公路抗震设计细则
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇公路抗震设计细则范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
公路抗震设计细则范文第1篇
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.096
近年来，随着我国社会的快速发展，人们日益增长的生活需求使公路建设规模不断扩大，公路作为交通运输业的基础保障，不仅给人们的出行带来了便利，而且使地区之间的经济交流得到促进，进一步推动我国经济的发展，意义重大。在公路建设中，抗震灾害造成的影响是必须考虑的问题，主要原因在于我国属于地震多发国家。在公路桥梁施工中，由于该结构存在一定的跨度，在地震发生过程中容易受到破坏，所以对公路桥梁结构进行科学合理的抗震设计，能够使人民的人身和财产安全得到保护。
1 地震对公路桥梁结构产生的危害
地震的发生主要是由于较大的应力作用而造成地球内部介质发生急剧破裂，在破裂过程中会有地震波产生，以破裂位置为震源扩散至一定范围内，从而造成地面震动的现象。地震波一般分为两种，一种是横波，另一种是纵波，能够造成地面建筑水平晃动的被称为横波，地表建筑上下颠簸的被称为纵波。当出现较大强度的地震时，会造成建筑出现严重变形，在建筑缺乏一定强度或者局部出现失稳的情况下会对整体建筑结构造成严重的破坏。
（1）支座破坏。在桥梁结构中，上部主梁紧密连接着支座。当发生地震时，如果防震措施不到位，变形和位移现象会在支座中出现，当变形情况超出支座上限时，会剪断支座锚固螺栓，进而破坏支座结构。（2）上部结构地震破坏。一旦发生地震时，主梁等桥梁上部结构会因地震作用而出现一定程度的晃动，当碰撞到相邻的主梁时，会出现严重损害。另外如果出现较大的变形，有自身损伤或移位损伤出现，同样会造成主梁坠落。（3）下部结构破坏。所谓的下部结构的破坏，一般是指破坏桥梁结构的桥台和桥墩。桥台和基础在地震作用下一般会有滑移产生，进而造成开裂、倾斜甚至折断现象在桥台和桥墩与基础连接处出现。（4）地基土地震液化。地基砂土受到地震作用以后，可能会出现液化情况，进而降低地基承载力，导致地基沉降和滑移现象的出现，对地基造成一定的破坏。在桥梁结构中，地基是受力的基础，一旦破坏了基础，上部结构等同于缺少了支撑，进而会出现落梁现象。
2 路桥梁结构抗震设计原则分析
在我国公路桥梁施工中，国家出台的《公路桥梁抗震设计细则》早已成为公路桥梁结构抗震设计的主要标准。其中，该细则规定设计采用二阶段，即：A类桥梁采用弹性抗震设计方法，需要遵循中震不坏，大震可修原则；B类和C类桥梁采用延性抗震设计方法，切实遵循小震不坏，中震可修，大震不倒的原则。通过该细则能够看出，公路桥梁结构抗震设计的要点一般为公路桥梁选址、结构和构件的强度和延性要求和结构的整体稳定性要求三个方面。
（1）公路桥梁选址。在设计公路桥梁结构以前，首先需要认真勘察施工现场地质条件，对施工位置进行合适的选择。需要根据实际情况分别设计不一样的设防等级及抗震设防裂度。
（2）结构与构件的强度和延性。当桥梁结构受到一定破坏时，大部分原因是强度的破坏，所以结构或构件需要满足强度要求。这种情况下需要我们在设计过程中，根据相关要求计算受力情况，统计荷载数据，确保所选择的构件具有足够的强度。
（3）结构的整体稳定性。当地震破坏桥梁结构时，某些时候并非缺乏强度，主要是由于结构缺乏整体的稳定性，从而导致失稳破坏的出现。由于在结构设计过程中，要确保结构的整体稳定性良好。在布置结构时，确保在平面和立面中结构的刚度、质量和几何尺寸能够分布均匀，并且有效连接形成整体。在布置桥孔时尽量实现等跨布置。
3 公路桥梁结构抗震设计方法分析
公路桥梁结构抗震设计主要有时程分析法、反应谱法和静力法三种方法。在施工过程中，需要结合实际情况选择合适的桥梁结构设计方法。
