第三章橋梁抗震概論

第三章橋梁抗震概論3.1橋梁結(jié)構(gòu)抗震設防標準總目標

橋梁抗震的目標是減輕橋梁工程的地震破壞，保障人民生命財產(chǎn)的安全，減少經(jīng)濟損失。因此，既要使震前用于抗震設防的經(jīng)濟投入不超過我國當前的經(jīng)濟能力，又要使地震中橋梁的破壞程度限制在人們可以承受的范圍內(nèi)。換言之，需要在經(jīng)濟與安全之間進行合理的平衡，這是橋梁抗震設防的合理安全度原則?？拐鹪O防的目標地震是一種隨機性極強的自然災害，不可能保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的絕對安全，也不可能不抗震設防，如何辦？使用壽命期內(nèi)對不同頻度和強度的地震，要求結(jié)構(gòu)具有不同的抵抗能力，使設計的結(jié)構(gòu)在未來地震作用下發(fā)生破壞的概率為社會所接受，同時為當前的經(jīng)濟條件所允許。合理的抗震設計應滿足經(jīng)濟和安全之間的合理平衡，三水準（中國）抗震設防的目標具體通過“三水準”的抗震設防要求和“兩階段”的抗震設計方法實現(xiàn)。三水準：“小震不壞”“中震可修”“大震不倒”;地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期眾值烈度(Im)小震63.2%50年基本烈度(I0)中震10%475年罕遇烈度(Is)大震2-3%1642-2475年一般關(guān)系烈度：Im=I0-1.55,Is<=I0+1

地震重現(xiàn)期：T=-T0/In(1-P)；抗震設防的目標水準涵義要求第一水準小震不壞當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用第二水準中震可修當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用第三水準大震不倒當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞E1地震作用：工程場地重現(xiàn)期較短的地震作用，對應于第一級設防水準。E2地震作用：工程場地重現(xiàn)期較長的地震作用，對應于第二級設防水準。各類橋梁的抗震設防目標☆☆☆但對抗震救災以及在經(jīng)濟、國防上具有重要意義的橋梁或破壞后修復（搶修）困難的橋梁，可按國家批準權(quán)限，報請批準后，提高設防類別。各類橋梁的抗震設防類別的適用范圍“兩階段”抗震設計方法第一階段設計(E1地震作用)：以小震作用效應和其它荷載效應的基本組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈性變形：滿足第一水準抗震設防目標的要求：第二階段設計(E2地震作用)：在大震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準抗震設防的要求。說明：第二水準的設防要求，是通過概念設計和構(gòu)造措施來滿足的，對大多數(shù)結(jié)構(gòu)．可只進行第一階段設計；只有對《公路橋梁抗震設計細則》所規(guī)定的部分結(jié)構(gòu)，如有特殊要求的橋梁和地震時易倒塌的結(jié)構(gòu)以及有明顯薄弱層的不規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)，才進行第二階段的抗震驗算抗震設防烈度橋梁等級各類公路橋梁抗震設防烈度b.對于基本烈度為7、8、9度地區(qū)的公路工程按《抗震設計細則》進行抗震設計，9度以上地區(qū)的橋梁和有特殊要求的大跨徑或特殊橋梁，其抗震設計應作專門研究。c.對于跨徑不超過150米的鋼筋砼和預應力砼梁橋、圬工或鋼筋砼拱橋的抗震設計按規(guī)范進行抗震設計，斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋必須進行專門抗震設計計算；a.抗震設防烈度為6度及6度以上地區(qū)的公路橋梁，必須進行抗震設計；各類公路橋梁抗震設防措施等級附一：地基的抗震設計——場地什么是場地？場地指工程群體所在地，具有相似的反應譜特征，其范圍相當于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或不小于1.0平方公里的平面面積。為什么需要考慮場地的影響歷史震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在具有不同工程地質(zhì)條件的建筑場地上，建筑物在地震中的破壞程度明顯不同。從破壞性質(zhì)和工程對策角度，地震對結(jié)構(gòu)的破壞作用可分為兩種類型：地基失效和場地的震動作用。地基失效：指造成建筑破壞的直接原因是由于場地和地基穩(wěn)定性引起的。一般通過場地選擇和地基處理來減輕地震災害的。場地和地基的破壞作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌為什么需要考慮場地的影響場地的地震動作用：指由于強烈地面運動引起地面設施振動而產(chǎn)生的破壞作用。主要途徑是合理的進行抗震和減震設計和采取減震措施，為此要確定工程場地的設計地震動參數(shù)。地段劃分

