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桥梁抗震的延性与隔震设计_从欧洲桥梁抗震规范探讨我国公路桥梁抗震规范的发展

桥梁抗震设计是保障桥梁结构在地震作用下安全性和功能性的关键环节。延性设计与隔震设计是当前桥梁抗震领域的重要技术手段，而欧洲桥梁抗震规范在这方面具有较高的技术水平和系统性，对我国公路桥梁抗震规范的发展提供了有益的参考。

欧洲桥梁抗震规范强调通过延性设计提高桥梁结构的抗震能力，即通过优化材料性能和构造细节，使桥梁在地震作用下能够产生塑性变形而不发生脆性破坏，从而吸收和耗散地震能量。同时，隔震设计作为一种有效的减震措施，通过在桥梁结构中设置隔震装置（如橡胶支座），将上部结构与地面运动部分隔离，显著降低地震输入能量，减少结构响应。这种设计理念不仅提高了桥梁的抗震安全性，还降低了维护成本。

对比我国现行公路桥梁抗震规范，虽然已引入了延性和隔震设计理念，但在具体实施和技术细节上仍存在改进空间。例如，我国规范对不同地震区划的具体要求尚需进一步细化，尤其是在高烈度地震区的特殊条件下，如何结合实际工程需求制定更具针对性的设计方法；此外，在隔震装置的选用、长期耐久性评估以及施工质量控制等方面，也需要加强研究和规范指导。

未来，我国公路桥梁抗震规范的发展应借鉴欧洲经验，注重以下几点：一是强化基于性能的抗震设计理念，明确不同抗震目标下的设计标准；二是完善隔震技术和延性设计的应用指南，提升规范的可操作性；三是结合我国地理环境和工程实践，开展更多抗震试验和数值分析，为规范修订提供科学依据。通过这些努力，我国公路桥梁抗震规范将逐步实现从经验型向科学型、精细化方向的转变，为桥梁工程的安全性和可持续发展奠定坚实基础。

砖砌体工程安全技术交底记录抗震规范探讨我国公路桥梁

【同济大学桥梁工程系，上海，200092

摘要以对比欧洲桥梁抗震设计规范与公路工程抗震设计规范的方式，就欧洲桥梁抗震设计规范的应 用范围、基本要求、依照标准、地震作用、分析方法、延性与隔震设计方法等方面作简单介绍.对我国公路 桥梁抗震规范发展方向进行了探讨，并提出延性与隔震设计方法应是桥梁抗震设计的主要方法，

关键词抗震规范；延性；隔震 中图法分类号 TU442

目前我国公路桥梁抗震设计规范（JTJ004一89)是自1986年起至1989年止，由交通部 公路规划设计院会同有关设计、科研和高等院校等单位对1977年发布的《公路工程抗震设 计规范》进行修订而成的.有关桥梁部分增加了使用橡胶支座的梁桥、弯桥、动水压力、动土 压力、连孔拱桥等的地震荷载设计计算公式；修订了反应谱曲线.与原规范相比有较大的修改 和补充，有许多独到之处 近几年来，随着我国经济的加速发展，大、中型桥梁，特别是斜拉桥的建设发展迅猛，同 时使用的混凝土强度也在不断增加，城市高架桥梁朝着轻型美观发展，因此对公路桥梁抗震 规范的试用范围提出了更高的要求.另一方面对于即使满足规范适用范围内的跨径不超过 150m的钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥、坛工或钢筋混凝土拱桥的抗震设计，要满足总则 第1.0.3条的规定，在实践操作上也是难以实施的，这是因为我国目前实行的规范，采用了 与延性有关的综合影响系数C.值进行地震荷载的折减后，只进行极限状态的抗震强度和稳 定性验算，而没有进行极限位移或延性的验算， 我国的公路规范虽然针对橡胶支座桥梁提出了地震荷载的设计计算公式，但对于提高 桥梁的抗震性能，从隔震的概念来看，还缺少必要的规定和设计方法， 新的欧洲桥梁抗震规范(Eurocode8:StructuresinSeismicRegions—Design，Part 2:Bridges）刚刚问世，本文将以对比的方式简要介绍欧洲桥梁抗震规范（以下简称欧规）并探 讨我国公路桥梁抗震规范（以下简称部规）的发展

欧规主要应用于由桥台或桥墩的弯曲来抵抗水平地震作用的抗震设计，它包括竖向或 接近竖向桥墩系统支承的桥梁上部结构，也可以应用于拱桥、斜拉桥等 部规适用于跨径不超过150m的钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥、号工或钢筋混凝土 拱桥的抗震设计

欧规：①极限状态：在发生设计地震后，桥梁将仍保持它结构整体性并且仍具有足够 的抗力，但桥梁的一些部件允许相当程度的损坏，以保证结构能维持紧迫的交通需要；②工 作限状态：在桥梁的设计年限内经历常遇地震后，设计用于耗能的部件应当仅产生次要破 坏，能维持正常交通或抢修后即可恢复交通 部规：在发生与之相当的基本烈度地震影响时，保证位于抗震危险地段桥梁不发生严重 破坏.