（1）时程分析法。该方法主要是进行结构抗震分析时将有限元分析计算与计算机编程相结合。时程分析法在应用时首先需要将桥梁结构通过有限元软件离散成多自由度和多节点的有限元计算模型，随后将地震加速度时程导入其中，将结构的地震反应时程通过有限元软件进行分析计算得出。（2）反应谱法。在我国目前在公路、铁路及桥梁抗震设计中，反应谱法应用最为普遍。反应谱法首先需要认真分析桥梁结构自身的动力特性，随后将应用谱曲线对于不同的主振型记录下某一强震下的最大地震反应值，最后对不同主振型的最大地震反应值进行最不利组合，从而确定桥梁结构的最大地震反应值。在抗震设计过程中，反应谱法的应用能够确保结构具有较高的安全储备和安全的设计施工方案。（3）静力法。静力法设计一般不会对桥梁结构本身的动力特性影响进行考虑，认为桥梁结构地震破坏的唯一因素就是地震加速度。在设计过程中，只考虑构件组件的结构静力分析，将其作为绝对刚性的物体。
4 公路桥梁的抗震设计
（1）桥梁缓冲装置的设计 。在该装置设计过程中，一般将工程橡胶或氯丁橡胶材料作为缓冲橡胶材料，其允许压应力和硬度需要达到缓冲地震冲袅Φ囊求，随后桥梁橡胶缓冲装置的压应力通过公式计算出来。另外，可以结合桥梁橡胶支座综合设计桥梁垂直竖向缓冲。
（2）桥梁减、隔震设计。想要使桥梁抗震能力得到提高，需要对桥梁进行减震和隔震设计。该设计不但简便先进，而且具有一定经济性。减隔震支座的设计装置能够实现较少的结构能量消耗，另外使结构的振型周期得到增加，使地震时的震波频率得到降低，建设方案的选取与自我复位能力进行有效结合，使相应的建造参数得到建立，从而使结构地震的反应程度得到有效降低，使桥梁建筑损失程度得到最大程度的减少。
5 结束语
总之，现如今仍无法准确预测地震灾害，假如有地震灾害发生，不但会有大量人员伤亡发生，而且造成一定的经济损失，所以，需要在公路桥梁结构设计时将结构抗震设计切实做好。在设计桥梁结构抗震时要根据规范要求完成，防止发生地震时桥梁结构出现破坏坍塌。
参考文献：
[1]庄泳浩，刘芳.公路桥梁结构的抗震设计要点分析[J].中国市政工程，2011（08）：17-22.
公路抗震设计细则范文第2篇
关键词：桥梁工程抗震设计
中图分类号：S611文献标识码： A
正文：
随着经济的发展，桥梁结构在不同水准地震作用下的抗震设防要求不断提高，桥梁抗震由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计，以及基于性能的多水准设防、多性能目标准则的抗震设计。这就要求工程师深入理解桥梁抗震设计规范。
1抗震设防标准
抗震设防标准是抗震设计的依据，桥梁抗震设计应首先确定抗震设防标准。桥梁抗震设防标准是根据地震动背景，为保证桥梁结构在寿命期内的地震损失不超过规定的水平，规定桥梁结构必须具备的抗震能力[1]。现行桥梁抗震设计规范[2-3]对抗震设防标准只作了笼统的定性描述，针对这种现状，本文对桥梁抗震设防标准作系统的阐述。
（1）对于地震动背景的考虑，定义3种桥梁抗震设防水准,设防水准Ⅰ：重现期约为50～100年或25年的地震作用，超越概率约为50年63％～39％或86.4％，即“小震”；设防水准Ⅱ：重现期约为475年的地震作用，超越概率约为50年10％，即“中震”；设防水准Ⅲ：重现期约为2000年的地震作用，超越概率约为50年3％～2％，即“大震”。（2）对于地震损失的考虑，定义3种桥梁抗震性能目标，性能目标Ⅰ：一般不受损坏或不需要修复可以继续使用，结构完全保持在弹性工作状态，即“不坏”；性能目标Ⅱ：可发生局部轻微损伤，不需修复或经简单修复可以继续使用，结构整体保持在弹性工作状态，即“可修”；性能目标Ⅲ：应保证不致倒塌或产生严重的结构损伤，经临时加固后可供维持应急交通使用，即“不倒”。（3）为实现桥梁抗震设防目标，对截面进行纤维单元划分(见图1)并进行数值计算，利用墩柱截面的弯矩―曲率曲线（见图2），定义相应于各性能目标的验算准则。验算准则Ⅰ：M
图1截面纤维单元划分图
图2弯矩－曲率曲线
