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摘要：本文对公路桥梁抗震细则进行了分析，并例举实际案例进行说明解析，以供大家借鉴参考。
关键词：公路桥梁 抗震设计 细则
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：
前言
公路桥梁是交通重要通道，在抗震救灾过程中更是发挥重要作用。在地震中，一些公路桥梁也会受到不同程度的损坏。让我们感印象最深的是四川汶川发生 8.0 级大地震，交通中断，桥梁崩塌，造成了极大经济损失。
一地震对桥梁的破坏
1上部结构的破坏
上部结构自身因直接受地震力而破坏的现象极为少见，但因支撑面过小、支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁现象在破坏性地震中常有发生。而在落梁破坏中，顺桥向的落梁占绝大多数。梁在顺桥向发生坠落时，梁端撞击下部结构常常使桥墩受到很大的破坏。要避免上部结构的破坏，应该从如何使梁与支撑连接件连接更可靠、使下部结构以及基础更稳定、变形更小来考虑。
2支座的破坏
桥梁支座是桥墩与梁体联系、传力的关键部位，它的破坏直接影响到梁体和桥墩。强大的地震力导致支座连接件的破坏，严重的造成桥梁上下部结构失去联系，引起落梁。支座的破坏形式主要表现为支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏。地震中桥梁支座的破坏较为普遍。
3下部结构的破坏
下部结构的震害是由于受到较大水平地震力瞬间反复的震动，引起下部结构损坏，轻微的破坏造成混凝土保护层剥落、墩台身开裂和纵向钢筋屈曲等，严重的破坏造成墩台的严重倾斜、剪断或折断、倒塌等。公路桥梁中广泛采用的钢筋混凝土柱式墩，在历次地震中的破坏大多发生在盖梁下方或柱身与基础的连接处。
4基础的破坏
扩大基础自身的震害很少发生，主要由于地质条件不良而出现基础沉降、滑移和倾斜等；桩基础的破坏现象则时有发生，而且不易及早发现。基础是直接建在地基上的，因此选择合适的桥位能给桥梁抗震减少很多的麻烦。
二桥梁抗震设防标准
过去几十年里, 研究者和工程师都提出分级抗震设防的原则: 即小震不坏; 中震发生有限的结构或非结构构件的破坏; 大震发生严重的结构和非结构构件的破坏, 但不产生严重的人员伤亡; 而在可能袭击工程场地最严重的地震作用下,结构不倒塌。这些基本的结构性能目标至今仍被大多数的设计规程所采用。但传统的作法是, 只针对单一的地震作用水平进行结构的抗震设计,现在的问题是针对每一个目标都给出相应的具体设计程序。这样一来, 就需要对目前实际上还是单一水准强度抗震设计原则进行修订, 采用多水准、多设防目标和多阶段的抗震设计原则。
公路桥梁抗震设计细则6( JT G / T B02 -01)2008) 參照国外桥梁抗震设防的性能目标要求, 同时考虑了和5公路工程抗震设计规范6( JT J004- 89)中桥梁抗震设防性能目标要求的延续性和一致性, 规定: A 类桥梁的抗震设防目标是中震( E1 地震作用, 重现期约为 475 年) 不坏, 大震( E2 地震作用, 重现期约为 2000 年) 可修; B、C类桥梁的抗震设防目标是小震( E1 地震作用, 重现期约为 50~ 100 年) 不坏, 中震( 重现期约为475 年) 可修, 大震 ( E2 地震作用, 重现期约为2000 年) 不倒; D 类桥梁的抗震设防目标是小震( 重现期约为 25 年) 不坏。
三《公路桥梁抗震设计细则》难点、重点
1抗震概念设计
根据地震灾害和工程经验等归纳的基本设计原则和设计思想，进行桥梁结构总体布置、确定细部构造的过程。
2弹性抗震设计
不允许桥梁结构发生塑性变形，用构件的强度作为衡量结构性能的指标，只需校核构件的强度是否满足要求。
3延性抗震设计
允许桥梁结构发生塑性变形，不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，同时要校核构件的延性能力是否满足要求。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、梁体和结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。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。
4公路桥梁抗震性能评价与抗震加固、设计技术
从总体上看，原《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）的抗震设防分类和设防标准是基本合理的。
