名：学号：摘要：从古至今人类对地震的认识，地震的分类以及地震的表示指标。
在道路桥梁上针对抗震的一般性设计。
关键词：地震的成因震源地震烈度桥梁抗震在古代，人们对地震发生的原因，常常借助于神灵的力量来解释。
在我国，民间普遍流传着这样一种传说，他们说地底下住着一条大鳌鱼，时间长了，大鳌鱼就想翻一下身，只要大鳌鱼一翻身，大地便会颤动起来。
用现代人的眼光分析这种传说，简直是荒诞不径。
但持这种说法的国家，并不只有中国。
例如，在古希腊的神话中，海神普舍顿就是地震的神。
南美还流传着支撑世界的巨人身子一动，引起地震的说法。
古代日本认为，日本岛下面住着大鲶鱼，一旦鲶鱼不高兴了，只要将尾巴一扫，于是日本就要发生一次地震。
除此之外，埃及和印度也有关于地下住着动物在作怪的传说。
随着科学的进步，现在谁也不会相信这类迷信的说法了。
其实，地震就是地动，是地球表面的振动。
引起地球表面振动的原因很多，可以是人为的原因，比如核爆炸、开炮、机械振动等；同样也可以是自然界的原因，比如构造地震、火山地震、塌落地震等。
按照地震的不同成因，我们可以把地震划分为五类：1. 构造地震：构造地震发生的原因，是地下岩层受地应力的作用，当所受的地应力太大，岩层不能承受时，就会发生突然、快速破裂或错动，岩层破裂或错动时会激发出一种向四周传播地地震波，当地震波传到地表时，就会引起地面的震动。
世界上85%－90%的地震以及所有造成重大灾害的地震都属于构造地震。
2. 火山地震：由于火山爆发引起的地震。
3. 水库地震：由于水库蓄水、放水引起库区发生地震。
4. 陷落地震：由于地层陷落引起的地震。
5. 人工地震：由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震简称烈度，即地震发生时，在波及范围内一定地点地面振动的激烈程度。
（或释为地震影响和破坏的程度）。
地面振动的强弱直接影响到人的感觉的强弱，器物反应的程度，房屋的损坏或破坏程度，地面景观的变化情况等。
桥梁抗震-全书回顾课件
(a) 喇叭型墩
(b) 柱式墩
图2.29 1994年美国北岭地震Mission-Gothic桥的墩柱剪切破坏
图2.30 1999年台湾集集地震中实体矮墩的剪切破坏
（3) 墩柱的基脚破坏
非常少见，一旦出现后果严重
图2.31 1971年美国的圣费南多地 震中墩柱基脚破坏：22根螺纹钢 筋从桩基础中拔出，导致桥墩倒 塌。由于墩底主钢筋的构造处理 不当，造成主钢筋的锚固失败。
3.2 框架墩的震害
框架墩的震害比较常见。 框架墩的震害主要表现为： 盖梁破坏：剪切破坏，弯曲破坏，钢筋锚固长度不够引起破坏 墩柱破坏 节点破坏：剪切破坏
图2.32 1989年美国洛马·普里埃塔地震中Cypress高架桥 800m上层框架塌落：梁柱结点配筋不足，竖直柱体配 筋连续性和横向箍筋不足。盖梁钢筋的锚固长度不够。
1.3 《中国地震动参数区划图》
• 中国地震动峰值加速度区划图（设防水准：50年超越概率10% ） • 中国地震动反应谱特征周期区划图
1.4 重大建设工程的设防要求
《防震减灾法》规定：“重大建设工程和可能发生严重次生灾害 的建设工程，必须进行地震安全性评价，并根据地震安全性评价 的结果，确定抗震设防要求，进行抗震设防”
一、地震的基本知识
1. 工程抗震设防的对象
浅源（深度 <60km ） 构造地震
与地质构造密切相关， 往往发生在地应力比较 集中、构造比较脆弱的 地段，即原有断层的端 点或转折处、不同断层 的交汇处。
《规范》规定：
选择桥位时，应尽量避开抗震危险地段，充分利用抗震有利地段 （发震断层及其邻近地段，地震时可能发生大规模滑坡、崩塌等的不良地质地段）
• 基础破坏：桩基自身设计强度的不足或构造处理不当
桥梁博士V4工程案例教程00 桥博V4抗震分析解决方案
桥梁博士V4 抗震分析解决方案➢前言➢第一章：抗震分析---计算功能➢第二章：抗震分析---分析示例➢第三章：抗震分析---规范验算➢结语➢我国是地震多发国家。
2008年汶川地震以来，全社会对建设工程地震安全性提出了更高的要求，抗震减灾工作日益受到重视。
➢桥梁工程作为交通网络的枢纽工程，其抗震性能关系到整个交通生命线的畅通与否，进而直接影响抗震救灾和灾后重建工作的大局。
➢研发成果：桥梁博士V4在研发时，针对抗震分析对国内各种的规范和理论进行了系统研究，并积极吸取国内近年来的工程实践成果，为桥梁的抗震分析和计算建立了一套系统的解决方案。
➢振幅➢频谱特性➢持时1.地震动的工程特性➢牛顿第二定律：F=ma➢结构周期：T=2πmk ；结构频率：f=1T➢达朗贝尔原理(D’Alembert)：f I(t)+f D(t)+f S(t)=p(t) 2.基本物理公式桥梁抗震基本概论3.➢抗震设计思想：‘小震不坏、中震可修、大震不倒’。
➢抗震设防标准：两水准设防、两阶段设计。
（公路市政）共计5本：➢«CJJ 166-2011 城市桥梁抗震设计规范»➢«JTG/T B02-01-2008 公路桥梁抗震设计细则»➢«JTG B02-2013 公路工程抗震规范»➢«GB 50111-2006 铁路工程抗震设计规范»➢«GB 50909-2014 城市轨道交通结构抗震设计规范»4.抗震分析国内规范PS ：本资料以城市及公路桥梁抗震设计规范为主进行介绍。
5.抗震分析方法分析方法适用范围说明静力法弹性静力法刚性结构仅对可视为刚体的结构有效，如桥台。
缺点：忽略结构动力反应。
