第五讲桥梁抗震设计.ppt

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1、第五第五讲桥梁抗震梁抗震设计5.1 震害及其分析震害及其分析 桥梁按照构造体系的不同可分为梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等，其分类的主要区别在于桥面构造的支撑型式。上部构造指桥梁支座以上的桥跨构造，多采用混凝土或预应力混凝土装配式构件，其断面常为T形、型、箱形或中空圆孔截面，这局部直接承受桥上交通荷载；下部构造指桥梁支座以下的桥墩、桥台和根底，这局部主要承受上部桥跨传来荷载，并将它及本身自重传给地基。桥墩位于桥梁中间部位，支承相邻的两孔桥跨；桥台位于全桥尽端，它一侧支承桥跨，承受桥跨传来的荷载，另一侧与路基衔接，承受台背填土侧压力。桥梁抗震设计标准桥梁抗震设计标准铁路工程抗震设计标准2006-12

2、-01实施公路桥梁抗震设计细那么2021-10-01实施桥梁按照使用用途的不同又分为铁路桥梁和公路桥梁，其抗震设计可分别按照以下相应标准进展:5.1 震害及其分析震害及其分析5.1 震害及其分析震害及其分析 落梁破坏落梁破坏u庙子坪大桥庙子坪大桥采用板式橡胶支座，梁体直接搁置在支座上。采用板式橡胶支座，梁体直接搁置在支座上。1、上部构造震害、上部构造震害地震时桥墩受到地震力的作用，梁墩之间产生相对错位，导致桥面梁体从墩顶下落u百花百花大桥大桥小半径曲线桥、桥墩刚度变化大小半径曲线桥、桥墩刚度变化大5.1 震害及其分析震害及其分析1、上部构造震害、上部构造震害 落梁破坏落梁破坏5.1 震害及其分

3、析震害及其分析1、上部构造震害、上部构造震害美国1971年圣费尔南多地震中，依据1957年的抗震标准设计和建造的桥梁桥面板严重脱落，促使美国抗震标准全面修改。5.1 震害及其分析震害及其分析2、墩台震害、墩台震害桥梁墩台非地震时主要作为竖向承重构件，地震时是主要抗侧力构件，是梁桥抗震的主体。梁桥墩台大致可分为刚性构造和柔性构造两大类。石砌和实体混凝土墩台墩身短粗，属刚性构造，在水平地震力作用下，墩身混凝土易崩裂产生剪切破坏。排架式、柱桩式墩台属于柔性构造，常出现局部混凝土压馈、钢筋屈曲呈灯笼状，或压区混凝土崩溃、钢筋裸露屈服，导致变形过大而破坏。5.1 震害及其分析震害及其分析2、墩台震害、墩

4、台震害汶川地震中的百花大桥汶川地震中的百花大桥5.1 震害及其分析震害及其分析2、墩台震害、墩台震害1墩柱弯曲破坏墩柱弯曲破坏a)墩柱弯曲强度缺乏混凝土过早压碎或者纵筋过早墩柱弯曲强度缺乏混凝土过早压碎或者纵筋过早屈服屈服b)墩柱钢筋搭接长度缺乏引起的破坏墩柱钢筋搭接长度缺乏引起的破坏c)弯曲延性缺乏全截面压碎弯曲延性缺乏全截面压碎墩柱纵筋焊接破坏墩柱纵筋焊接破坏2墩柱剪切破坏墩柱剪切破坏5.1 震害及其分析震害及其分析2、墩台震害、墩台震害5.1 震害及其分析震害及其分析3、支座震害、支座震害在强烈地层下，梁桥支座的破坏是一种比较普遍的震害现象，支座震害现象主要有摆柱支座倾斜、支座钢销钉剪断

5、、辊轴支座滚动脱落、橡胶支座移位等。汶川地震中的汶川地震中的寿江大桥寿江大桥5.1 震害及其分析震害及其分析3、支座震害、支座震害汶川地震中的其他桥梁汶川地震中的其他桥梁破坏形式主要表现为支座锚固破坏形式主要表现为支座锚固螺栓拔出剪断、活动支座脱落螺栓拔出剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏。及支座本身构造上的破坏。5.1 震害及其分析震害及其分析4、桥台滑移、桥台滑移地震引起的岸坡滑移对桥台产生移动动土压力，桥台在巨大推力作用下产生破坏。桥台地震引起的岸坡滑移对桥台产生移动动土压力，桥台在巨大推力作用下产生破坏。桥台处的主要震害有桩柱式桥台桩柱倾斜、开裂甚至折断，重力式桥台胸墙开裂、滑移