公路桥梁分为 A、B、C、D 四个抗震设防类别，其中 A类为单跨跨径超过 150 米的特大桥，B 类涵盖了原规范的 A、B 类，C、D 类同原规范一致。 设防标准基本维持和原规范相当的水平。 但本细则在抗震设计方法上有大的改变，采用两水平设防，两阶段设计。第一阶段采用弹性抗震设计；第二阶段采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原则。通过第一阶段的抗震设计，即对应 E1 地震作用的抗震设计， 可达到和原规范基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，来保证结构具有足够的延性能力，通过验算，确保结构的延性能力大于延性需求。 通过引入能力保护设计原则，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，确保结构具有足够的位移能力。
四新标准实施中可能遇到的疑难问题与解决措施
1抗震设计是对桥梁设计基准期内可能发生的地震的一种预先考虑并通过设计及措施以达到所希望的桥梁性能。
2抗震加固是对遭受地震损伤的桥梁，在情势紧迫条件下的处治措施。
3抗震设计和抗震加固是在某种安全富余程度下桥梁能力和抗震需求的比较。 涉及概率论、结构动力学等诸多学科的专业知识。
4地震发生时间、地点、震级、序列（余震）构成难以预测。
5抗震规范的编写是被动、滞后于地震震害的。
6抗震设计规范的局限与不完善以及对其理解、识知和执行程度的差异。
7抗震加固是对地震受损桥梁的一种处治措施,其他处置措施还包括废弃、不处理而限制使用拆除重建。
8抗震加固应包括震时的应急措施，以达到震时保通和防止损伤扩大倒塌。
9抗震加固应在科学评估的基础上进行，评估涉及到方法和程序等。
五某大桥的抗震措施设计
按照《细则》3．1．4 条规定，7 度抗震区的 B 类桥梁，应该按照 8 度抗震区抗震措施进行设计。
1纵向防落梁措施
《细则》第 11．2．1 条规定，简支梁梁端至墩、台帽或者盖梁边缘应有一定的距离，其最小值为 a≥70 + 0． 5L，式中 L 为梁的计算跨径( m) ，a 的单位为cm，这条规定比《89 规范》中要求的要严格，从汶川地震的震害规律来看，大量的落梁现象说明《89 规范》的规定偏小，不安全。汶川地震前，20m 跨径的空心板墩盖梁的宽度按照《89 规范》进行设计，为1．4m 宽，而按照《细则》的规定，秀水河大桥 20m 空心板的墩盖梁按照 1．65m 宽度进行设计。同时结汶川地震的震害规律，限制了在秀水河大桥中设计高垫石，因为梁板实际是搭接在垫石上面，而梁板与垫石搭接长度很小，地震过程中梁板很容易从垫石上面脱落，如果高差很大，就会砸坏盖梁，引起落梁。
2横向防落梁措施
桥梁挡块距离梁板边缘的距离按 5cm 考虑，挡块宽度不小于 30cm，盖梁端部悬出挡块外边缘10cm。板边与挡块边缘的距离以往按照 2．5cm 进行控制，该规定与《细则》的思想有些相悖: 如 20m跨径空心板桥，支座选用 6．3cm，其橡胶层的厚度为4．5cm，也就是允许橡胶支座在 E2 时候发生 4．5cm的变形，如果板边与挡块边缘的距离按照 2．5cm 进行控制，就限制了支座的正常变形，使地震力过早的通过挡块传给下部结构，对下部结构不利。按照5cm 进行设计的话，既不会限制支座的正常变形，又会在过大的横向变形情况下，阻止横向落梁。挡块是阻止横向落梁的主要措施，挡块的横向尺寸不应小于 30cm。为使挡块的主筋与盖梁的主筋能够更好的结合，特将挡块向盖梁内侧移 10cm，确保两者能够结合良好，内移 10cm 后，增加了安全距离，减小了横向落梁的可能性。
3空心板的板端设置弹性橡胶块( 厚度 1cm)强震作用下，空心板板端之间、板端与背墙之间将发生互相碰撞，为了确保空心板与背墙不会在地震中相互碰撞破坏，在板端均设置了弹性橡胶块。
4加强的螺旋箍筋的设置
新抗震设计细则允许墩柱发生较大的塑性变形，利用墩柱的塑性变形耗散地震力，但必须确保墩柱不会出现脆性破坏。墩柱的螺旋箍筋对塑性铰区的混凝土会产生套箍效应，提高塑性铰区混凝土的变形能力。以往的墩柱螺旋箍筋都是直径为8mm 的一级钢，加密段箍筋间距为 10cm，按照《细则》要求，秀水河大桥墩柱潜在塑性铰区的螺旋箍筋都是按照直径 14mm 的二级钢，加密段箍筋间距为 8cm。大大的增强了墩柱潜在塑性铰区的变形能力。
新《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T02-01B2008）的颁布对公路桥梁抗震起到了保障作用，将推动我国公路桥梁抗震设计技术的进一步发展，使我国的桥梁抗震设计水平达到一个新的高度。
参考文献
① 范立础, 王君杰. 桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[ J] . 地震工程与工程振动, 2011