通过对梁抗震设防水准、抗震性能目标和验算准则的系统分析，归纳出方便工程设计的各设防类别桥梁的抗震设防标准。
2隔震周期
现行桥梁抗震设计规范均要求，减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上。实际工程设计时，必须明确这2种周期的定义，才能保证设计的可靠性。
2.1规范研究
日本规范[4]对“减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上”解释为：采用减隔震支座的桥的固有周期比不采用减震支座桥固有周期的2倍短，变形就有可能不集中于减隔震支座而集中于下部结构，减震支座就不能有效地发挥作用。其中不采用减隔震支座桥的固有周期是把所有支座都看作固定支座时桥的固有周期。采用减隔震目的是使得减隔震装置充分发挥其隔震耗能的作用，降低桥梁结构的地震响应。而要实现这个目的，一方面是尽可能延长结构周期以避开场地地震能量集中的频谱区段，另一方面就是使桥墩的刚度尽可能远大于隔震装置的等效刚度，这样就使得变形主要集中于减隔震装置。采用了减隔震装置的桥梁即为减隔震桥梁，设置“板式橡胶支座”的桥梁属于隔震桥梁，板式橡胶支座能提供柔性，设置“铅芯橡胶支座”的桥梁也属于隔震桥梁。
2.2工程案例
某规则桥梁为5×25m先简支后连续T梁桥，桥面宽度为12m，桥面铺装为10cm厚沥青混凝土+8cm厚C50混凝土，采用墩高10m的1.4m×1.4m双柱矩形墩，主梁采用C50混凝土，墩柱、盖梁采用C40混凝土，墩柱受力钢筋采用HRB335钢筋。桥梁有限元模型见图3。比较“固定铰支座”、“板式橡胶支座”、“铅芯橡胶支座”3种支座方案的结构自振特性，基本周期对照见表2。通过对比，3种支座方案结构基本振型均为纵飘，方案1（非隔震方案）基本周期为0.8158s，方案2和方案3（隔震方案）基本周期分别为1.3295s和1.6675s，隔震方案的隔震效果较明显，尤其是采用弹性刚度较小的铅芯支座方案的基本周期达到非隔震的2倍以上。
图3桥梁整体有限元模型
2.3设计建议
隔震是相对非隔震而言的，非隔震桥梁指桥梁所有桥墩与梁体采用铰接（桥墩处墩梁无相对线位移），隔震桥梁指桥墩部分或者全部采用隔震支座，如板式橡胶支座、铅芯橡胶支座等（桥墩处墩梁产生相对线位移）。非隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和桥墩本身的刚度，隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和支座与桥墩的串联刚度。隔震支座作为结构一部分，其刚度影响桥梁的整体刚度，而且隔震支座的刚度较小，所以隔震桥梁的基本周期比非隔震桥梁的基本周期大。抗震设计时，希望尽量延长周期，当然不是越长越好，达到一个合适的刚度是设计的目标。研究发现当加入隔震支座后桥梁周期延长到原来非隔震周期的2倍或2.5倍时，支座刚度是合适的，日本规范认为这样的隔震支座设计达到了较好的隔震率。我国城市桥梁抗震规范，认为这种隔震方案可以近似采用单自由度简化计算，而在公路桥梁抗震设计细则中，相关条文没有明确解释。
3墩柱斜截面抗剪强度
在地震过程中，当桥墩出现了塑性铰，进入了弯曲延性工作状态后，塑性铰区域内弯剪裂缝宽度增加，使得骨料咬合所能传递的剪力降低。因而在设计公式中对于塑性区域应当包含弯曲延性对剪切强度的折减。墩柱斜截面抗剪强度计算机理一般都采用拱－桁架理论，其计算公式组成大致分为如下2种：（1）考虑混凝土提供的抗剪能力Vc和箍筋提供的抗剪能力Vs，Vn=Vc+Vs，目前各国规范（如美国加州规范[5]）基本都采用此种形式；（2）考虑混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及轴向力提供的抗剪能力Va，Vn=Vc+Vs+Va。我国现行公路桥梁抗震设计规范只给出了墩柱塑性铰区域沿顺桥向和横桥向的斜截面抗剪强度，采用了Vn=Vc+Vs的形式，具体公式为：