6、或转处的主要震害有桩柱式桥台桩柱倾斜、开裂甚至折断，重力式桥台胸墙开裂、滑移或转动，桥头引道下沉和护岸构造破坏。动，桥头引道下沉和护岸构造破坏。破坏前破坏前破坏后破坏后桥台沉陷和转动桥台沉陷和转动5.1 震害及其分析震害及其分析支承连接部件失效支承连接部件失效 桥梁墩柱破坏桥梁墩柱破坏5.1 震害及其分析震害及其分析根底破坏根底破坏5.1 震害及其分析震害及其分析5.1 震害及其分析震害及其分析震害分析震害分析 桥梁震害在很大程度上是由于采用不适当的抗震桥梁震害在很大程度上是由于采用不适当的抗震设计方法及对桥梁抗震破坏机理认识缺乏造成的。其设计方法及对桥梁抗震破坏机理认识缺乏造成的。其主要表现

7、为抗震设防标准不适宜，设防目标缺乏明确主要表现为抗震设防标准不适宜，设防目标缺乏明确准那么，构造布置、形式和设计都不利于构造抗震，准那么，构造布置、形式和设计都不利于构造抗震，构造抗震分析方法和抗震构造不当等因素。构造抗震分析方法和抗震构造不当等因素。o从20 世纪70 年代后期起，延性概念在构造抗震设计中不断得到重视。为了最大限度地防止地震动的不确定性，保证构造在大震下能以延性的形式反响，新西兰学者提出了构造延性抗震设计中的一个重要原理能力设计原理。o基于能力设计原理的设计方法能力设计法，在新西兰最先得到了应用；其他国家也先后在各自的构造抗震设计标准中，采纳应用了能力设计原理的一些根本概念。

8、一、能力设计原理一、能力设计原理能力设计原理的根本概念在于：在构造体系中的延性构件软铁环和能力保护构件铸铁环之间，确立适当的强度平安等级差异，确保构造不发生脆性破坏模式。一、能力设计原理一、能力设计原理o上图阐释了两种不同的设计思路：等平安度设计和不等平安度设计。o常规的静力强度设计方法属于前者，即所有构件的设计都是基于统一的强度平安系数，没有考虑在不同性质的构件之间形成适当的强度平安等级差异；o能力设计法那么属于后者，即通过延性构件和能力保护构件在构造设计中，把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的强度平安等级差异，确保构造不会发生脆性破坏模式。一、能力设计原理一、

9、能力设计原理o基于能力设计原理的设计方法，称为能力设计法。o能力设计法的特征是：基于能力设计的抗震构造，应在主要抗侧力体系中选择适宜的构件，通过对这些构件合理的设计和细部构造设计，使其具有在大变形下的耗能能力。其它构造构件那么设计成具有足够的强度，以保证预先选择的耗能机制能发挥作用。o能力设计法将控制概念引入构造抗震设计，有目的地引导构造破坏机制，防止不合理的破坏形态。二、能力设计法二、能力设计法传统静力强度设计方法与能力设计法比较传统静力强度设计方法与能力设计法比较结构抗震性能传统设计方法能力设计法塑性铰出现位置塑性铰出现位置不明确不明确预定的构件部位预定的构件部位塑性铰的布局塑性铰的布局随

10、机随机预先选择预先选择局部延性需求局部延性需求难以估计难以估计与整体延性直接联系与整体延性直接联系结构整体抗震性能结构整体抗震性能难以预测难以预测可预测可预测防止结构倒塌破坏概率防止结构倒塌破坏概率有限有限最大最大能力设计法的主要设计步骤如下：能力设计法的主要设计步骤如下：1在概念设计阶段，选择合理的构造布局；2确定预期的弯曲塑性铰位置，保证构造能形成一个适当的塑性耗能机制；3通过计算分析，确定潜在塑性铰区截面的需求延性及设计弯矩；4对具有潜在塑性铰区截面的延性构件，进展抗弯设计；5估算延性构件塑性铰区截面实际的最大抗弯强度；6按塑性铰区截面的弯曲强度，进展延性构件的抗剪设计及能力保护构件的强