地段類別

地質(zhì)、地形、地貌

有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等

不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如古河道、疏松的斷破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基）等

危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位

水邊地的地下水位較高，土質(zhì)也較松軟，容易在地震時產(chǎn)生土壤滑動或地層液化。

山坡地在地震時會產(chǎn)生土壤滑動用另外的土石來填補地基，常有土壤密實度不足情形，導致建筑物在地震時產(chǎn)生傾斜、沉陷。

沖積地的土質(zhì)松軟，地震時容易塌陷，如果此處有地下水層，還容易發(fā)生液化。臨近懸崖

谷地或低地泥石流地裂地段選擇原則選擇有利地段；避開不利地段，當無法避開時，應采取適當?shù)目拐鸫胧徊辉谖ｋU地段建設。場地土及場地覆蓋層厚度場地土：指在場地范圍內(nèi)的地基土。即使在同一烈度區(qū)，場地土質(zhì)條件的不同，建筑物的震害又有很大差異。一般規(guī)律：軟弱地基與堅硬地基相比，自振周期長，振幅大，振動持續(xù)時間長，震害也重，同時易產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)?！叭硕▌偬臁钡乃枷朐跇蛄航Y(jié)構(gòu)抗震設計中并不適用場地剪切波速和覆蓋層厚度需要對不同橋梁場地按照其對橋梁地震作用的強弱和特征分類，以便根據(jù)不同的橋梁場地類別采用相應的設計參數(shù)進行橋梁的抗震設計。橋梁工程場地按地震對橋梁的影響劃分為4類，橋梁工程場地分類指標為場地剪切波速（或場地土類型）和覆蓋層厚度。:土層的等效剪切波速:計算深度（m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值:剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間:計算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m):計算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s):計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)場地覆蓋層厚度的確定一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面；當?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的下臥土層，且下臥土層的剪切波速不小于400m/s時，可按地面至該下臥土層頂面的距離確定；剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層；土層中的火山巖硬夾層，應視為剛體，其厚度應從覆蓋土層中扣除。場地類別－表中數(shù)據(jù)為場地覆蓋層厚度斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震時可能產(chǎn)生新的錯動，使建筑物遭受較大的破壞，屬于地震危險地段。建設時應避開。發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的地段主要在高烈度區(qū)，全新世以來經(jīng)常活動的斷裂上面。

15-80

3-15

30-50

0ⅣⅢⅡⅠ等效剪切波速（m/s）場地類型例題：已知某橋梁場地的鉆孔地質(zhì)材料如下表所示，試確定場地的類別。解：(1)確定覆蓋層厚度：因為地表下7.5m以下的土層的剪切波速度vs=520m/s>500m/s，故d0=7.5m。

(2)計算剪切波速查表知vse在250-500m/s之間，且d0>5m，故屬于II類場地

土層底部深度(m)土層厚度(m)巖土名稱(m)土層剪切波速(m/s)1.51.5雜填土1803.52.0粉土2407.54.0細沙31015.58.0礫沙520場地類別橋梁工程場地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時，應對斷裂的工程影響進行評價：對符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯動對橋梁的影響：抗震設防烈度小于8度；非全新活動斷裂；抗震設防烈度為8度和9度時，前第四紀基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。對不符合本條1款規(guī)定的情況，應避開主斷裂帶。其避讓距離不宜小于對發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。A類橋梁應盡量避開主斷裂，抗震設防烈度為8度和9度的地區(qū)，其避開主斷裂的距離為橋墩邊緣至主斷裂帶外緣不宜小于300和500mA類橋梁以下橋梁宜采用跨徑較小便于修復的結(jié)構(gòu)當橋位無法避開發(fā)震斷裂時，宜將全部橋墩臺布置在斷層的同一盤(最好是下盤)上。

地基在地震作用下的穩(wěn)定性對基礎及上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是比較敏感的，因此確保地震時地基基礎能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳下來的豎向和水平地震作用以及傾覆力矩而不發(fā)生過大變形和不均勻沉降是地基基礎抗震設計的基本要求。地基基礎抗震設計的一般要求同一結(jié)構(gòu)單元不宜設置在性質(zhì)截然不同的地基土層上；同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分采用樁基；地基有軟弱土、可液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時，宜加強基礎的整體性和剛性；根據(jù)具體情況，選擇對抗震有利的基礎類型，在抗震驗算時應盡量考慮結(jié)構(gòu)、基礎和地基的相互作用影響，使之能反映地基基礎在不同階段上的工作狀態(tài)。附二：