② 张力，桥梁延性与减隔震设计方法应用研究[ J] . 公路工程,2012
关键词：公路桥梁 抗震设计 细则
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：
前言
公路桥梁是交通重要通道，在抗震救灾过程中更是发挥重要作用。在地震中，一些公路桥梁也会受到不同程度的损坏。让我们感印象最深的是四川汶川发生 8.0 级大地震，交通中断，桥梁崩塌，造成了极大经济损失。
一地震对桥梁的破坏
1上部结构的破坏
上部结构自身因直接受地震力而破坏的现象极为少见，但因支撑面过小、支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁现象在破坏性地震中常有发生。而在落梁破坏中，顺桥向的落梁占绝大多数。梁在顺桥向发生坠落时，梁端撞击下部结构常常使桥墩受到很大的破坏。要避免上部结构的破坏，应该从如何使梁与支撑连接件连接更可靠、使下部结构以及基础更稳定、变形更小来考虑。
2支座的破坏
桥梁支座是桥墩与梁体联系、传力的关键部位，它的破坏直接影响到梁体和桥墩。强大的地震力导致支座连接件的破坏，严重的造成桥梁上下部结构失去联系，引起落梁。支座的破坏形式主要表现为支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏。地震中桥梁支座的破坏较为普遍。
3下部结构的破坏
下部结构的震害是由于受到较大水平地震力瞬间反复的震动，引起下部结构损坏，轻微的破坏造成混凝土保护层剥落、墩台身开裂和纵向钢筋屈曲等，严重的破坏造成墩台的严重倾斜、剪断或折断、倒塌等。公路桥梁中广泛采用的钢筋混凝土柱式墩，在历次地震中的破坏大多发生在盖梁下方或柱身与基础的连接处。
4基础的破坏
扩大基础自身的震害很少发生，主要由于地质条件不良而出现基础沉降、滑移和倾斜等；桩基础的破坏现象则时有发生，而且不易及早发现。基础是直接建在地基上的，因此选择合适的桥位能给桥梁抗震减少很多的麻烦。
二桥梁抗震设防标准
过去几十年里, 研究者和工程师都提出分级抗震设防的原则: 即小震不坏; 中震发生有限的结构或非结构构件的破坏; 大震发生严重的结构和非结构构件的破坏, 但不产生严重的人员伤亡; 而在可能袭击工程场地最严重的地震作用下,结构不倒塌。这些基本的结构性能目标至今仍被大多数的设计规程所采用。但传统的作法是, 只针对单一的地震作用水平进行结构的抗震设计,现在的问题是针对每一个目标都给出相应的具体设计程序。这样一来, 就需要对目前实际上还是单一水准强度抗震设计原则进行修订, 采用多水准、多设防目标和多阶段的抗震设计原则。
公路桥梁抗震设计细则6( JT G / T B02 -01)2008) 參照国外桥梁抗震设防的性能目标要求, 同时考虑了和5公路工程抗震设计规范6( JT J004- 89)中桥梁抗震设防性能目标要求的延续性和一致性, 规定: A 类桥梁的抗震设防目标是中震( E1 地震作用, 重现期约为 475 年) 不坏, 大震( E2 地震作用, 重现期约为 2000 年) 可修; B、C类桥梁的抗震设防目标是小震( E1 地震作用, 重现期约为 50~ 100 年) 不坏, 中震( 重现期约为475 年) 可修, 大震 ( E2 地震作用, 重现期约为2000 年) 不倒; D 类桥梁的抗震设防目标是小震( 重现期约为 25 年) 不坏。
三《公路桥梁抗震设计细则》难点、重点
1抗震概念设计
根据地震灾害和工程经验等归纳的基本设计原则和设计思想，进行桥梁结构总体布置、确定细部构造的过程。
2弹性抗震设计
不允许桥梁结构发生塑性变形，用构件的强度作为衡量结构性能的指标，只需校核构件的强度是否满足要求。
3延性抗震设计
允许桥梁结构发生塑性变形，不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，同时要校核构件的延性能力是否满足要求。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、梁体和结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。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。
4公路桥梁抗震性能评价与抗震加固、设计技术
从总体上看，原《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）的抗震设防分类和设防标准是基本合理的。