11、度设计；7对塑性铰区域进展细致的构造设计，确保潜在塑性铰区截面的延性。桥梁延性抗震设计桥梁延性抗震设计基于能力保护设计原那么的构造抗震设计过程，一般都具有以下特征：选择合理的构造布局；选择地震中预期出现的弯曲塑性铰的合理位置，保证构造能形成一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；确定适当的强度等级，确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏模式(如剪切破坏、黏结破坏等)，并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件(能力保护构件)处于弹性反响范围。桥梁延性抗震设计桥梁延性抗震设计(1)、钢筋混凝土墩柱桥梁在抗震设计时，塑性铰的位置一般选择出现在墩柱上，墩柱作为延性构

12、件设计，可以发生弹塑性变形，耗散地震能量；桥梁根底、盖梁、梁体和结点宜作为能力保护构件。墩往的抗剪强度宜按能力保护原那么设计。(2)、沿顺桥向，连续梁桥、简支梁桥墩柱的底部区域，连续刚构桥墩柱的端部区域为塑性铰区域；沿横桥向，单柱墩的底部区域、双柱墩或多柱墩的端部区域为塑性铰区域。桥梁延性抗震设计桥梁延性抗震设计(3)、盖梁、根底的设计弯矩和设计剪力值按能力保按护原那么计算时，应为与墩柱的极限弯矩(考虑超强系数)所对应的弯矩、剪力值；在计算盖梁、结点的设计弯矩、设计剪力值时，应考虑所有潜在塑性铰位置以确定最大设计弯矩和剪力。(4)、墩柱的设计剪力值按能力保护原那么计算时，应为与墩柱的极限弯矩(

13、考虑超强系数)所对应的剪力；在计算设计剪力值时，应考虑所有潜在塑性铰位置，以确定最大的设计剪力值。延性抗震设计延性抗震设计1：上部、根底弹性上部、根底弹性墩柱延性设计墩柱延性设计 延性抗震设计延性抗震设计2：上部、墩柱、根上部、墩柱、根底弹性，底弹性，支座弹塑性支座弹塑性-减隔减隔震设计震设计5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.1 公路桥梁抗震设防措施等级公路桥梁抗震设防措施等级抗震设防烈度为抗震设防烈度为6度及以上地区的公路桥梁，须进展抗震设计。度及以上地区的公路桥梁，须进展抗震设计。抗震设防目标：抗震设防目标：E1地震地震作用下，各类桥梁不坏；作用下，各类桥梁不坏；E2

14、地震地震作用下，作用下，A类桥梁可修，类桥梁可修，B、C类桥梁不倒。类桥梁不倒。两阶段抗震设计：两阶段抗震设计：第一阶段：第一阶段：E1地震作用下的弹性抗震设计；地震作用下的弹性抗震设计；第二阶段：第二阶段：E2地震作用下的弹塑性抗震设计，采用延性抗震设计方法，地震作用下的弹塑性抗震设计，采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原那么。并引入能力保护设计原那么。5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.1 公路桥梁抗震设防措施等级公路桥梁抗震设防措施等级A类桥梁：类桥梁：单跨跨径超过单跨跨径超过150m的特大桥；的特大桥；B类桥梁：类桥梁：除除A类以外的高速公路和一级公路上的桥梁

15、及二级公路上的大桥、特大桥等；类以外的高速公路和一级公路上的桥梁及二级公路上的大桥、特大桥等；C类桥梁：类桥梁：除除A、B、D类以外的公路桥梁；类以外的公路桥梁；D类桥梁：类桥梁：位于三、四级公路上的中桥、小桥。位于三、四级公路上的中桥、小桥。地震基本烈度地震基本烈度桥梁分类桥梁分类67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gA7899更高，专门研究更高，专门研究B788999C677889D677889各类公路桥梁抗震措施等级各类公路桥梁抗震措施等级5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.1 公路桥梁抗震设防措施等级公路桥梁抗震设防措施等级根据工程的重要性和修

