大跨度斜拉桥的抗震概念设计

大跨度桥梁抗震设计方法摘要：地震灾害的发生往往造成房屋倒塌、道路中断、桥梁破坏、人员伤亡等严重破坏，产生的次生破坏造成的经济损失更是巨大。

以目前科技水平而言，地震尚无准确预测和控制手段；而地震的发生又是不可避免的，而我国又处于世界上两个最活跃的地震带上，因此在大垮度桥梁结构设计中研究抗震分析对地震灾害的预防是有十分重要的意义。

本文主要对大跨度桥梁抗震设计方法进行了总结，着重于工程的实际可操作性和细节的处理。

关键词：大跨度；桥梁抗震；设计方法抗震设计在大跨度桥梁建设过程中是非常重要的一个环节，抗震设计的合理与否对桥梁的整体抗震性能有着决定的作用。

所以，在抗震设计过程中，要善于总结相关经验，分析各种震害特点，不断加深对地震机理的认识和研究，结合建设桥梁的实际功能特点，努力探究大跨度桥梁的抗震设计方法，并应用桥梁抗震加固技术，进一步提高桥梁的抗震性能，以减轻或避免震害。

1大跨度桥梁抗震设计状况与中等跨度桥梁相比，大跨度桥梁的地震反应相对比较复杂，所以其抗震设计的难度也不断增大。

例如高阶振型的影响较大，同时还要对多点激振、行波效应等进行充分的考虑。

对于大跨度桥梁的抗震设计，具有一定的复杂性、系统性和综合性。

大跨度桥梁的反应存在多变性，因此，导致抗震设计也是多样性。

在当前的桥梁设计规范和规定中，很多内容是针对中等桥梁制定的，而对于大跨度桥梁的抗震方面，尚属于发展的前期阶段，很多问题需要得到全面、积极的解决。

JTJ004-89《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须设计抗震设防，在桥梁抗震设计中普遍采用“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分类设防原则。

2在地震中桥梁较易产生破坏的位置及其原因2.1上部结构的震害桥梁的上部结构在地震中出现损坏是比较常见的损坏主要有三种类型：分别是碰撞损坏、移位损坏和自身损坏。

由于上部结构承受自身重力荷载和使用荷载，设计时按照弹性设计，在抗震设计中通常也设计为较强的环节。

路桥科技 大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术研究吴益波（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610036）摘要：地震是众多自然灾害当中破坏性较大的一种，一旦发生则会快速损坏及损毁地面各类基础设施及建筑，为人们的生活造成很大的影响，甚至还会威胁人们生命安全。

在我国经济与社会的发展过程中，大跨度桥梁的建设与应用具有重要的作用，为了避免其受到地震自然灾害的影响，充分发挥其交通价值，应做好大跨度桥梁的抗震设计工作，并采取科学措施对其进行抗震加固，通过桥梁结构整体抗震性能水平的提高而降低由于地震造成的损失。

本文中，笔者首先就我国大跨度桥梁的抗震设计方法展开分析，随即就其抗震加固技术的应用进行一系列研究，以供参考。

关键词：大跨度桥梁；抗震设计；抗震加固技术；分析从上世纪末期开始，中国便逐步增加在交通基础设施建设方面的资源投入，发展至今，我国在大跨度桥梁建设方面所取得的成就已经超越很多西方发达国家。

就大跨度桥梁的数量而言，目前我国已经建成并投入使用的项目数量可占比全球大跨度桥梁总数量的50%。

现阶段，中国将基础设施建设工作的重心逐步转向西部地区，包括青海、新疆、西藏、云南以及四川等多地，并在这些高烈度区域开始了大规模的基础设施工程建设工作。

大跨度桥梁作为我国地面基础工程的重点内容，通常都是各地区交通路网系统的核心环节，具有施工周期长、资源投入力度大、以及施工影响因素复杂等特点，对我国社会及各地区经济的发展具有重要影响。