欧规：进行强度验算和能力设计(通过使用专门的耗能装置，或弯曲塑性铰的变形耗能) 部规：进行抗震强度和稳定性验算

欧规定义地震作用考虑以下两个方面： ，（1）在一点的地震运动特征； (2）空问变化的地震运动特征，并指出在下列两种情况下考虑地震运动的空间变 化；①桥梁大于200m并且有地质上的不连续或明显的不同地貌特征；②桥长大于600m 部规规定，计算桥梁地震荷载时，应分别考虑顺桥和横桥两个方向的水平地震荷载.对于 位于基本烈度为9度区的大跨径悬臂梁桥，还应考虑上、下两个方向竖向地震荷载和水平地 震荷载的不利组合

欧规则重于①分析模型，包括自由度的选择、质量的确定、单元刚度、土的模型、扭转作 用以及线性分析的性能乘子的确定等；②分析方法，即阐述反应谱法，基本模态法，功率谱 法，线性及非线性时域分析等方法及其应用条件范围， 部规则重于地震荷载的计算公式表达

欧规直接给出延性定义，弹性反应的地震力通过反应延性的性能系数来折减，并通过具 体的力学上的最低含箍率来保证结构或构件的延性.设计采用强度验算和位移控制， 部规没有直接定义延性的影响，通过定义综合影响系数C.值反映延性并对地震反应进 行折减。

2欧洲桥梁抗震规范中的延性与隔震设计方法

袁万城等：桥梁抗震的延性与隔震设计

关延性部分部规仅通过主要反映延性因素的综合影响系数来体现，没有考虑轴力的影响和 箍筋的约束作用，只是在构造措施上给出规定，即规定8度区柱式桥墩和排架桩墩加密区段 箍筋配置应符合：“圆形截面应采用螺旋式箍筋，其间距不大于10cm，箍筋直径不小于8mm 矩形截面的最小含箍率Pmin，顺桥向和横桥向均为0.3%.”有关隔震方面根本没有从设计概 念、设计方法上来阐述，至多在抗震措施中有所涉及，也只不过是作为一种安全储备而已.显 然这是很不够的，以下将简要介绍欧规有关延性与隔震设计中的主要内容. 欧规除直接给出延性定义和位移控制的设计方法外，为确保塑性铰区域的曲率或转动 延性，箍筋的数量根据力学上的含箍率来定义：

延性，箍筋的数量根据力学上的含箍率来定义： Wwd=pwfyd/fed 式中：fa是钢筋的屈服设计强度；fa是混凝土的设计柱体强度；pw是含箍率，根据下式来定 义： 矩形截面：pw=Aw/(sb);圆形截面：pw=4Ap/(ds) 式中：A是约束方向箍筋的总有效面积；s是沿纵向箍筋的间距，应满足s≤纵向钢筋直径 的6倍，s≤混凝土核的最小尺寸的1/5；6是所测量的截面混凝土核心垂直于箍筋的箍筋外 边间的距离；d.是圆形箍筋或螺旋箍筋环的直径；A是圆形或螺旋箍筋环的面积 最低力学上的含筋率根据下式来确定： Ac 矩形截面：0wd≥1.3(0.15+0.01μ)

Wwdpwfyd/ fed

是约束方向箍筋的总有效面积；s是沿纵向箍筋的间距，应满足s≤纵向钢筋 混凝土核的最小尺寸的1/5；6是所测量的截面混凝土核心垂直于箍筋的箍 ；d.是圆形箍筋或螺旋箍筋环的直径；A是圆形或螺旋箍筋环的面积， 学上的含筋率根据下式来确定：

矩形截面：0wd≥1.3(0.15+0.01μe) Ac (nk+0.08)≥0.12 Acc Ae 圆形截面：0wd≥1.9(0.15+0.01μ) (nk+0.08)≥0.18 A

其中：A。是截面混凝土的毛面积；Ac.是截面的核心混凝土面积；μ.≥15为要求的曲率延 性；n是柱的轴压力比. 目前规范常用的方法是等效线性动力分析.性能系数反映结构的延性，用来修改线性分 析的结果，一般认为是合理的.桥梁结构的性能系数α是根据在地震作用下延性水平来确 定，如附图所示.根据结构是延性的、有限延性的、基本上是弹性的来给出桥梁部件性能系数 的最大值（附表），并且说明表中α系数只有当轴压力比n不超过0.4时有效，当 0.4

附表性能系数q的最大值

计工程师提供一整套如何应用隔震概念进行隔震设计的规则温州市建设项目海绵设施质量验收技术导则（试行），其内容包括设计范围，设计地 震作用，分析方法，隔震系统与结构的模拟，桥梁结构和隔震系统的验算.最后用专门一节来 描述桥梁橡胶支座的一般要求、总的设计剪切应变和支座本身的设计标准

3我国公路桥梁抗震规范发展方向的探讨

通过比较欧洲桥梁抗震规范与我国公路桥梁抗震规范，尽管形式和内容有较 和要求是一致的，为了进一步完善我国公路桥梁抗震规范，在以下几方面我价 工作

3.1桥梁抗震设计规范的范围应有所

随着我国公路桥梁的迅速发展给水排水设计手册 续册1 材料设备，特别是大、中型的斜拉桥、高速公路或环线高架的异型 长桥的发展急需要有抗震设计规范.至少应有抗震设计指南，如地震作用，结构质量，刚度模 拟，分析方法，荷载组合以及避免脆性破坏的抗震要求与措施

3.2延性与隔震应作为抗震设计的主要方法与依据