16、复(抢修)难易程度，将公路桥梁抗震设防划分为四个类别，对于A类、B类、C类桥梁采用两水平设防、两阶段设计；D类桥梁采用一水平设防、一阶段设计。第一阶段的抗震设计，采用弹性抗震设计；第二阶段的抗震设计，采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原那么。通过第一阶段的抗震设计，即对应E1地震作用的抗震设计，可到达和原标准根本相当的抗震设防水平。通过第二阶段的抗震设计，即对应E2地震作用的抗震设计，来保证构造具有足够的延性能力，通过验算，确保构造的延性能力大于延性需求。通过引入能力保护设计原那么确保塑性铰只在选定的位置出现，并且不出现剪切破坏等破坏模式。通过抗震构造措施设计，确保构造具有足够的位移能力

17、。5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.2 桥梁抗震设计的一般规定桥梁抗震设计的一般规定宜选择有利地段，避开不利地段及危险地段。抗震有利地段一般系指建立场地及其邻近无近期活动性断裂，地质构造相对稳定，同时地基为比较完整的岩体、坚硬土或开阔平坦密实的中硬土等。抗震不利地段一般系指软弱黏性土层、液化土层和地层严重不均匀的地段，地形陡峭、孤突、岩土松散或破碎的地段，此地下水位埋藏较浅、地表排水条件不良的地段。严重不均匀地层系指岩性、土质、层厚、界面等在水平方向变化很大的地层。抗震危险地段一般系指地震时可能发生滑坡、崩塌的地段，地震时可能塌陷的地段，溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段，

18、河床内基岩具有倾向河槽的构造软弱面被深切河槽所切割的地段，开展断裂、地震时可能坍塌而中断交通的各种地段。1.选择对抗震有利地段选择对抗震有利地段5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.2 桥梁抗震设计的一般规定桥梁抗震设计的一般规定 在确定路线的总走向和主要控制点时，应尽量避开根本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段；在路线设计中，要合理利用地形，正确掌握标准，尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择，宜按以下几个原那么进展：尽量减轻构造的自重和降低其重心，以减小构造物的地震作用和内力，提高其稳定性；力求使构造物的质量中心与刚度中心重合，以减小

19、在地震中因扭转引起的附加地震力；应协调构造物的长度和高度，以减少各局部不同性质的振动所造成的危害作用；适当降低构造刚度，使用延性材料提高其变形能力，从而减少地震作用；加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防止地基失效。2.确定合理的桥梁构造方案确定合理的桥梁构造方案5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.2 桥梁抗震设计的一般规定桥梁抗震设计的一般规定 按照?公路抗震标准?规定，在梁桥抗震验算时，应分别根据顺桥和横桥两个方向的水平地震作用计算墩台和支座承受的水平力以及地震动力水压力，并应考虑顺桥方向桥台的水平地震力和地震土压力。而对于简支梁和连续梁桥上部构造的抗震能力一般不予验

20、算，但应采取抗震构造措施。抗震设防烈度为8度和9度的拱式构造、长悬臂桥梁构造和大跨度等，尚应同时考虑竖向地震作用。2.确定合理的桥梁构造方案确定合理的桥梁构造方案5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.3 公路桥梁设计反响谱公路桥梁设计反响谱1.水平设计加速度反响谱水平设计加速度反响谱最大周期最大周期10秒秒大于大于Tg段都是以段都是以1/T的斜率下降的斜率下降10 T(s)0.1Tg0SmaxS5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.3 公路桥梁设计反响谱公路桥梁设计反响谱(1).水平设计加速度反响谱最大值水平设计加速度反响谱最大值Smax桥梁抗震桥梁抗震设防

21、类型设防类型路线等级及构造物路线等级及构造物重要性修正系数重要性修正系数E1地震作用地震作用E2地震作用地震作用A单跨跨径超过150m的特大桥1.01.7B单跨跨径不超过150m的高速公路、一级公路上的桥梁，单跨跨径不超过150m的二级公路上的特大桥、大桥0.43（0.5）1.3（1.7）C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、大桥0.341.0D三级公路上的中、小桥0.23-抗震重要性系数抗震重要性系数CiE1和E2为工程场地重现期较短和较长的地震作用，分别对应于第一和第二级设防水准5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.3 公路桥梁设计反响谱