对此，应做好大跨度桥梁的设计工作，提高桥梁整体的稳固性与使用强度， 并选择相应的抗震加固技术，保证桥梁抗震安全将对提升整个区域的防震减灾能力具有重要意义。

1 大跨度桥梁的抗震设计方法分析我国大跨度桥梁抗震设计通常采用以下几种方法：抗震概念设计、延性抗震设计、减震隔震设计。

在设计方法选择中，一方面可以立足抗震概念，选用合适的抗震体系进行设计，另一方面是立足技术，对项目整体抗震能力进行科学计算，在此基础上增加减震隔震设计，强化抗震效果。

斜拉桥的抗震计算部分1. 动力特性分析对大跨度桥梁进行地震反应分析之前，需要先了解其动力特性，即进行特征值分析。

特别是基于振型分解的动力反应分析方法，通过特征值分析选取贡献最大的主要振型，无疑可以大大减小计算量而计算结果精度仍满足工程需要。

首先将结构的自重、二期恒载（桥面铺装）和附属设施荷载转化为质量，采用集中质量模型——将质量人为集中到选定的结点上。

此时质量矩阵是一个对角矩阵。

如果单元质量分布不均匀可以考虑不均匀的将质量集中在节点上。

这种方法对于空间杆系结构的计算结果较好的，因为它比较合服空间杆系结构的计算假定，即荷载均作用在节点之上；同时，若结构在某些地方存在集中质量（重型设备等），这种方式也是比较合理的。

本斜拉桥所采用的动力模型就是一个简化的空间杆系结构。

表1.特征值表格运用里兹向量法求出的是与三个平动地震动输入直接相关的振型。

本例X平动、Y平动、Z平动三个方向都取30阶振型，特征值分析结果（见表1）显示三个方向的振型参与质量分布是，满足规范上振型参与质量达到90%以上的要求。

前20阶振型中在三个平动方向的任一方向上的振型参与质量达到2%以上的振型模态如下图1-(1)~1-(8)所示。

本组所设计的大跨度漂浮体系斜拉桥的第一振型为纵飘振型，周期长达14.62s，第二振型为，周期仍然很长为12.40s，第三振型的周期就快速下降到了4.92s。

控制地震反应的主要振型特征表现为主梁纵飘、桥塔侧弯、对称与反对称竖弯以及对称与反对称侧弯。

（3）第1阶振型：T=14.65s，纵飘（2）第2阶振型：T=12.40s，对称侧弯（5）第5阶振型：T=3.30s，右塔侧弯（6）第6阶振型：T=3.13s，对称侧弯（8）第14阶振型：T=2.19s，反对称竖弯图1. 振型模态2. 反应谱分析进行大跨度桥梁的地震反应分析时，一般先进行反应谱分析，并最后要同时程分析的结果校合。

本例中用反应谱法分别计算《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）规定的两种概率水准的地震作用E1和E2下的桥梁动力响应。

大跨度桥梁抗震设计方法及抗震加固技术摘要：介绍了大跨度桥梁抗震设计的研究进展，提出了在桥梁抗震设计过程中应遵循的一些设计原则和桥梁减、隔震的有效措施，指出合理的结构形式和成功的抗震设计可以大大减轻甚至避免震害的产生，从而很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。

同时也对国内的主要地震和桥梁震害进行了介绍，展望了桥梁抗震加固技术研究的发展趋势。

关键词：桥梁抗震设计，分级设防，延性抗震准则，抗震加固，现状，发展趋势Abstract: the article introduces the large span bridge seismic design research, and put forward the bridge in seismic design process to be followed in some design principles and Bridges, reduce, the effective measures of isolation, and points out that the reasonable structure form and success of the seismic design can greatly reduce and avoid the generation of earthquake damage, which is very good to the shock and bridge structure seismic effect. At the same time also on domestic main earthquake damage and bridge are introduced, and looks forward to the seismic strengthening technology research bridge the development trend.Keywords: bridge seismic design, grade fortified, ductility seismic standards, seismic strengthening, the current situation, development trend1引言地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害之首。

