【正文】 和抗震規(guī)范反應(yīng)譜相比，上述地面加速度功率譜模型對于地震動描述還顯得比較粗略。以上參數(shù)化模型都有一定的物理意義，在應(yīng)用上也比較簡便。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者多年來的研究，目前已有多種功率譜模型，如：Housner將地面運動簡化為平穩(wěn)脈沖系列，把加速度功率譜密度函數(shù)假定為白噪聲模型；KanaiTajiimi(金井清一田治見宏)假定基巖上地震動為白噪聲，并考慮場地濾波特性而提出了一種有明顯物理意義的隨機過程過濾白噪聲模型。5．3 設(shè)計地震動時程 5．3．2 本條規(guī)定主要參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《工程場地地震安全性評價》(GB 17741—2005)的有關(guān)規(guī)定，鑒于其中有些條文比較概括，也參考了該規(guī)范前兩個版本的具體規(guī)定。為便于應(yīng)用，專題研究組建議在本細(xì)則中按兩種場地條件規(guī)定豎向／水平反應(yīng)譜比函數(shù)，基巖和土層場地，前者對應(yīng)于Ⅰ類場地，后者包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類場地。進一步分析的結(jié)果表明，豎向／水平反應(yīng)譜比與距離關(guān)系不明顯，與場地條件有一定的相關(guān)性，如圖52所示。Ⅳ類場地只有4條水平記錄、2條豎向記錄，數(shù)量太少，統(tǒng)計中未使用。歐洲抗震設(shè)計規(guī)范EC8中，采用的豎向地震動反應(yīng)譜的形狀與水平向標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜的形狀也有所不同，相差一個與周期有關(guān)因子，周期小于0．15s時，為0．7；周期大于0．5s時，為0．5；在0．15—0．5s之間時，采用前兩者間的插值。例如，我國《核電廠抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50267 97)中分別規(guī)定了水平地震作用和豎向地震作用的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜。至今，大部分抗震設(shè)計規(guī)范仍然采用水平反應(yīng)譜乘一個系數(shù)的方法來規(guī)定豎向地震作用，這個系數(shù)值一般在1／2～2／3之間，是以這兩個方向上反應(yīng)譜形狀相差不大為前提的。5．2．4 本條規(guī)定直接引自中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2001)的有關(guān)規(guī)定。經(jīng)對本細(xì)則編制過程中的專題研究用實際觀測數(shù)據(jù)進行檢驗，這樣一個折中方案構(gòu)造的設(shè)計反應(yīng)譜與各種場地類型、地震動強度分組的平均反應(yīng)譜曲線更接近，不僅長周期段有改進，而且短周期段也有明顯的改進。表5．2．2中的數(shù)值是根據(jù)統(tǒng)計的平均特征，參考美國NEHRP規(guī)范，考慮我國抗 震設(shè)計規(guī)范第一次采用場地系數(shù)調(diào)整幅度宜小一點，綜合規(guī)定的。我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011一2001)在編制過程中曾對此專門研究，得到結(jié)論是“目前強震觀測資料的累積程度還不足以客觀地反映各種因素對反應(yīng)譜的影響”，而沒有作相應(yīng)改進。5．2．2 眾所周知，場地條件對地震動的幅值、頻譜都有顯著的影響。通過823條水平向強地震動記錄的統(tǒng)計分析，指出隨著反應(yīng)譜周期范圍的擴展，一些抗震設(shè)計規(guī)范為了降低風(fēng)險，規(guī)定設(shè)計反應(yīng)譜下降的速率略緩慢些，同時規(guī)定了反應(yīng)譜的最小值，可能會導(dǎo)致長周期段的過分保守，設(shè)計反應(yīng)譜按T1 的速率下降是有足夠安全保障的，完全沒有必要設(shè)下限值，且尚無必要再規(guī)定一段T2 的下降段。本細(xì)則編制過程中的一項專題研究分析了強地震動記錄在長周期段的可靠性，指出模擬記錄的加速度反應(yīng)譜在5—6s以下的范圍內(nèi)是可靠的；數(shù)字記錄可以達到10s；基線漂移對加速度反應(yīng)譜的影響可忽略不計。當(dāng)采用功率譜分析時，可直接采用多點非一致激勵方式進行分析。獲取包含兩個或三個方向分量的一組地震動時程，一般應(yīng)由地震安全性評價部門給出，或采用和場址場地土條件接近的天然地震波，經(jīng)調(diào)整得到和設(shè)計加速度反應(yīng)譜兼容的一組地震波。3 采用反應(yīng)譜法或功率譜法同時考慮水平向X、Y與豎向Z的地震作用時，可分別計算水平向X、Y與豎向Z地震作用下的響應(yīng)，其總的地震作用效應(yīng)按本條規(guī)定進行組合。5 地震作用5．1 一般規(guī)定5．1．1 本條對地震作用的分量選取和分量組合作出了規(guī)定。該方法造價低、施工快、處治徹底、不留后患。