22、公路桥梁设计反响谱(1).水平设计加速度反响谱最大值水平设计加速度反响谱最大值Smax67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4g1.21.00.90.90.90.91.01.01.01.01.01.01.11.31.21.21.01.01.01.41.31.31.00.9场地系数场地系数Cs抗震设防烈度抗震设防烈度场地类型场地类型抗震设防烈度和水平向设计根本地震动加速度峰值抗震设防烈度和水平向设计根本地震动加速度峰值A抗震设防烈度6789A0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g5.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.3 公路桥梁设计反

23、响谱公路桥梁设计反响谱(2).特征周期特征周期Tg 特征周期按桥址位置在?中国地震动反响谱特征周期区划图?上查取，根据场地类别，按下表取值。(3).阻尼调整系数阻尼调整系数当构造的阻尼比按有关规定取值不等于0.05时：区划图上的特征周期/s场地类型划分0.350.250.350.450.650.400.300.400.550.750.150.350.450.650.905.2 公路桥梁抗震设防要求公路桥梁抗震设防要求5.2.3 公路桥梁设计反响谱公路桥梁设计反响谱2.竖向设计加速度反响谱竖向设计加速度反响谱竖向设计加速度反响谱由水平向设计加速度反响谱乘上下式给出的竖向/水平向谱比函数R。基岩场

24、地：基岩场地：土层场地：土层场地：5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.1 桥梁抗震分析一般规定桥梁抗震分析一般规定 根据在地震作用下动力响应特性的复杂程度，常规桥梁分为规那么桥梁和非规那么桥梁两类。下表限定范围内的梁桥属于规那么桥梁，不在此表限定范围内的梁桥属于非规那么桥梁。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.1 桥梁抗震分析一般规定桥梁抗震分析一般规定地震作用下，一般情况下桥墩应采用反响谱理论计算，桥台台身地震惯性力可按静力法计算。在进展桥梁抗震分析时，E1地震作用下，常规桥梁的所有构件抗弯刚度均按毛截面计算；E2地震作用下，延性构件的有效截面抗弯刚度应按下式计算，但

25、其他构件抗弯刚度仍按毛截面计算。由于圬工拱桥、重力式桥墩和桥台一般为混凝土构造，构造尺寸大、无延性，因此它们和D类桥均可只进展E1地震作用下构造的地震反响分析。对于上部构造连续的桥梁，各桥墩高度宜尽可能相近。相邻桥墩高度相差较大导致刚度相差较大的桥梁，宜在刚度较大的桥墩处设置活动支座或板式橡胶支座。不宜在梁桥的矮墩处设置固定支座，矮墩宜设置活动支座或板式橡胶支座。在高烈度区，宜尽量防止采用对抗震不利的桥型。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.3 桥墩计算简图桥墩计算简图?公路抗震标准?计算桥墩地震作用时，不考虑上部构造对下部构造的约束作用，均按单墩确定计算简图。(1)实体墩实体墩计

26、算实体墩台地震作用时，可将桥梁墩身沿高度分成假设干区段，把每一区段的质量集计算实体墩台地震作用时，可将桥梁墩身沿高度分成假设干区段，把每一区段的质量集中于相应重心处，作为一个质点。中于相应重心处，作为一个质点。一般认为，墩台高度在一般认为，墩台高度在50-60m以下，墩身划分为以下，墩身划分为4-8个质点较为适宜。对上部构造的梁个质点较为适宜。对上部构造的梁及桥面，可作为一个集中质量，其作用位置顺桥向取在支座中心处，横桥向取在上部构及桥面，可作为一个集中质量，其作用位置顺桥向取在支座中心处，横桥向取在上部构造重心处。造重心处。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.3 桥墩计算简图桥墩

27、计算简图(2)柔性墩柔性墩柔性墩所支承的上部构造质量远大于桥墩本身质量，桥墩自身质量约为上部构造的柔性墩所支承的上部构造质量远大于桥墩本身质量，桥墩自身质量约为上部构造的1/5-1/8，它的大局部质量集中于墩顶处，可简化为一单质点体系。，它的大局部质量集中于墩顶处，可简化为一单质点体系。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.4 桥墩根本振型与根本周期桥墩根本振型与根本周期(1)根本振型根本振型 墩台下端嵌固于根底之上，墩身可视为竖向悬臂杆件。在水平地震力作用下，墩身变形由弯曲变形和剪切变形组成，两种变形所占的份额与桥墩高度与截面宽度比值H/B有关。当计算实体桥墩横向变形时，H/B的值