*Pushover分析复杂桥梁设计一般不采用，多用于抗震性能评估，可计算非线性反应的需求和能力。
规范一般用于计算E2地震作用下桥墩墩顶容许位移以及求解能力保护构件设计内力（超强弯矩）的主要方法。
桥梁工程概论分章节知识点
桥梁工程概论分章节知识点第一章绪论4、桥梁：供汽车、火车、行人等跨越障碍（河流、山谷或其它线路）的工程建筑物。
5、简支梁桥的基本组成：–上部结构（桥梁位于支座以上的部分），包括桥跨结构（桥梁中直接承受桥上交通荷载的、架空的主体结构部分）桥面构造（为保证桥跨结构能正常使用而需要建造的桥上各种附属结构或设施）–下部结构（是支承上部结构、向下传递荷载的结构物），也叫支承结构，包括桥墩与桥台（支承于传力，与路堤衔接、防止路堤滑塌）墩台基础（承受由上至下的全部荷载，并将其传给地基）–支座（位于桥跨结构与墩台之间，以连接桥跨结构与墩台，提供荷载传递路径，适应结构变位要求）五大部件：桥垮、桥墩、桥台、基础、支座五小部件：桥面铺装、排水防水系统、栏杆护栏、伸缩缝、灯光照明承重结构：架空的主体结构+支承结构。
承重结构的任何一部分破坏，结构就破坏；而结构附属部分的破坏，则不会导致结构的彻底破坏。
6、正桥：跨越主要障碍物的结构部分，跨度大，基础深引桥：连接正桥和路的桥梁区段，跨度小，基础浅跨度或跨径－表征桥梁技术水平的重要指标，两相邻墩中线之间水平距离（公路桥）–主跨－多跨中的最大跨度–标准跨径（铁路、公路）－桥梁养护维修和战备需要–计算跨径－相邻两支座间的距离，用于设计。
是铁路桥的标准跨径净跨径：对梁式桥，设计洪水位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平间距L0,称为桥梁的净跨径。
桥长－两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离桥下净空高度－设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差。
应大于通航及排洪要求桥梁建筑高度-桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度。
容许建筑高度：公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面高程与通航及排洪要求所规定的净空高度之差。
建筑高度不得大于容许高度。
7、桥梁的主要分类按工程规模：特大桥、大桥、中桥、小桥按用途：铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、城市桥、管线桥、农桥按材料：钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合梁桥、圬工桥、木桥按结构体系：梁桥、拱桥、组合体系按桥面位置：上承式桥、中承式桥、下承式桥按跨越对象：跨河桥、跨谷桥、跨线桥、立交桥、地道桥、旱桥、跨海桥按平面形状：直桥、斜桥、弯桥其他：便桥、开启桥、高架桥、浮桥、运河桥、栈桥8、不同结构体系及受力特点梁桥梁为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下，其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力? 增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力梁式体系分实腹式和空腹式，前者的梁截面为T形、工字形和箱形等，后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高拱桥结构特征：主要承重结构具有曲线外形受力特点：在竖向荷载作用下，拱主要承受轴向压力，但也受弯受剪。
桥梁抗震设计理论分析
桥梁抗震设计理论分析一、桥梁抗震设计的基本原理1. 地震的特点地震是由地壳运动引起的地表震动现象，其特点是瞬间发生、剧烈震动和长时间持续。
地震震级的大小可以通过地震矩表征，地震矩的大小取决于地震破裂面积、断层滑动距离和地壳岩石的弹性模量等因素。
对于桥梁结构来说，地震荷载是一个重要的设计参数，需要根据地震的概率和强度进行考虑。
2. 桥梁结构的受力机理桥梁结构在地震作用下将受到水平和垂直方向上的地震力作用，水平向地震力是最主要的，其大小取决于桥梁结构的质量、减震设备、地震波传播路径等因素。
在地震作用下，桥梁结构可能发生屈曲、剪切、扭转和弯曲等受力情况，因此需要设计合理的结构形式和受力构造，以保证桥梁在地震作用下的稳定性和安全性。
根据地震的特点和桥梁结构的受力机理，抗震设计的基本原则可以总结为：采用合理的结构形式和受力构造、提高结构的抗震性能、加强连接部件的抗震能力、减少结构的柔度和加强刚度、采用适当的减震和隔震措施、提高结构的延性和可修复性等。
1. 地震动力分析地震动力分析是桥梁抗震设计的基础，其目的是确定桥梁结构在地震作用下的动力响应，包括结构的位移、加速度、速度和应力等。
常用的地震动力分析方法包括响应谱分析、时程分析和频域分析等。
响应谱分析是一种简化的地震动力分析方法，通过地震响应谱和结构的动力特性进行结构响应的计算；时程分析是一种基于地震波时程的详细动力分析方法，可以考虑结构的非线性性和耗能能力；频域分析是一种将结构的动力响应转化为频域参数的方法，可以提供结构在不同频率下的响应情况。
2. 结构抗震评定结构抗震评定是指在地震动力分析的基础上，对桥梁结构的抗震性能进行评估和检验。