大跨度桥梁抗震设计要点探讨摘要：我国桥梁事业蓬勃发展，特别在大跨度斜拉桥方面的发展，大跨度桥梁在当地乃至国家的交通事业和经济发展中都具有举足轻重的地位；如果在地震中遭到破坏，不仅严重影响到震后的救灾工作，造成更大的经济损失，而且对于国家交通网的影响也是巨大的。

为了保证大跨度桥梁的安全，必须对其进行严格的抗震设计。

从延性抗震设计及桥梁减隔震设计等方面阐述了大跨度桥梁抗震设计重点，同时提出了相关建议。

关键词：大跨度桥梁；抗震设计；设计要点一、大跨度桥梁抗震特点简介1.1结构的延性特点结构构件具有一定的延性性能是大跨度桥梁抗震的重要特点，利用其延性特点，能够有效地抵抗地震对桥梁带来的损坏。

当地震发生时，经过延性处理的结构构件会发生塑性形变，产生允许范围内的破损，以非关键部件的损坏为代价保证桥梁结构不会发生坍塌，从而保证大跨度桥梁的安全。

相应地，大跨度桥梁结构构件还需要具有一定的滞回特性。

1.2良好的减震隔震性能大跨度桥梁一般采用铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座以及摩擦摆隔震支座等减震装置，使当强震发生时，桥梁先进入塑性区，利用减震装置的高阻尼消耗产生在桥梁结构的地震能量；另外大跨度桥梁一般还配备有隔震装置，利用隔震体系，阻止地震的能量进入到桥梁的结构中去，从而避免地震对桥梁的破坏。

二、大跨度桥梁抗震设计要点分析大跨度桥梁的抗震设计通常分为两个阶段：第一阶段是方案的设计阶段，主要工作是进行抗震概念的设计，以实现抗震结构体系的科学合理；第二阶段是技术设计或初步设计阶段，主要工作是进行延性抗震设计，应参照相关的公式、原理对抗震性能进行验算，一般情况下还需要进行桥梁减隔震设计。

2.1桥梁减隔震设计传统的桥梁结构设计中，一般比较常见的策略是“抗震”，抗震设计方法可以在一定程度上提高结构的安全性，避免桥梁结构坍塌现象的发生，但是从本质上看这种抗震设计是不能完全规避地震危害的目的。

事实已证明，桥梁一些结构构件出现损伤是难以避免的，相比之下，结构控制技术在抗震上的效果要好得多，利用该技术只需将耗能支撑等装置安装在工程结构某个部位或通过施加外力的手段，使桥梁结构的动力特征给予改变，以确保其结构自身的安全性与可靠性。

H型独塔双索面大跨度斜拉桥抗震性能研究H型独塔双索面大跨度斜拉桥抗震性能研究引言：近年来，随着交通网络的不断发展和人口的聚集，大跨度斜拉桥的建设需求不断增加。

抗震性能是大跨度斜拉桥施工和使用过程中的一个重要问题。

H型独塔双索面大跨度斜拉桥由于其独特的结构形式，在抗震性能方面具有独特的优势。

本文将对H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能进行研究，以期为这类桥梁的设计和实施提供参考和借鉴。

一、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的概述H型独塔双索面大跨度斜拉桥是一类特殊的斜拉桥。