28、较小，应同时考虑弯曲变形和剪切变形影响；当计算纵向变形时，H/B的值较大，弯曲变形占主导作用。公路桥梁墩身一般不高，质量和刚度沿高度分布均匀，实体墩在确定地震作用时一般只考虑第一振型影响，而将高阶振型的奉献略去不计。柔性墩质量主要集中在墩顶，视为单质点体系求得周期，确定振型曲线。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.4 桥墩根本振型与根本周期桥墩根本振型与根本周期(1)根本振型根本振型?桥梁抗震细那么?给出了实体墩根本振型表达方式。当H/B5时(一般为顺桥向)，桥墩第一振型，在第i分段重心处的相对水平位移可按下式确定；当当H/B5时时(一般为横桥向)，桥墩第一振型在第i分段重心处的相

29、对水平位移为；5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算8.3.4 桥墩根本振型与根本周期桥墩根本振型与根本周期(1)根本振型根本振型 对于柔性墩振动曲线，如右图所示，图中Xf(1/2)是考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面上的单位水平力在墩身计算高度H/2处引起的水平位移与支座顶面处的水平位移之比值，假设取Xf=0，顺桥向可近似取：5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.4 桥墩根本振型与根本周期桥墩根本振型与根本周期(2)根本周期根本周期 梁桥的质量大局部集中于墩顶处，在求桥墩根本周期时，将墩身重力根据动力等效原那么换算到墩顶处，而把桥墩视为单质点体系，近似按下式计算桥墩的根本周期T

30、1：实体墩顺桥向：实体墩顺桥向：实体墩横桥向：实体墩横桥向：柔性墩：柔性墩：上部构造重力上部构造重力 墩身重力墩身重力盖梁重力盖梁重力5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.5 桥墩水平地震作用桥墩水平地震作用(1)规那么桥梁实体桥墩水平地震作用规那么桥梁实体桥墩水平地震作用规那么桥梁桥墩顺桥向及横桥向的水平地震作用，一般情况下按下式计算：作用于梁桥桥墩质点作用于梁桥桥墩质点i的水平地震作用的水平地震作用(kN)；重要性修正系数；重要性修正系数；桥墩顺桥向或横桥向的根本振型参与系数：桥墩顺桥向或横桥向的根本振型参与系数：5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.5 桥墩水平地震作

31、用桥墩水平地震作用(2)规那么桥梁的柱式墩水平地震作用规那么桥梁的柱式墩水平地震作用梁桥桥墩的柔性墩以弯曲变形为主，用能量法将墩身质量换算到墩顶后，可简化为单自由度体系，其顺桥向的水平地震作用可采用以下简化公式计算：作用于支座顶面处的顺桥向水平地震作用；作用于支座顶面处的顺桥向水平地震作用；支座顶面处的换算质点重力；支座顶面处的换算质点重力；5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.5 桥墩水平地震作用桥墩水平地震作用(3)采用板式橡胶支座的梁桥水平地震作用采用板式橡胶支座的梁桥水平地震作用均采用同类型板式橡胶支座的连续梁或桥面连续、顺桥向具有足够强度的抗震联结措施(即纵向联结措施的强度

32、大于支座抗剪极限强度)的简支梁桥，其水平地震作用可按下述简化方法计算：上部构造对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震作用第i号墩组合抗推刚度5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.5 桥墩水平地震作用桥墩水平地震作用(3)采用板式橡胶支座的梁桥水平地震作用采用板式橡胶支座的梁桥水平地震作用采用板式橡胶支座的多跨简支梁桥，对刚性墩可按单墩单梁计算；对柔性墩应考虑支座与上下部的耦联作用(一般情况下可考虑3-5孔)，按以下图的计算图式进展计算。5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.5 桥墩水平地震作用桥墩水平地震作用(4)墩顶的水平位移墩顶的水平位移在E2地震作用下，可按下式计算墩顶的