包括确定结构的抗震性能等级、评定结构的抗震能力、验证结构的受力状态和稳定性等。
结构抗震评定的方法包括弹性分析、弹塑性分析和时程分析等，其中弹塑性分析是一种考虑结构的非线性行为和耗能能力的方法，可以提供结构在地震作用下的塑性变形和破坏状态。
《桥梁工程概论》复习资料及答案
《桥梁⼯程概论》复习资料及答案第⼀章绪论1.桥梁的作⽤是什么？它是由哪⼏个主要部分组成的？各部分的主要作⽤是什么？桥梁是指供车辆和⾏⼈等跨越障碍（河流、⼭⾕、还晚或其他路线等）的⼯程建筑物(跨越障碍的通道）。
桥梁由上部结构（包括桥跨部分和桥⾯构造，前者指直接承受桥上交通荷载的主体部分，后者指为保证桥跨结构能正常使⽤⽽需要的各种附属结构），下部结构（包括桥墩、桥台以及墩台的基础。
是⽀承上部结构、向下传递荷载的结构物）。
和⽀座组成（连接桥跨结构和桥梁墩台，提供荷载传递途径，适应结构变位要求），2.解释以下⼏个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑⾼度、桥渡。
桥梁结构相邻两⽀座间的距离L称为计算跨径对梁式桥，设计洪⽔位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的⽔平间距L0,称为桥梁的净跨径。
各孔径跨径之和称为总跨径。
对梁长，两桥台侧墙或⼋字墙尾端之间的距离LT，称为桥梁全长。
桥⾯⾄桥跨结构最下缘的垂直⾼度h，称为桥梁建筑⾼度。
以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深⾕、低洼地带的全部建筑物称桥渡3.按照⼒学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受⼒特点是什么？按受⼒特性分，桥梁可分为梁桥、拱桥、悬索桥三种梁桥中，梁作为承重结构，主要是以其抗弯能⼒来承受荷载的。
在竖向荷载作⽤下，其⽀座反⼒也是竖直的；简⽀的梁部结构只受弯剪，不承受轴向⼒。
拱桥的主要承重结构是具有外形的拱圈。
在竖向荷载作⽤下，拱圈主要承受轴向压⼒，但也受弯受剪。
在拱趾处⽀撑⼒除了竖向反⼒外，还有较⼤的⽔平推⼒悬索桥在在竖向荷载下，其索受拉，锚碇处会承受较⼤的竖向（向上）和⽔平（向河⼼）⼒第⼆章桥梁⼯程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么⽤途？桥梁净空（bridge clearance）包括桥⾯净空和桥下净空。
在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵⼊，以保证⾏车安全。
桥⾯净空指保证车辆⾏⼈安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。
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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)
土层厚度(m)
岩土名称(m)
土层剪切波速(m/s)
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。
– 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。
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
不利地段
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
– 影响场地土液化的主要因素： • 土层的地质年代； • 土层的土粒的组成和密实程度； • 砂土层埋置深度和地下水位深度； • 地震烈度和地震持续时间。
地基土液化的判别
– 液化判别的一般原则和处理 • 对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除6度外，应进行液化判别； • 存在液化土层的地基，应根据桥梁的抗震设防类别、地基液化等级，结合具体情况采取相应 措施；
C类
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。
各类桥梁的抗震设防类别的适用范围
• 抗震设防烈度小于8度； • 非全新活动断裂； • 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
不稳定状态。
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。
vsed0 /t
n
第三水 准
大震不倒
当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或 发生危及生命的严重破坏
各类桥梁的抗震设防目标
桥梁抗震 设防类别
A类
E1地震作用
设防目标
E2地震作用
可发生局部轻微损伤，不 需修复或经简单修复可继续 使用
B类
一般不受损或不需修复可 继续使用
应保证不致倒塌或产生严 重结构损伤，经临时加固后 可供维持应急交通使用
场地类别
等效剪切波速 －表中数据为场（地m覆/s盖）层厚度 Ⅰ
场地类型
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