（1）式（1）的局限性主要表现在：（1）该公式主要是针对实心矩形和实心圆形截面，薄壁空心截面的约束混凝土的面积相对较少，空心薄壁截面和实心截面在水平地震力作用下的抗力机制是不同的，空心截面剪力流的传递类似于薄管截面，依赖于翼缘宽厚比；（2）该公式主要针对墩柱塑性铰区域内抗剪验算，未进入塑性的墩柱直接采用上述抗剪计算公式不妥。目前，国外对于桥墩在地震作用下的抗剪强度计算公式有比较多的研究成果，Myoungsu等人对7个1/4比尺矩形空心薄壁柱进行了试验研究，推导出矩形空心薄壁截面的抗剪强度计算公式：
如果墩柱未屈服，《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01―2008里的公式过于保守，可以参考美国加州规范[5]的抗剪强度计算公式：
4结语
我国公路桥梁抗震设计为双水准两阶段设计，现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度阐述比较笼统。本文通过研究国外先进抗震设计规范，并进行工程实例验算，探讨了桥梁抗震设防标准，就目前国内关于墩柱抗剪强度计算的问题，改进了验算方法。
参考文献
［1］叶爱君.桥梁抗震［M］.北京:人民交通出版社,2011.
［2］JTG/TB02-01―2008公路桥梁抗震设计细则［S］.
公路抗震设计细则范文第3篇
【关键词】桥梁;抗震设计
一、工程概况
工程为江苏南通中心河路大桥，该桥横向为双幅布置，其中单幅桥跨径布置为（4×30）+（42.5+70+45）+（3×30）m，上部结构主桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁，墩顶梁高4.2m，跨中梁高为2.0m，梁高变化按照抛物线方式，引桥为等高度预应力混凝土连续梁桥，梁高为2.0m.单幅面宽15.0m，箱梁底宽9.5m，为单箱直腹板截面。桥梁上部结构采用双向预应力体系，即纵向与竖向预应力，纵向预应力采用Ф15.24钢绞线，竖向预应力采用JL32螺纹钢筋。支座采用抗震系列盆式橡胶支座，下部结构为双柱式桥墩，墩柱为矩形截面，墩高最大为8.2m。
二、建模计算
全桥抗震计算采用MIDAS/civil有限结构主梁、下部桥墩、桩基础等采用支座空间梁单元模拟，考虑桥台尺寸及刚度相对较大，故采用支座约束模拟。模型中桩基础考虑桩土间相互作用，采用“M法“计算土弹簧刚度，并模拟土的抗力系数。盆式支座采用连接单元模拟，支座刚度及恢复力模型参照抗震细则选取。模型中对结构的刚度、质量、阻尼进行了合理的模拟。有限元模型如图1。
图1 计算模型
三、反应谱计算
本桥位于6度地震区，按照7度地震设防计算，E1作用时，特征周期0.40s，调整值为0.55s，全桥阻尼取0.05.抗震计算按照08细则做E1及E2作用分析，本桥梁工程为规则桥梁，具体地震作用以反应谱法进行分析计算，地震力按照水平向考虑纵向及横桥向两个地震作用工况。
四、抗震验算
按照08公路桥梁抗震细则规定，B类桥梁必须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计验算。
1.E1地震作用下验算
E1地震作用下，结构在弹性工作范围内，基本不损伤，因此应对桥墩结构的强度进行验算。具体为顺桥向及横桥向E1地震作用效应组合后，按照《公路桥梁设计规范》中偏心受压构件对桥墩强度进行验算。利用软件的抗震验算功能进行验算，经验算，E1作用下各桥墩强度均能满足要求。
2.E2地震作用下验算
（1）在E2作用下应对桥墩截面长宽比小于2.5的矮墩进行强度验算，验算方法同桥墩在E1作用下的强度验算。
（2）E2作用下桥墩变形验算，根据08抗震细则，对于规则桥梁应验算E2作用墩顶位移，验算公式为d≤u，d为地震墩顶位移，有E2作用反应谱计算得到，u桥墩容许位移，通过静力弹塑性分析计算得到验算结构如表1.