條文中規(guī)定的是較常用的方法。對地基中的可液化土層，應(yīng)查明其分布范圍，分析其危害程度，根據(jù)工程實際情況，選擇合理工程措施。本條根據(jù)橋梁分類等級和地基液化等級，提出地基的抗震液化措施要求。4．3．2 用于液化判別的黏粒含量系采用六偏磷酸鈉作分散劑測定，采用其他方法時應(yīng)按有關(guān)規(guī)定換算。4．3 地基的液化和軟土地基4．3．1 本條規(guī)定主要依據(jù)液化場地的震害調(diào)查結(jié)果。世界上大多數(shù)國家的抗震規(guī)范和我國其他規(guī)范，在驗算地基的抗震強度時，對于抗震容許承載力的取值，大都采用在靜力設(shè)計容許承載力的基礎(chǔ)上乘以調(diào)整系數(shù)來提高。某些斷層帶可包含如擠壓脊和凹陷之類的巨大變形，不能揭露清晰的斷層面或剪切破碎帶，應(yīng)由有資質(zhì)的工程師和地質(zhì)師專門研究，如能保證建筑基礎(chǔ)能抗御可能的地面變形，可修建不重要的結(jié)構(gòu)。在有足夠的地質(zhì)資料可以精確地確定存在活斷層跡線的地區(qū)，且該地區(qū)并不復(fù)雜時，避讓距離可規(guī)定為50英尺(約16m)；在復(fù)雜的斷層帶宜要求較大的避讓距離。避開主斷裂距離為橋墩邊緣至主斷裂邊緣分別為300m和500m，主要的依據(jù)是國內(nèi)外地震斷裂破裂寬度的資料，取值有一定的保守程度。數(shù)值60m和90m，是根據(jù)最近一次大型離心機模擬試驗的結(jié)果歸納的，也得到一些數(shù)值計算結(jié)果的支持。如上所述，此處提到的地震烈度8度和9度實質(zhì)上是指震級6．0和6。顯然，這種“吸收”的程度與土層的工程性質(zhì)和厚度有關(guān)。為了便于設(shè)計人員使用，根據(jù)我國的資料和研究成果，此處排除了全新世以前活動斷裂上發(fā)生6級以上地震的可能性，對于一般的公路工程在大體上是可行的。(2)在活動斷層調(diào)查中取得斷層物質(zhì)(斷層泥、糜棱巖)及上覆沉積物樣本，可以根據(jù)已有的一些方法(C1熱釋光等)測試斷層最新活動年代。設(shè)計人員很難判斷工程所面臨的未來地震震級，地震烈度可以直接從地震區(qū)劃圖上了解到。(1)實際發(fā)震斷裂引起的地表破裂與地震烈度沒有直接的關(guān)系，而是與地震的震級有一定的相關(guān)性。對這種瞬時間產(chǎn)生的地表錯動還沒有經(jīng)濟、有效的工程構(gòu)造措施，主要靠避讓來減輕危險性。對于本細(xì)則沒有要求必須進行工程場地地震安全性評價的橋梁工程，可以結(jié)合場地工程地震勘察的評價，按本條規(guī)定采取措施。4．1．9 本條規(guī)定引自中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2001)的有關(guān)規(guī)定?？拐鹞ｋU地段一般系指地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌地段，地震時可能塌陷的地段、溶洞等巖溶地段和已采空的礦穴地段，河床內(nèi)基巖具有傾向河槽的構(gòu)造軟弱面被深切河槽所切割的地段，發(fā)震斷裂、地震時可能坍塌而中斷交通的各種地段?？拐鸩焕囟我话阆抵杠浫躔ば酝翆?、液化土層和地層嚴(yán)重不均勻的地段，地形陡峭、孤突、巖土松散、破碎的地段，地下水位埋藏較淺、地表排水條件不良的地段。3．1．5 立體交叉的跨線橋梁一旦遭受地震破壞，不僅會影響到上線交通，還會影響到下線交通，因此，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按上、下兩線中較高的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)來進行抗震設(shè)計。歷次大地震的震害表明，抗震構(gòu)造措施可以起到有效減輕震害的作用，而其所耗費的工程代價往往較低。因此，本細(xì)則對E2地震作用的抗震設(shè)計階段，對延性抗震設(shè)計作了明確的規(guī)定，彌補了原規(guī)范的不足。國內(nèi)外近年來設(shè)計的特大跨徑橋梁，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)大致是設(shè)計地震動重現(xiàn)期為1 000—2 000年，且大多數(shù)橋梁是按照重視期約為2 000年設(shè)計，因此本細(xì)則A類橋梁重要性系數(shù)取1．7，其設(shè)計地震動重現(xiàn)期大約為2 000年。需要指出的是，由于本細(xì)則的B類橋梁涵蓋了《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004—89)的A類橋梁和B類橋梁，為和原規(guī)范保持基本一致的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，本細(xì)則B類橋梁中屬于原規(guī)范中A類的橋梁，其重要性系數(shù)取括號內(nèi)的值。由此可以看出，對于E1地震作用，可通過引入不同重要性系數(shù)來調(diào)整設(shè)計地震動參數(shù)，采用彈性設(shè)計并取消綜合影響系數(shù)是恰當(dāng)?shù)?。通過抗震構(gòu)造措施設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的位移能力。