公路橋梁抗震設計要點及計算分析1、橋梁抗震設計理論的發展橋梁震害震害機理、原因分析對策（選線、設計、措施）抗震標準規范解析實驗抗震設計理論的發展1、橋梁抗震設計理論的發展地震反應分析方法

靜力計算動力計算

反應譜分析彈性動力時程分析非線性時程分析靜力彈塑性分析實測地震記錄的積累計算分析理論的提高對結構損傷破壞過程的深刻認識1、橋梁抗震設計理論的發展抗震設防方法

單水平設防多級設防多階段設計

小震不壞、中震可修、大震不倒

兩階段或三階段設計：強度設計、延性設計地震的隨機性和復雜性經濟因素1、橋梁抗震設計理論的發展抗震設計方法

強度設計延性設計

抗震結構減隔震結構主動/半主動控制2、公路橋梁抗震設計規范《公路工程抗震設計規范》（JTJ004-89）橋梁抗震設計部分內容廢止《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008）2.1舊規范的局限性采用的設防水準均為50年基準期10%超越概率，重要結構物的設防等級用重要性系數來體現。單一水準設防，采用基于強度一階段設計；彈性地震力采用綜合影響系數折減考慮結構進入塑性的性能。2.1舊規范的局限性采用綜合影響系數考慮結構進入塑性（延性），但塑性鉸保證延性的細節構造不明確，綜合影響系數取值模糊并且明顯不合理。對于墩柱抗剪、基礎抗震設計和驗算沒有規定，實際應用時存在錯誤，沒有引入能力保護設計的思想。2.2新規范要點取消了綜合影響系數：采用兩水平設防，兩階段設計，并給出了明確的性能目標。第一階段：E1地震作用下的彈性抗震設計；第二階段：E2地震作用下的彈塑性抗震設計，采用延性抗震設計方法，并引入能力保護設計原則。地震作用部分的修訂，反應譜周期到10秒，并給出了場地修正系數；給出了時程地震波的選用原則。2.2新規范要點增加了橋梁抗震分析建模原則和抗震分析方法增加橋梁減隔震設計，增加了局部細節設計和抗震構造措施內容盡可能吸收了美國、日本現行抗震設計規范的理念和方法，吸取了近十年橋梁震害的教訓，彌補了89規范的不足。4、細則適用范圍圍適用于單跨跨徑徑不超過150m的混凝土梁橋、、圬工或混凝土土拱橋（常規橋梁）斜拉橋、懸索橋橋、單跨跨徑超超過150m的特大跨徑梁橋橋、拱橋可以參參照抗震設計原原則進行設計（特殊橋梁）適用于抗震設防防烈度6~9度地區的公路橋橋設計，大于9度應作專門研究究5橋梁抗震設防分分類6抗震設防目標采用兩水平設防防、兩階段設計計的思想7抗震重要性系數數Ci橋梁分類E1E2重要性系數重現期重要性系數重現期A類1.0475年1.72000年B類0.43(0.5)75年（100年）1.3(1.7)1000年（2000年）C類0.3450年1.0475年D類0.2325年高速公路、一級級公路上大橋、、特大橋，重要要性系數取括號號內的值要點通過抗震重要性系數數調整設計地震動參數，不同抗震震分類橋梁對應應的E1、E2地震作用的重現現期不同兩水平設防、兩兩階段設計橋梁分類E1E2A類不應發生損傷有限損傷B類同上不倒塌或產生嚴重損傷，臨時加固后可滿足應急交通C類同上同上D類同上D類橋梁一水平設設防、一水平設設計8抗震設計過程抗震概念設計：橋位場地選擇擇、合理的結構構選型與布置、、恰當的抗震體體系抗震驗算與設計計：E1作用下，強度設設計（分析、強強度驗算）E2作用下，延性設設計（分析、變變形驗算）抗震構造措施施9、抗震設計總總流程圖9、常規橋梁總總體設計流程程9、常規橋梁結結構構件抗震震設計流程9、常規橋梁結結構構件抗震震設計流程10地震作用反應譜取值：：按E1和E2地震重要性系系數乘設計基基本地震動加加速度峰值A抗震設防烈度6789A0.05g0.10（0.15）g0.20（0.3）g0.40g表3.2.2抗震設防烈度度和水平向設設計基本地震震動加速度值值A10地震作用橋梁結構地震震作用考慮的的原則一般情況下，，公路橋梁可可只考慮水平平向地震作用用，直線橋可可分別考慮順順橋向和橫橋橋向的地震作作用。設防烈烈度為為8度和9度時的的拱式式結構構、長長懸臂臂橋梁梁結構構和大大跨度度結構構，以以及豎豎向作作用引引起的的地震震效應應很重重要時時，應應同時時考慮慮順橋橋向X、橫橋橋向Y和豎向向Z的地震作用用。地震作用分分量組合采用反應譜譜法或功率率譜法同時時考慮三個個正交方向向的地震作作用時，可可分別單獨獨計算各方方向地震作作用產生的的最大效應應，然后組組合。10.1一般規定10地震作用當采用時程程分析法時時，應同時輸入入三個方向向分量的一一組地震動動時程計算算地震作用用效應。