表1 E2作用墩顶位移验算
E2作用下桥墩可能进入塑性变形阶段，墩柱位移需采用有效刚度计算，截面有效抗弯刚度为：，EC为桥墩弹性模量（KN/m2）， 为桥墩有效截面抗弯惯性矩（m4），My为屈服弯矩（KN.m），Фy为等效屈服曲率（1/m）。
（3）墩柱塑性铰区抗剪强度验算：根据08抗震细则，桥墩在E2作用应作为能力保护构件设计，应验算其塑性铰区抗剪强度。验算公式为：其中：VCO为剪力设计值（KN）。MXC为墩柱下端截面按实配筋，采用材料强度标准值和最不利轴力计算的顺桥向或横桥向正截面抗弯承载力所对应的弯矩值（KN.m）：Hn为一般取墩柱净长度（m）;Ф0为桥墩正截面抗弯超系数，Ф0=1.2;=26.8MPa;Vs为箍筋提供的抗剪能力（KN）。Ae为核心混凝土面积（cm2）;SK为箍筋间距（cm）;fyh为箍筋抗拉强度设计值（MPa），fyh=280 MPa;b为沿计算方向墩柱宽度（cm）;Ф为抗剪强度折减系数，Ф=0.85。
将各桥墩数据代入计算公式可以得出验算结果见表2。
表2 E2作用墩柱塑性铰抗剪强度验算
结 论
通过以上对连续梁桥的抗震分析计算，可以明确以下几点：（1）分析模型中应合理模拟桩土间相互作用，一般可以采用“M”法来模拟，在软件中可以通过弹性连接来实现。（2）应考虑桥面系二期恒载的影响，并转化为质量。（3）支座采用一般连接模拟，支座各方向刚度及滞回性质，应按照抗震细则及支座实际的属性来准确输入。（4）振型分析数量应保证在各计算方向上获得不小于90%
以上的有效质量。（5）在E1地震作用下主要对桥墩基础、支座等强度进行验算。E2作用下，应对矮墩的强度，桥墩的塑性变形能力、塑性铰抗剪强度以及支座位移等进行验算。（6）对规则桥梁可通过墩顶位移来控制塑性变形能力，其中E2作用墩顶位移需用有效刚度计算得出：容许位移计算中对双柱墩其顺桥向及横桥向位移均可采用静力弹塑性分析方法计算。（7）E2作用下应按照抗震细则验算塑性区抗剪强度。
参考文献
公路抗震设计细则范文第4篇
关键词：城市高架桥；空间梁格有限元模型；抗震设计；能力保护构件；延性保护构件
0引言
地震多发生于板块交界处，实际上是板块相互作用的结果。地震多发地域，地震等级高；同时，处于沿海地区还会引起海啸、火山喷发，这会造成了较大人员财产损失。
公路工程设施中，桥梁的破坏影响最大，修复困难，导致交通中断。公路桥梁与城市高架桥破坏特点来看，破坏形式复杂多样，主要破坏与成因有以下几种：上部结构落梁；桥梁横向倾覆；桥梁基础破坏；混凝土墩柱破坏。从以上破坏原因可以看出，桥梁震害的原因在很大程度上由于抗震设计方法的落后及对抗震机理认识不足造成的 [2]。因此，本文立足于二级抗震设防目标，通过对某城市高架桥方案进行有限元分析，计算该桥在地震作用下受力特性，检验该桥设计的可行性和合理性。
该桥为城市高架桥，采用4x30连续梁结构。该桥经地质勘察，基岩的地震动峰值加速度为0.10g，受覆盖层放大作用的影响，拟建场地地震动峰值加速度为0.20g（相当于我国地震基本烈度8度）。
1有限元分析计算模型
采用Midas/Civil 2010软件进行计算分析，对结构模型进行加速度反应谱分析计算，同时考虑水平向（Ex、Ey）和竖向（Ez）三个方向的地震作用，模态组合采用SRSS法。
全桥考虑土-下部结构-上部结构的共同协同工作抵抗纵、横桥向地震作用。真实模拟桩基础，
利用土弹簧模拟桩－土相互作用；根据《公路桥
梁抗震设计细则》的6.3.7条，计算支座等效刚度；模型考虑 效应。
1.1设防目标及反应谱
设防目标：E1地震作用下，一般不受损坏或不需修复可继续使用；E2地震作用下，应保证不致倒塌或产生严重结构损伤，经临时加固后可维持应急交通使用。
根据《抗震细则》[1]的9.3.6条规定，混凝土梁桥、拱桥的阻尼比不宜大于0.05，因此在这里取阻尼比为0.05。
本桥E1、E2作用均可采用SM/MM分析计算方法。
抗震分析采用多振型反应谱法，水平设计加速度反应谱S由下式（规范5.2.1）确定：