天然地基與基礎的抗震驗算地基抗震驗算效應組合地基抗震驗算時，應采用地震作用效應與永久作用效應組合天然地基在地震作用下的抗震承載力驗算地基土抗震承載力地震是偶發(fā)事件，地基抗震承載力安全系數(shù)可比靜載時降低；多數(shù)土在有限次的動載下，強度較靜載下稍高。faE：調(diào)整后的地基抗震承載力設計值：地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)fa：深寬修正后的地基承載力特征值天然地基在地震作用下的抗震承載力驗算地基土抗震承載力巖土名稱和性狀巖石，稍密的碎石土，密實的礫、粗、中砂，的粘性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實和中密的細、粉砂的粘性土和粉土1.3稍密的細、粉砂，的粘性土和粉土，新近沉積的粘性土和粉土1.1淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土1.0地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)附三：液化土與軟土地基地基土的液化什么是液化：處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用時將趨于密實，使空隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時間內(nèi)，這種急劇上升的空隙水壓力來不及消散，使有效壓力減小，當有效壓力完全消失時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時，土體完全失去抗剪強度而顯示出近于液體的特性。影響場地土液化的主要因素：土層的地質(zhì)年代；土層的土粒的組成和密實程度；砂土層埋置深度和地下水位深度；地震烈度和地震持續(xù)時間。地基土液化的判別液化判別的一般原則和處理對存在飽和砂土和粉土（不含黃土）的地基，除6度外，應進行液化判別；存在液化土層的地基，應根據(jù)橋梁的抗震設防類別、地基液化等級，結(jié)合具體情況采取相應措施；初步判斷以地質(zhì)年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土層厚度等作為判斷條件；地質(zhì)年代為第四紀晚更新世（Q3）及以前時，7、8度可判為不液化；當粉土的粘粒（粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率在7、8和9度時分別大于10、13和16可判為不液化；液化的判別初步判斷采用天然地基的建筑，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響。:上覆非液化土層厚度（m)，計算時宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；:基礎埋置深度(m),不超過2m時采用2m；:地下水位深度（m)，宜按橋梁使用期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；:液化土特征深度（m)9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別液化土特征深度液化的判別1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進一步判別區(qū)1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進一步判別區(qū)粉土砂土假定基礎埋深db=2時，以上3個公式可用圖表示為：3.2.3液化土與軟土地基液化的判別標準貫入試驗判別（細判）鉆孔至試驗土層上15cm處,用63.5公斤穿心錘，落距為76cm，打擊土層，打入30cm所用的錘擊數(shù)記作N63.5，稱為標貫擊數(shù)。用N63.5與規(guī)范規(guī)定的臨界值Ncr比較來確定是否會液化。:地下水位深度（m):飽和土標準貫入試驗點深度（m):粘粒含量百分率，當小于3或是砂土時，均應取3:液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值液化指數(shù)與液化等級同一烈度下，液化層的厚度愈厚愈淺，地下水位愈高，實測標準貫入錘擊數(shù)與臨界標準貫入錘擊數(shù)相差愈大，液化愈嚴重，帶來的危害也愈大。液化指數(shù)（判斷液化的定量指標）:判別深度內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點總數(shù)；:分別為i點標準貫入錘擊數(shù)的實測值和臨界值，當實測值大于臨界值時取臨界值的取值；:第i點所代表的土層厚度（m)；:第i層考慮單位土層厚度的層位影響權(quán)系數(shù)，0-5m，取10，20m取0。液化指數(shù)與液化等級由液化指數(shù)，按下表確定液化等級判別深度20m時的液化指標判別深度15m時的液化指標