33、顺桥向和横桥向水平位移：在E2地震作用下，采用截面有效刚度计算的墩顶水平位移；c 考虑构造周期的调整系数，按下表取值。结构周期cT0.1s1.5TTg1.00.1sTTg按线性插值求得5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.6 能力保护构件计算能力保护构件计算(1)延性墩柱沿顺桥向延性墩柱沿顺桥向Vc0剪力按下式计算剪力按下式计算延性墩柱的底部区域为潜在塑性铰区域延性墩柱的顶、底部区域均为潜在塑件铰区域桥墩正截面抗弯承载力超强系数，取墩柱净长度5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.6 能力保护构件计算能力保护构件计算(2)延性墩柱沿横桥向延性墩柱沿横桥向Vc0剪力设计值分两种

34、情况计算剪力设计值分两种情况计算延性墩柱的底部区域为潜在塑性铰区域延性墩柱的顶、底部区域均为潜在塑件铰区域5.3 桥梁地震作用计算桥梁地震作用计算5.3.6 能力保护构件计算能力保护构件计算(3)延性桥墩盖梁的弯矩设计值延性桥墩盖梁的弯矩设计值Mp0可按下式可按下式计算计算(4)延性桥墩盖梁的剪力设计值延性桥墩盖梁的剪力设计值Vc0可按下式可按下式计算计算(5)梁桥根底沿顺桥向、横桥向的弯矩、剪力和轴力设计值应根据墩柱底部可能出现塑梁桥根底沿顺桥向、横桥向的弯矩、剪力和轴力设计值应根据墩柱底部可能出现塑性铰处沿顺桥向、横桥向的弯矩承载力性铰处沿顺桥向、横桥向的弯矩承载力(考虑超强系数考虑超强系

35、数)、剪力设计值和墩柱最不利轴、剪力设计值和墩柱最不利轴力来计算。力来计算。5.4 桥台水平地震作用桥台水平地震作用 作用于桥台上的水平地震作用包括台身水平地震力、台背主动土压力以及上部构造作用于桥台上的水平地震作用包括台身水平地震力、台背主动土压力以及上部构造对桥台顶面处产生的水平地震力。对桥台顶面处产生的水平地震力。E1地震作用抗震设计阶段，应考虑地震时动水压力和主动土压力的影响，在地震作用抗震设计阶段，应考虑地震时动水压力和主动土压力的影响，在E2地震地震作用抗震设计阶段，一般不予考虑。桥台地震作用可按静力法确定。作用抗震设计阶段，一般不予考虑。桥台地震作用可按静力法确定。(1)桥台的水

36、平地震作用桥台的水平地震作用作用于台身重心处的水平地震作用力作用于台身重心处的水平地震作用力(kN)；根底顶面以上台身的重力根底顶面以上台身的重力(kN)。5.4 桥台水平地震作用桥台水平地震作用(2)粘性土的地震土压力粘性土的地震土压力?桥梁抗震细那么?附录D给出了关于粘性土的地震土压力计算公式。当桥台后填土无粘性时，地震时作用于桥台台背的主动土压力也可按以下简化公式计算：非地震条件下作用于台背的主动土压力系数，按下式计算5.4 桥台水平地震作用桥台水平地震作用(3)地震动水压力地震动水压力 地震动水压力实质上是构造与水的相互作用问题，地震时水所产生的附加惯性力在高烈度区是相当可观的，不容无

37、视。?公路抗震标准?规定：位于常水位水深超过5m的实体桥墩、空心桥墩的抗震设计，应计入地震动水压力。5.5 支座水平地震作用支座水平地震作用(1)顺桥向水平地震作用由固定支座承担，所承受的水平地震作用为上部构造的水平地震顺桥向水平地震作用由固定支座承担，所承受的水平地震作用为上部构造的水平地震力减去活动支座的水平摩擦力：力减去活动支座的水平摩擦力：为使支座具有足够的传力能力，在进展支座部件设计时，必须确定作用在支座上的水平力。(2)横桥向的活动支座等同于固定支座，横桥方向的水平地震作用由活动支座和固定支座横桥向的活动支座等同于固定支座，横桥方向的水平地震作用由活动支座和固定支座共同承受，所承受的水平地震作用为：共同承受，所承受的水平地震作用为：5.6 桥梁构造抗震验算桥梁构造抗震验算5.6 桥梁构造抗震验算桥梁构造抗震验算