式中：Tg―特征周期(s)；
T―结构自振周期(s)；
―水平设计加速度反应谱最大值；
Ci―抗震重要性系数；
Cs―场地系数；
Cd―阻尼调整系数；
A―水平向设计基本地震加速度峰值。
反应谱拟合的相关参数见下表：
表1 反应谱拟合相关参数表
1.2支座的选取
由《公路桥梁抗震设计细则》第6.3.7条，抗震分析时考虑支座的影响。根据基本组合情况下，选取铅芯橡胶支座。
支座采用铅芯橡胶支座，根据基本组合情况得到支座的承载能力采用6.5MN及过渡墩3.0MN橡胶支座。以等效刚度及等效阻尼模拟。
铅芯橡胶制作是在桥梁上部结构和下部结构之间设置的减震系统，以增大原结构体系阻尼和周期，降低结构的地震反应和减小输入到上部结构的能量，以达到预期的防震要求。
1.3基础模拟
抗震模型中考虑桩土的共同作用。根据等代结构顶面的各种变形与实际结构的相应变形相等的原则，在墩底设置2个水平向弹簧支承刚度，1个竖直向弹簧支承刚度，2个水平转动弹簧支承刚度及1个扭转弹簧支撑刚度。
经计算得墩底约束刚度向量为：（SDxSDYSDZSRxSRySRz）=(153000 153000 725000 28200002820000673000 )KN/m或KNm/rad
全桥模型如1所示：
图1全桥整体模型
1.4梁桥延性抗震设计和能力设计
延性构件和能力构件设计原则的基本思想在于：通过设计，使结构体系的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异，确保结构构件不发生脆性的破坏模式。
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、梁体和节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。
2计算结果分析评价
2.1E1地震作用分析结果
设防目标E1地震作用下，通过结构分析，得出结构在地震荷载作用下结构内力图。
恒载+E1作用下桥梁内力图如图2和图3所示
图2 恒载+E1偶然作用下整体模型顺桥向弯矩图
图3 恒载+E1偶然作用下整体模型轴力图
根据E1地震作用下最大弯矩对应的轴力进行配筋设计，桥墩拟采用36根25mm的钢筋。
表2 E1纵、横桥向激震桥墩强度验算
根据上面的表格可以看出，所配钢筋满足E1地震作用的强度要求，且在弹性阶段范围内，满足规范所要求的E1地震作用下一般不受损坏或不需修复可继续使用。
2.2E2地震作用分析结果
以E2地震作用下B类桥梁设防的目标可以看出，结构在此阶段内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。因此，以桥墩作为延性构件设计。选择地震中预期出现的弯曲塑性铰的合理位置，保证结构能形成以个适当的塑性耗能机制；通过强度和延性设计，确保潜在塑性铰区域截面的延性能力。
在该阶段内，选择墩底作为塑性铰，释放能量，延长结构周期，以达到抗震设防目标。
由MIDAS材料及截面特性的弯矩-曲率曲线计算功能计算截面屈服弯矩My。
整体模型在E2地震作用下柱底截面设计轴力为2211.75KN，截面为140cm圆柱，配36根HRB335，直径25mm主筋（配筋率为1.15%），由程序的材料弹塑性特性计算工具得到如下结
图4 柱底潜在塑性铰弯矩-曲率曲线图
由上图可得柱底塑形铰屈服弯矩My = 4183kN.m，柱横桥向有效刚度：
柱有限刚度系数为0.049/0.188574=0.259。
当该桥墩出现预期的弯曲塑性铰的构件后，必须确保其不发生脆性的破坏模式（如剪切破坏等）。对于该桥墩柱顶、底塑性加密区2m范围内，箍筋拟采用直径14mm,HRB335钢筋，间距10cm；其它截面箍筋间距不得大于20cm，经过验算，可知其满足抗剪设计承载能力，不会发生脆性破坏。
2.3E2地震作用下能力保护构件设计