通過第二階段的抗震設(shè)計，即對應(yīng)E2地震作用的抗震設(shè)計，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力，通過驗算，確保結(jié)構(gòu)的延性能力大于延性需求。第一階段的抗震設(shè)計，采用彈性抗震設(shè)計；第二階段的抗震設(shè)計，采用延性抗震設(shè)計方法，并引入能力保護設(shè)計原則。本細(xì)則規(guī)定的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基本維持和原規(guī)范相當(dāng)?shù)乃?。原?guī)范只規(guī)定三、四級公路上的橋梁，報請批準(zhǔn)后，可提高一類設(shè)防。一般情況下，按本細(xì)則抗震設(shè)防分類原則規(guī)定的A類橋梁為單跨跨徑超過150m的特大橋，B類涵蓋了《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004—89)的A、B類橋梁，C、D類同原規(guī)范基本一致，只是考慮到低等級公路上的橋梁在抗震救災(zāi)中的重要性，將四級公路上的大橋、特大橋從原規(guī)范的D類提高到C類，同時將原規(guī)范不考慮抗震設(shè)計的四級公路上的中橋、小橋增加到D類。從總體上看，《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004—89)的抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是基本合理的。參照國外橋梁抗震設(shè)防的性能目標(biāo)要求，同時考慮了和《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004—89)中橋梁抗震設(shè)防性能目標(biāo)要求的延續(xù)性和一致性，本細(xì)則規(guī)定：A類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是E1地震作用(重現(xiàn)期約為475年)下不應(yīng)發(fā)生損傷，E2地震作用(重現(xiàn)期約為2 000年)下可產(chǎn)生有限損傷，但地震后應(yīng)能立即維持正常交通通行；B、C類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是E1地震作用(重現(xiàn)期約為50—100年)下不應(yīng)發(fā)生損傷，E2地震作用(重現(xiàn)期約為475—2 000年)下不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)臨時加固后可供維持應(yīng)急交通使用；D類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是E1地震作用(重現(xiàn)期約為25年)下不應(yīng)發(fā)生損傷。3 基本要求3．1 橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)及設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)3．1．13．1．4 本細(xì)則在編制過程中對橋梁的抗震設(shè)防分類、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)開展了專題研究，這幾條系根據(jù)專題研究成果編寫。術(shù)語的解釋，其中部分是國際公認(rèn)的定義，但大部分則是概括性的的涵義，并非國際或國家公認(rèn)的定義。具體來講，將公路橋梁分為A、B、C、D四個抗震設(shè)防類別，并按抗震設(shè)防類別確定不同的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)。但由于目前研究工作還不夠充分，本細(xì)則對單跨跨徑超過150m的特大跨徑橋梁，以及混凝土斜拉橋和懸索橋，只給出抗震設(shè)計原則，詳細(xì)的抗震設(shè)計仍須作專門研究。因此，本細(xì)則實質(zhì)上是采用兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計。參照國外橋梁抗震設(shè)防的性能目標(biāo)要求，同時考慮了和《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004 89)中橋梁抗震設(shè)防性能目標(biāo)要求的延續(xù)性和一致性，本細(xì)則規(guī)定：A類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是中震(E1地震作用，重現(xiàn)期約為475年)不壞，大震(E2地震作用，重現(xiàn)期約為2 000年)可修；B、C類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是小震(E1地震作用，重現(xiàn)期約為50—100年)不壞，中震(重現(xiàn)期約為475年)可修，大震(E2地震作用，重現(xiàn)期約為2 000年)不倒；D類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是小震(重現(xiàn)期約為25年)不壞。