嚴重

中等

輕微液化等級液化等級與相應的震害液化等級

地面噴水冒砂情況

對建筑物的危害情況輕微地面無噴水冒砂，或僅在洼地、訶邊有零星的噴水冒砂點危害性小，一般不致引起明顯的震害中等噴水冒砂可能性大，從輕微到嚴重均有，多數(shù)屬中等危害性較大，可造成不均勻沉陷和開裂，有時不均勻沉陷可達200mm嚴重一般噴水冒砂都很嚴重，地面變形很明顯危害性大，不均勻沉陷可能大于200mm，高重心結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生不允許的傾斜例題：某工程按照8度設防，其工程地質(zhì)年代屬Q(mào)4，鉆孔資料自上而下為：砂土層至2.1m，砂礫層至4.4m，細砂至8.0m，粉質(zhì)粘土層至15m；砂土層及細砂層黏粒含量均低于8%；地下水位深度1.0m；基礎埋深1.5m；設計地震場地分組屬于第一組，試驗結(jié)果見下表。試對該工程場地液化可能做出評價。測點測源深度dsi(m)標貫值Ni測點土層厚di(m)標貫下限值Ncridi中點的深度Zi(m)WiIlE11.451.19.41.55105.1525.071.1134.95105.0836.0111.0146.091.9347.0161.015解：(1)初判Q4；基礎埋深db=1.5m，液化土特征深度d0=8.0m，上層非液化土du=0.0m，地下水位深度dw=1.0m，則d0+db-3=6.5>dw=1.0md0+db-2=7.5>du=0.0m1.5d0+

2db-4.5=11.5>dw+

du=1.0mρc<13%故均不滿足不液化條件，需進一步判別。(2)標準貫入試驗判別取N0=10(8度，第一組)，

dw=1.0m，土體黏粒含量ρc=3，結(jié)合標準貫點所代表的土層厚度，計算標準貫入下限值?？梢姕y點4標貫值Ni>Ncri，為不液化土層。計算層位移影響函數(shù)：第一點，地下水位為1.0m，故上界為1.0m，故第二點，上界為砂礫層，故上界為4.4m，故第三點，第2-4點位于同一土層(細砂層)，第三點代表的土層厚度中點為6m，W3=9。依據(jù)公式計算各層液化指數(shù)，最終得到液化指數(shù)為12.16，液化等級為中等?？梢夯鼗目拐鸫胧┤肯鼗夯料莶捎脴痘鶗r，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度（不包括樁尖部分），應按計算確定，且對碎石土，礫、粗、中砂，堅硬粘性土和密實粉土尚不應小于0.5m，對其他非巖石尚不應小于1.5m；當液化土層較平坦、均勻時，可按下表選用抗液化措施地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或其它經(jīng)濟的措施可不采取措施可不采取措施D類全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對地基和上部結(jié)構(gòu)處理基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措施基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施C類全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對地基和上部結(jié)構(gòu)處理部分消除液化沉陷，或?qū)Φ鼗蜕喜拷Y(jié)構(gòu)處理AB類嚴重中等輕微地基的液化等級橋梁類別全部消除地基液化沉陷采用深基礎時，基礎底面埋入液化深度以下穩(wěn)定土層中的深度不小于1m采用加密法（如振沖、振動加密、砂樁擠密、強夯等）加固時，應處理至液化深度下界，且處理后土層的標準貫入錘擊數(shù)的實測值不宜大于相應的臨界值；用非液化土替換全部液化土層；采用加密法或換土法處理時，在基礎邊緣以外的處理寬度，應超過基礎底面下處理深度的1/2且不小于基礎寬度的1/5。部分消除地基液化沉陷處理深度應使處理后的地基液化指數(shù)減少，當判別深度為15m時，其值不宜大于4，當判別深度為20m時，其值不宜大于5；對獨立基礎與條形基礎，尚不應小于基礎底面下液化特征深度和基礎寬度的較大值。部分消除地基液化沉陷處理深度范圍內(nèi)，應挖除其液化土層或采用加密法加固，使處理后土層的標準貫入錘擊數(shù)實測值不小于相應的臨界值?；A邊緣以外的處理寬度與全部清除地基液化沉陷時的要求相同?；A和上部結(jié)構(gòu)處理選擇合適的基礎埋置深度；調(diào)整基礎底面積，減少基礎偏心；加強基礎的整體性和剛性；減輕荷載，增強上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，避免采用對不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式等；3.2橋梁工程抗震設計流程橋梁抗震設計的任務，是選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，并為結(jié)構(gòu)提供較強的抗震能力，具體包括以下三個方面：正確選擇能夠有效地抗震結(jié)構(gòu)形式；合理地分配結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量和阻尼等動力參數(shù)，以便最大限度地利用構(gòu)件和材料的承載和變形能力；正確估計地震可能對結(jié)構(gòu)造成的破壞，以便通過結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和其它抗震措施，使損失控制在限定的范圍內(nèi)。橋梁工程抗震設計的流程介紹流程中的關(guān)鍵步驟抗震概念設計地震反應分析抗震性能驗算抗震構(gòu)造設計完整的抗震設計流程3.2.2地震反應分析進行地震反應分析，正確預測地震對橋梁結(jié)構(gòu)的影響是進行橋梁抗震設計的基礎。橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應分析是一個抗震動力學問題。動力學問題都具有三個要素，即輸入（激勵）、系統(tǒng)、輸出（反應）。輸入（激勵）系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)）輸出（反應）動力學問題三要素地震反應分析就是已知地震輸入和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)求地震反應的問題。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應分析要解決三個關(guān)鍵問題：