该桥墩出现预期的弯曲塑性铰的构件后，对于桥梁的下部结构桩基础而言，则必须保证在运营过程中始终不发生破坏，桩基按能力保护构件设计。
表3 E2地震作用下桩基强度验算
在进行结构抗震设计时，不但要保证结构抗震的强度，更要保证墩柱的延性和变形耗能的能力，构造上除要有保证强度与延性充分发挥的措施，还必须满足结构的变形能力。
图5横桥向结构塑性区域位移-荷载图
由上图位移-荷载图，第二折线末端为塑性铰达到其最大转角，对应的容许位移。经过相应计算，满足设计规范墩顶位移要求。
3结论
对于地震作用下其它危害，结构可通过构造措施防止结构落梁；另一方面，可设立铅芯橡胶支座，增大原结构体系阻尼和周期，降低结构的地震反应和减小输入到上部结构的能量，以达到预期的防震要求。
公路抗震设计细则范文第5篇
【关键词】公路桥梁； 设计分析；抗震设计；
一、桥梁的主要震害形式
桥梁的震害有多种形式，根据破坏的部位不同，主要可分为：
1.上部结构震害
桥梁上部结构震害按照产生的原因不同，可以分为结构震害和位移震害。其中较常见的是位移震害。
桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。如果上部结构的位移超过了墩、台等的支撑面，则会发生更为严重的落梁震害。落梁的原因一般是因为限位构造失效、墩台支承宽度不足造成，在地震力作用下，梁、墩台间出现较大相对位移，导致落梁现象的发生。
2. 附属工程震害
在地震力的作用下，主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱，若附属工程没有足够的限位能力将出现震害。主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害。
3.墩柱震害
桥墩震害的表现形式主要是桥墩发生倾斜、沉降、移位现象，或是墩体发生开裂、剪断现象，或是钢筋混凝土因受压而发生崩溃、钢筋屈曲，或是在桥墩与基础连接处发生折断、开裂现象。
4.基础震害
基础的破坏与地基的破坏紧密相关，地基破坏一般都会导致基础的破坏。地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。基础的震害主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性铰破坏。
二、提高公路桥梁安全性的设计分析
1.重视桥梁的耐久性
提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。
2.防控钢筋混凝土裂缝
加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免干锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。
3.加强桥面的防水设计
桥面铺装层应采用密实性较好的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网.防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料，都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续梁（或悬臂梁）的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外，还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入梁内。
三、公路桥梁的抗震设计
1.桥梁上部结构的抗震设计
对公路桥梁的上部结构进行抗震设计的主要目的，就是通过提高桥梁上部结构的整体性，来对桥梁上部结构发生的位移进行限制，以提高其抗震性能。设计时必须注意以下要点：