進行直線橋橋梁地震反反應分析時時，可分別別考慮沿順順橋向和橫橫橋向兩個個水平方向向地震輸入入。進行曲線橋橋梁地震反反應分析時時，可分別別沿相鄰兩兩橋墩連線線方向和垂垂直于連線線水平方向向多方向地地震輸入，，以確定最最不利地震震水平輸入入方向。地震作用可可以用設計計加速度反反應譜、設設計地震動動時程和設設計地震動動功譜表達達。給出的是是S譜值，不不同于原原來的動動力放大大系數beta譜值最大周期期10秒大于Tg段都是以以1/T的斜率下下降10地震作用用水平設計計加速度度反應譜譜10T(s)0.1Tg0SmaxS10.2設計加速速度反應應譜10地震作用用公路工程程抗震設設計規范范（JTJ004-89）中給出出動力放放大系數數β譜建筑抗震震設計規規范（GB50011-2001）中給出出水平地地震影響響系數α譜10地震作用用水平設計計加速度度反應譜譜最大值值10地震作用用場地特征征周期Tg場地特征征周期Tg，按場址址位置在在《中國地震震動反應應譜特征征周期區區劃圖》上讀取后后，根據據場地類類別，按按下表取取值。10地震作用用阻尼調整整系數10地震作用用豎向設計計加速度度反應譜譜豎向設計計加速度度反應譜譜由水平平設計加加速度反反應譜乘乘以下式式給出的的豎向/水平譜比比函數R基巖場地地的R=0.65土層場地地的10地震作用用做過地震震安全性性評價的的橋址，，設計地地震動時時程要根根據專門門的工程程場地地地震安全全性評價價的結果果確定。。未作地震安全全性評價的橋橋址，可根據據本細則設計計加速度反應應譜，合成與與其兼容的設設計加速度時時程；也可選選用與設計地地震震級、距距離大體相近近的實際地震震動加速度記記錄，通過時時域方法調整整，使其反應應譜與本細則則設計加速度度反應譜兼容容。為考慮地震動動的隨機性，，設計加速度度時程不得少少于三組（條條），且應保保證任意二時時程間由下式式定義的相關關系數ρ的值小于0.110.3地震動時程11抗震分析適用范圍：常常規橋梁11.1一般規定單跨跨徑不超超過150m的混凝土梁橋橋、圬工或混混凝土拱橋等等常規橋梁的的抗震分析，，墩高不超過過40m，墩身第一階階振型有效質質量大于60%。11抗震分析地震作用B類C類D類規則非規則規則非規則規則非規則E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH————表中：TH：代表線性和和非線性時程程計算方法SM：單模態反反應譜和功功率譜方法法MM：多模態反反應譜和功功率譜方法法表6.1.4橋梁抗震分分析可采用用的計算方方法11抗震分析截面特性取取值11抗震分析E1地震作用下下，常規橋橋梁的所有有構件抗彎彎剛度均按按毛截面計計算。E2地震作用下下，延性構構件的有效效截面抗彎彎剛度應按按下式計算算，但其他他構件抗彎彎剛度仍按按毛截面計計算。11抗震分析11.2梁橋延性抗抗震設計11抗震分析單元質量可可采用集中中質量代表表；墩柱和和梁體的單單元劃分應應反映結構構的實際動動力特性；；支座單元應反映映支座的力學特特性混凝土結構的阻阻尼比可取為0.05；進行時程分析析時，可采用瑞瑞利阻尼計算模型應考慮慮相鄰結構和邊邊界條件的影響響。11抗震分析11.3建模原則11抗震分析慣性力阻尼力彈性力11抗震分析經典解法二階線性微分方方程杜哈梅積分將外荷載視為由由時間間隔非常常短的沖擊荷載載組成的結構反應為對各各沖擊荷載反應應之和Responsetoimpulse1Responsetoimpulse2ResponsetoimpulseTotalResponse11抗震分析數值方法可適用于線性和和非線性領域中心差分法、、常加速度法、、線性加速度法法Newmark-法、Wilson-法不同參數對應的的逐步積分法11抗震分析11抗震分析11.4反應譜法SRSS方法組合CQC方法組合11抗震分析振幅頻譜持續時間11抗震分析11.5時程分析方法地震動三要素時程分析的最終結果，當采用3組時程波計算時，應取3組計算結果的最大值；當采用7組時程波計算時，可取7組結果的平均值。11抗震分析在E1地震作用下，線性時程法的計算結果不應小于反應譜法計算結果的80%。優點：帶有統計特性；給出結構地震反應的最大值；缺點：目前只適用于線性分析；各振型都是取最大值計算的；11抗震分析反應譜法時程分析法優點：適用于線性和非線性的情況；給出隨時間變化的結構反應；缺點：地震波有隨機性，計算結果也帶有隨機性；和其他工況組合時麻煩一些。11抗震分析11.6能力保護構件計算12強度與變形驗算算12.1一般規定12.2B類、C類橋梁抗震強度驗算12強度與變形驗算算12強度與變形驗算算12強度與變形驗算