– 断裂带v是se地质5上00的薄弱环节0，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较
大的破坏，属于地震危险地段。建设时应避开。发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈
度区5，全0新0v世se以来2经5常0活动的5m断裂上面。 5m
第三章 桥梁抗震概论
总目标
3.1 桥梁结构抗震设防标准
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。
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。
附二： 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
– 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
各类公路桥梁抗震设防烈度
抗震设防烈度 桥梁等级
A类 B类 C类 D类
危险地段
地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表 错位的部位
水边地的地下水位较高，土 质也较松软，容易在地震时产生 土壤滑动或地层液化。
山坡地在地震时会产生土壤 滑动
冲积地的土质松软，地震 时容易塌陷，如果此处有地下 水层，还容易发生液化。
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。
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。
faEa fa
faE：调整后的地基抗震承载力设计值 ：地基抗震承载力调整系数
临近悬崖 泥石流
谷地或低地 地裂
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。
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。 – “一人般定规胜律天：”软的弱思地想基在与桥坚梁硬结地构基抗相震比设，计自中振并周不期适长用，振幅大，振动持续时间长，震害也重，同时易产生
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）
稍密的细、粉砂， 粉土
的粘性土和粉土，新近沉积的粘性土和
10k0Pafk15k0Pa
1.1淤泥，淤泥质土，松散源自砂，填土1.015k0 Pafk30k0 Pa
附三： 液化土与软土地基
地基土的液化 – 什么是液化：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙
水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使有效压力 减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显示出近 于液体的特性。
50年超越概率
63.2% 10% 2-3%
地震重现期
50年 475年 1642-2475年
抗震设防的目标
水准
涵义
要求
第一水 准
小震不坏
当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修 理仍可继续使用
第二水 准
中震可修
当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修 理或不需修理仍可继续使用
t di / vsi i1
v :土层的等效剪切波速 se
d 0 :计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值
t :剪切波在地面至计算深度之间的传播时间
d i :计算深度范围内第i土层的厚度(m)
v s i :计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)
n :计算深度范围内土层的分层数
场地覆盖层厚度的确定
– 初步判断 • 以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等作为判断条件； • 地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，7、8度可判为不液化； • 当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率在7、8和9度时分别大于10、13和16 可判为不液化；
c. 对于跨径不超过150米的钢筋砼和预应力砼梁桥、圬工或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；
附一： 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。 为什么需要考虑场地的影响 – 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。 • 一般通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。 • 场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