（1）在对梁桥的上部结构进行抗震设计时，主梁通常采用连续梁来代替简支梁，这样做的好处是可以减少桥梁的伸缩缝，并降低桥梁因桥跨分离而发生位移的风险，减少由此而带来的落梁事故。如果因条件所限而选用多跨简支梁时，必须将其设计成为先简支后连续、结构连续的构造，并采用连续性的桥面，以加强梁间的纵向与横向联系。
（2）在预应力桥梁上部结构的抗震设计中，通常选择真空压浆方法来制作预应力桥梁的构件，以便使预应力管道的水泥浆保持饱满，从而增强预应力桥梁的刚度、强度，提高其抗震性能。
（3）在进行拱桥上部结构的抗震设计时，其主拱圈优先选择箱形拱、板拱等形式，并通过提高主拱圈抗扭刚度的方法来提高拱桥上部结构的抗震性能；对于空腹式拱桥，在设计填料的厚度时一般选择较小值；对于肋拱则比较适宜使用钢筋混凝土结构，同时为了增强肋间的横向联系，可在拱顶的1/4和3/4处分别设置横隔板。
（4）一般情况下，同一座桥梁的桥型应当避免采用梁桥与拱桥混合的形式，否则，必须对两者相互衔接部位的桥墩进行加强，以保障其抗震性能。
2.桥梁下部结构的抗震设计
对桥梁下部结构进行抗震设计时，对于桥台的截面形式一般以选用T形或U形为宜，与带耳墙的埋置式桥台和柱式桥台相比，重力式桥台的抗震性能更好，而且重力式桥台的施工比较方便，工程造价也比较低，因此，如果条件许可的话，一般应当优先使用重力式T形桥台或重力式U形桥台，既方便施工，也降低了成本，最重要的是能够提高桥梁的抗震性能。
桥梁下部结构的设计要考虑桥墩的延性，通过合理的设计来提高桥墩一些部位的延性，使这些部位在遭受强烈地震的时候能够形成比较稳定的延性、塑性铰，同时产生弹塑性变形以消耗、分散地震能量。桥墩的延性抗震设计是桥梁抗震设计中比较常用的一种方法。桥墩的截面形式则分为空心与实心两种，其中空心截面桥墩的延性较好，因此，在条件允许时，应当优先选择空心的钢筋混凝土桥墩，同时要根据桥墩高度的不同来合理选择桥梁上、下部结构之间的联接方式，一般情况下，高桥墩的桥梁比较适宜刚性连接，而支座连接方式则适用于矮桥墩的桥梁。
3.桥梁连接件的抗震设计
在进行桥梁连接件的抗震设计时，必须尽可能地减少伸缩缝数量。进行伸缩缝抗震设计时，必须确保它的支承面宽度足够并具有足够的变形能力，以适应地震作用下所发生的位移，另外，还可以通过设置限位器或剪力键橡胶支座的方式，来起到消能作用。
对于支座的抗震设计，可以在梁体与桥墩、桥台的连接处使用聚四氟乙烯支座、叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座等隔震支座，以增加桥梁结构的柔性和阻尼。另外还可以采取隔震支座和阻尼器组合使用的方法，利用桥墩受到地震力作用而产生的弹塑性变形，来消除地震能量。
4.桥梁抗震装置的设计
弹性反应谱抗震法是桥梁抗震设计中使用得最为普遍的一种方法，其计算比较简单，并且计算方法比较接近于现有的规范计算方法。通常抗震装置的等效刚度与等效阻尼的计算跟抗震装置在地震中所发生的最大变形密切相关，对于抗震装置的设计必须根据实践的效果进行不断地完善与改进。
5.桥梁结构方案的设计
对于震灾区桥梁结构方案的设计，要遵循以下原则：
（1）要尽量降低桥梁结构的重心高度，并尽量减轻其自身的重量，以减小桥梁的内力，提高桥梁结构的稳定性，把地震对桥梁的作用力降到最低；
（2）尽量使桥梁结构的质量中心与刚度中心保持重合，以减小地震所带来的附加地震力；
（3）要最大限度上协调好桥梁结构的高度与长度，以降低结构不同部分的振动差异所造成的危害程度；
（4）在确保安全的并提下，合理降低桥梁结构的刚度，并通过使用延性材料来增强结构的变形能力，以减少地震对桥梁的破坏程度；
（5）对地基进行合理的调整、科学地处理，以避免地基发生变形或失效现象。
结束语：
桥梁抗震设计是一项系统工程，体现在设计的各个阶段，需要认真对待。遵循桥梁抗震设计基本原则，把桥梁结构的每一个部分有机结合在一起， 形成一个强大的抗震整体，这样才能保证桥梁的抗震性能。
参考文献
[1]公路桥梁抗震设计细则〔M〕.JTG/T B02-01-2008.北京：人民交通出版社，2008