公路桥梁分为 A、B、C、D 四个抗震设防类别，其中 A类为单跨跨径超过 150 米的特大桥，B 类涵盖了原规范的 A、B 类，C、D 类同原规范一致。 设防标准基本维持和原规范相当的水平。 但本细则在抗震设计方法上有大的改变，采用两水平设防，两阶段设计。第一阶段采用弹性抗震设计；第二阶段采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原则。通过第一阶段的抗震设计，即对应 E1 地震作用的抗震设计， 可达到和原规范基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，来保证结构具有足够的延性能力，通过验算，确保结构的延性能力大于延性需求。 通过引入能力保护设计原则，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，确保结构具有足够的位移能力。
四新标准实施中可能遇到的疑难问题与解决措施
1抗震设计是对桥梁设计基准期内可能发生的地震的一种预先考虑并通过设计及措施以达到所希望的桥梁性能。
2抗震加固是对遭受地震损伤的桥梁，在情势紧迫条件下的处治措施。
3抗震设计和抗震加固是在某种安全富余程度下桥梁能力和抗震需求的比较。 涉及概率论、结构动力学等诸多学科的专业知识。
4地震发生时间、地点、震级、序列（余震）构成难以预测。
5抗震规范的编写是被动、滞后于地震震害的。
6抗震设计规范的局限与不完善以及对其理解、识知和执行程度的差异。
7抗震加固是对地震受损桥梁的一种处治措施,其他处置措施还包括废弃、不处理而限制使用拆除重建。
8抗震加固应包括震时的应急措施，以达到震时保通和防止损伤扩大倒塌。
9抗震加固应在科学评估的基础上进行，评估涉及到方法和程序等。
五某大桥的抗震措施设计
按照《细则》3．1．4 条规定，7 度抗震区的 B 类桥梁，应该按照 8 度抗震区抗震措施进行设计。
1纵向防落梁措施
《细则》第 11．2．1 条规定，简支梁梁端至墩、台帽或者盖梁边缘应有一定的距离，其最小值为 a≥70 + 0． 5L，式中 L 为梁的计算跨径( m) ，a 的单位为cm，这条规定比《89 规范》中要求的要严格，从汶川地震的震害规律来看，大量的落梁现象说明《89 规范》的规定偏小，不安全。汶川地震前，20m 跨径的空心板墩盖梁的宽度按照《89 规范》进行设计，为1．4m 宽，而按照《细则》的规定，秀水河大桥 20m 空心板的墩盖梁按照 1．65m 宽度进行设计。同时结汶川地震的震害规律，限制了在秀水河大桥中设计高垫石，因为梁板实际是搭接在垫石上面，而梁板与垫石搭接长度很小，地震过程中梁板很容易从垫石上面脱落，如果高差很大，就会砸坏盖梁，引起落梁。
2横向防落梁措施
桥梁挡块距离梁板边缘的距离按 5cm 考虑，挡块宽度不小于 30cm，盖梁端部悬出挡块外边缘10cm。板边与挡块边缘的距离以往按照 2．5cm 进行控制，该规定与《细则》的思想有些相悖: 如 20m跨径空心板桥，支座选用 6．3cm，其橡胶层的厚度为4．5cm，也就是允许橡胶支座在 E2 时候发生 4．5cm的变形，如果板边与挡块边缘的距离按照 2．5cm 进行控制，就限制了支座的正常变形，使地震力过早的通过挡块传给下部结构，对下部结构不利。按照5cm 进行设计的话，既不会限制支座的正常变形，又会在过大的横向变形情况下，阻止横向落梁。挡块是阻止横向落梁的主要措施，挡块的横向尺寸不应小于 30cm。为使挡块的主筋与盖梁的主筋能够更好的结合，特将挡块向盖梁内侧移 10cm，确保两者能够结合良好，内移 10cm 后，增加了安全距离，减小了横向落梁的可能性。
3空心板的板端设置弹性橡胶块( 厚度 1cm)强震作用下，空心板板端之间、板端与背墙之间将发生互相碰撞，为了确保空心板与背墙不会在地震中相互碰撞破坏，在板端均设置了弹性橡胶块。
4加强的螺旋箍筋的设置
新抗震设计细则允许墩柱发生较大的塑性变形，利用墩柱的塑性变形耗散地震力，但必须确保墩柱不会出现脆性破坏。墩柱的螺旋箍筋对塑性铰区的混凝土会产生套箍效应，提高塑性铰区混凝土的变形能力。以往的墩柱螺旋箍筋都是直径为8mm 的一级钢，加密段箍筋间距为 10cm，按照《细则》要求，秀水河大桥墩柱潜在塑性铰区的螺旋箍筋都是按照直径 14mm 的二级钢，加密段箍筋间距为 8cm。大大的增强了墩柱潜在塑性铰区的变形能力。
新《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T02-01B2008）的颁布对公路桥梁抗震起到了保障作用，将推动我国公路桥梁抗震设计技术的进一步发展，使我国的桥梁抗震设计水平达到一个新的高度。
参考文献
① 范立础, 王君杰. 桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[ J] . 地震工程与工程振动, 2011
② 张力，桥梁延性与减隔震设计方法应用研究[ J] . 公路工程,2012