確定合適的地震輸入；建立結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)學模型及振動方程：一般采用有限元方法將結(jié)構(gòu)離散化，建立橋梁結(jié)構(gòu)力學模型，然后確定各離散單元的力學特性，最終建立相應的地震振動方程；選擇合適的方法求解地震振動方程得到地震反應。結(jié)構(gòu)動力學正問題3.2地震動輸入的選擇(1)地震動輸入①直接利用強震記錄②采用人工地震加速度時程③規(guī)范標準化地震加速度時程加速度峰值的大小、波形和強震持續(xù)時間地震動輸入是進行結(jié)構(gòu)地震反應分析的依據(jù)。結(jié)構(gòu)的地震反應以及破壞與否，除和結(jié)構(gòu)的動力特性、彈塑性變形性質(zhì)、變形能力有關(guān)外，還和地震動的特性（幅值、頻譜特性和持續(xù)時間）密切相關(guān)。9．3橋梁抗震設計的地震荷載計算

（一）．反應譜方法

用于橋梁抗震設計的反應譜與建筑抗震設計的反應譜原理是相似的，只是表達方式不同，考慮的因素稍有差異。建筑抗震設計中，地震作用等于地震影響系數(shù)α乘以結(jié)構(gòu)重力荷載代表值，橋梁抗震設計將地震作用稱為地震荷載，將地震影響系數(shù)α分為兩項考慮。其一為地震系數(shù)K

其二為動力放大系數(shù)β（如下圖所示），從圖可見，橋梁抗震設計中，未考慮近震、遠震的影響。圖動力放大系數(shù)β

0.2

0.30.10.3

12345T(s)0.45

1.02.02.25βⅠ類場地Ⅱ類場地

Ⅲ類場地

Ⅳ類場地

0.7現(xiàn)說明圖9-1動力放大系數(shù)曲線的一些特征。

（1）公路工程將場地土分為四類，對應這四類場地，相應的動力放大系數(shù)β曲線有四條。四條β曲線下降拐點對應的周期即為場地的卓越周期Tg，分別為0.2s、0.3s、0.45s、0.7s。建筑抗震設計中的地震影響系數(shù)α曲線除了考慮四類場地的影響外，還考慮近震和遠震的影響，所以有八條α曲線，對應的場地卓越周期有八個。（2）當結(jié)構(gòu)的自振周期T≥Tg時，β曲線以不同的指數(shù)函數(shù)衰減，其衰減的速率與場地有關(guān)，硬場地上衰減較快，軟場地上衰減較慢。當結(jié)構(gòu)的周期較長時，β值很小，為了保證結(jié)構(gòu)具有最低限度的抗震能力，規(guī)定β的下限值為0.3。四條β曲線下降到0.3時的周期值分別為1.5s、2.35s、3.8s和6.5s左右。（3）當0.1s＜T≤Tg時，即結(jié)構(gòu)的自振周期與場地的卓越周期接近。地震統(tǒng)計資料表明，動力放大系數(shù)最大值βmax與場地類型無關(guān)。β曲線處于平臺段，取最大值βmax=2.25。（4）當T=0時，結(jié)構(gòu)為一剛性體系，結(jié)構(gòu)的振動與地面運動完全相同，因此β=1.0。（5）當0＜T≤0.1s時，β曲線在1與2.25之間線性變化。（二）加速度時程法