在此期間，國內(nèi)外公路橋梁抗震技術(shù)有了長足進展，而且，從國外的情況來看，美國、日本等發(fā)達國家都有專門的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范。 1998年3月1日《中華人民共和國防震減災(zāi)法》頒布實施，對我國的防震減災(zāi)工作提出了更為明確的要求和相應(yīng)的具體規(guī)定。突發(fā)的強烈地震使建設(shè)成果毀于一旦，引發(fā)長期的社會政治、經(jīng)濟問題，并帶來難以慰籍的感情創(chuàng)傷。根據(jù)1990年國家地震局公布的我國地震烈度基本區(qū)劃圖，我國地震烈度等于或大于7度的地區(qū)面積達312萬km2，占國土總面積的近1／3。《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》(JTC／TB0201——2008)條 文 說 明l 總則1．0．1 我國處于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間，是一個強震多發(fā)國家。 2 表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”；反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。附錄B 圓形和矩形截面屈服曲率和極限曲率計算B．0．1 截面屈服曲率對于圓形截面和矩形截面，其截面屈服曲率可按下式計算：附錄C 功率譜法的實施原則C．1 地面均勻運動時結(jié)構(gòu)響應(yīng)自功率譜的計算C．2 考慮行波效應(yīng)時結(jié)構(gòu)響應(yīng)自功率譜的計算C．2．1 根據(jù)沿橋向波速ν(它可代表νp或νs)構(gòu)造全部N個橋墩所受的虛擬簡諧地面加速度激勵向量：C. 2. 2 計算出在簡諧激勵[式（）]作用下結(jié)構(gòu)的任一穩(wěn)態(tài)簡諧響應(yīng)y，則其自功率譜仍可按式（）計算。附錄A 梁橋結(jié)構(gòu)基本周期的近似公式A．1 梁橋橋墩基本周期的近似公式A．1．1 梁橋橋墩的基本周期可通過實測、試驗或理論計算確定。11．5．6 橋臺臺背和錐坡的填料不宜采用砂類土，填土應(yīng)逐層夯實，并注意采取排水措施。11．5．4 拱橋墩、臺上的拱座，混凝土強度等級不應(yīng)低于C25，并應(yīng)配置適量鋼筋。當(dāng)采用桁架體系時，必須加強橫向穩(wěn)定性。11．5 9度區(qū)11．5．1 9度區(qū)的抗震措施，除應(yīng)符合8度區(qū)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合本節(jié)的規(guī)定?；A(chǔ)底面宜采用平面形式。11．4．11 橋梁下部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，其混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。11．4．9 橋臺宜采用整體性強的結(jié)構(gòu)形式。11．4．7 高度大于7m的柱式橋墩和排架樁墩應(yīng)設(shè)置橫系梁。11．4．5 連續(xù)梁橋宜采取使上部構(gòu)造所產(chǎn)生的水平地震荷載能由各個墩、臺共同承擔(dān)的措施，以免固定支座墩受力過大。11．4．3 應(yīng)采用合理的限位裝置，防止結(jié)構(gòu)相鄰構(gòu)件產(chǎn)生過大的相對位移。11．4．2 大跨徑拱橋的主拱圈宜采用抗扭剛度較大、整體性較好的斷面形式，如箱形拱、板拱等。否則，應(yīng)采取措施增強基礎(chǔ)抗側(cè)移的剛度和加大基礎(chǔ)埋置深度；對于小橋，可在兩橋臺基礎(chǔ)之間設(shè)置支撐梁或采用漿砌片(塊)石滿鋪河床。連續(xù)梁和橋面連續(xù)簡支梁(板)橋，應(yīng)采取防止橫向產(chǎn)生較大位移的措施。其構(gòu)造示意如圖11．3．3圖11．3．3—2所示。實腹式拱橋宜減小拱上填料厚度，并宜采用輕質(zhì)填料，填料必須逐層夯實。11．3 7度區(qū)11. 3．1 7度區(qū)的抗震措施，除應(yīng)符合6度區(qū)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合本節(jié)的規(guī)定。其最小值α(cm)按下式計算：α≥70+ （）式中：L——梁的計算跨徑（m）。 11 抗震措施11．1 一般規(guī)定11．1．1 各類橋梁抗震措施等級的選擇，按表3．1．4—1確定。試驗得到的力學(xué)參數(shù)值應(yīng)在設(shè)計值的177。3 應(yīng)對減隔震裝置在正常使用條件下的性能進行驗算。10．4．2 減隔震裝置應(yīng)進行如下驗算：1 對于橡膠型減隔震裝置，在E1地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于100％，在E2地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于250％，并驗算其穩(wěn)定性。一般情況下