（1）加速度時程法是當前在地震工程中獲得最廣泛應用的動力分析方法之一。在應用加速度時程法時，要選擇適當?shù)牡卣鸩ㄗ鳛檩斎?。但是，由于受我國地震觀測的客觀條件的限制，在國內(nèi)取得的強震加速度記錄很少，并且多為小震級或是遠場的，不能滿足工程中的多方面要求。（2）在隨機振動理論中，一個困難是，實際可以得到的、而且又滿足同一集系的地震動次數(shù)常常過少，使嚴格的統(tǒng)計分析難以進行；且地震是稀有的自然事件，非人力資源所能制造產(chǎn)生。3.3.4地震動輸入模式

①在地震反應分析中，地震動一般分別沿兩個最不利方向

縱橋向和橫橋向輸入。而且縱橋向或橫橋向地震力驗算是分別進行的，不考慮正交地震力的合成。②拱橋和位于烈度為9度區(qū)的懸臂結(jié)構(gòu)應考慮豎向地震力作用，其地震力系數(shù)為水平向的0.5倍；其余一般不考慮。③地震動的輸入方式可分為同步、不同步多點輸入。對于中、小橋梁，可假設所有支承點上的水平地面運動都是相同的，因而進行同步輸入。對于橋梁長度（或單跨跨度)很大的橋梁，各支承點可能位于顯著不同的場地土上，由此導致各支承處輸入地震動的不同,在地震反應分析中就要考慮多支承不同激勵,簡稱多點激振。即使場地土情況變化不大,也可能因地震動沿橋縱軸向先后到達的時間差,引起各支承處輸入地震時程的相位差,簡稱行波效應。3.3.5地震作用分量選取與組合《細則》規(guī)定各類橋梁結(jié)構(gòu)的地震作用，應按下列原則考慮：（1）一般情況下，公路橋梁可只考慮水平向地震作用，直線橋可分別考慮順橋向X和橫橋向Y的地震作用；抗震設防烈度為8度和9度的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，以及豎向作用引起的地震效應很重要時，應同時考慮順橋向X、橫橋向Y和豎向Z的地震作用。（2）采用反應譜法或功率譜法同時考慮三個正交方向(水平向X、Y和豎向Z)的地震作用時，可分別單獨計算X向地震作用產(chǎn)生的最大效應EX，Y向地震作用產(chǎn)生的最大效應EY，與Z向地震作用產(chǎn)生的最大效應EZ?？偟脑O計最大地震作用效應E按下式計算。SRSS法（3）當采用時程分析法時，應同時輸人三個方向分量的一組地震動時程計算地震作用效應。

橋梁地震作用的計算1.水平設計加速度反應譜抗震重要性系數(shù)

場地系數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù)

3.4抗震概念設計抗震概念設計是指根據(jù)地震災害和工程經(jīng)驗等獲得的基本設計原則和設計思想，正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，以達到合理抗震設計的目的。合理的抗震設計，要求設計出來的結(jié)構(gòu)，在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)抗震設防的目標。橋梁抗震概念設計階段的主要任務是選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系，從抗震的角度來看，理想的橋梁結(jié)構(gòu)體系布置應是：從幾何線形上看：是直橋，而且各墩高度相差不大。彎橋或斜橋會使地震反應復雜化，而墩高不等則導致橋墩剛度不等，從而造成地震慣性力的分配不均勻，對整體結(jié)構(gòu)的抗震不利。從結(jié)構(gòu)布局上看：上部結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，伸縮縫盡可能少；橋梁保持小跨徑；在多個橋墩上布置彈性支座；各個橋墩的強度和剛度在各個方向都相同；基礎是建造在堅硬的場地上。要求上部結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，并盡可能少用伸縮縫，主要是為了避免出現(xiàn)落梁。象簡支梁以及使用掛梁的橋梁，相對容易落梁，在地震區(qū)使用時應考慮采用防止落梁的構(gòu)造和裝置。要求橋梁保持小跨徑，主要是希望橋墩承受的軸壓水平較低，從而可以獲得更佳的延性。要求彈性支座布置在多個橋墩上，目的是為了把地震力分散到更多的橋墩。橋梁抗震設計基本思路：（1）抗震設計的重點不在理論分析上，而在于設計本身。（2）通過設計，應使橋梁結(jié)構(gòu)在任何地震動下都能按照設計工程師預期的模式反應。（3）能夠利用橋梁結(jié)構(gòu)的變形能力和耗能能力去適應預期的大地震，而且任何部位都不出現(xiàn)大的地震力。（4）對