其特点是主塔高度相对较低，横向和纵向索面呈现双面布置。

这种结构形式使得桥梁整体更加牢固和稳定。

在设计过程中，主塔和吊杆的选材和施工工艺也至关重要。

二、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能理论分析抗震性能是衡量桥梁质量的重要指标之一。

通过对H型独塔双索面大跨度斜拉桥的理论分析，可以评估其在地震作用下的性能。

1. 桥梁结构的刚度分析在地震作用下，桥梁的刚度对其抗震性能起着重要的作用。

H 型独塔双索面大跨度斜拉桥的双面索面布置使其具有更高的刚度，能够有效减小地震荷载对桥梁的影响。

2. 主塔的抗震设计主塔是整个桥梁结构的支撑点，其抗震设计对桥梁的抗震性能有着重要影响。

在设计过程中，应采用合适的抗震措施，如增加主塔的厚度和加筋等，以增强主塔的抗震性能。

3. 吊杆的选材和施工工艺吊杆是桥梁中起到连接主塔和索面的作用，因此其选材和施工工艺也对桥梁的抗震性能起到重要作用。

应选择高强度材料，并严格控制吊杆的安装质量，以确保桥梁在地震作用下的稳定性。

三、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能实验研究理论分析只能提供一定程度的参考，为了更准确地评估H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能，需要进行实验研究。

1. 桥梁振动台试验通过在振动台上对桥梁模型进行振动试验，可以模拟地震作用下的桥梁结构响应，评估桥梁的抗震性能。

2. 数值仿真模拟利用有限元分析软件对H型独塔双索面大跨度斜拉桥进行数值仿真模拟，通过对桥梁结构在地震作用下的响应进行分析，评估其抗震性能。

大跨度斜拉桥的抗震设计方法与实践案例分析引言：大跨度斜拉桥作为现代交通工程的重要组成部分，在提升交通运输效率和便捷性方面具有重要的作用。

然而，大跨度斜拉桥的抗震设计是一项重大挑战，因为在地震发生时，斜拉桥受到的地震力会导致其结构和组件发生变形、损坏甚至崩塌。

为了确保大跨度斜拉桥在地震中的安全性能，必须采取一系列的抗震设计方法和措施。

本文将介绍大跨度斜拉桥的抗震设计方法，并分析几个实际案例。

抗震设计方法：1. 地震参数评估：在进行大跨度斜拉桥的抗震设计时，首先需要对地震参数进行评估，包括地震烈度、地震频谱、附加振荡周期等，以确定地震力大小和震动频率范围，为后续设计提供基础。

2. 结构刚度控制：大跨度斜拉桥抗震设计的一个重要目标是使结构具备足够的刚度来抵抗地震力的作用。

通过采用适当的横向刚度措施，如设置横向独立支座、加强桥墩抗震、增加纵向连续刚度等，可以有效提高桥梁整体刚度，减小地震引起的变形和破坏。

3. 高强度材料应用：在大跨度斜拉桥的抗震设计中，采用高强度材料是一种重要的手段。

高强度混凝土、高强度钢材等材料可以提供较高的抗震性能，使斜拉桥具备更好的抗震能力。

4. 斜拉索系统设计：斜拉索是大跨度斜拉桥的重要组成部分，其设计对于抗震能力至关重要。

为了使斜拉桥具有足够的抗震能力，应采用符合抗震要求的斜拉索设计方案，如增加斜拉索的数量、增大斜拉索的直径、提高斜拉索的抗拉强度等。

5. 桥梁支座设计：支座是大跨度斜拉桥的支撑部分，其设计对于桥梁的抗震能力也具有重要影响。

在抗震设计中，应选择适当的支座类型，同时考虑支座的刚度和阻尼特性，以提高桥梁的抗震性能。

实践案例分析：1. 上海东方明珠广播电视塔斜拉桥：该斜拉桥位于上海东方明珠广播电视塔上，是中国第一座采用公路、人行双用途的斜拉桥。

在抗震设计中，采用了高强度混凝土和高强度钢材作为主要材料，通过合理的结构刚度控制和斜拉索系统设计，使得斜拉桥具备较好的抗震性能。

建筑设计Architectural Design– 76 –一、地震对桥梁抗震设计的影响地震是常见的自然性伤害，由于地壳的运动会给人们的生活和安全带来巨大的威胁。

桥梁工程作为国家基建工程的重要组成部分，有着重要的交通运输功能，如果被地震破坏，不仅仅意味着赈灾抢险工作会受到很大的影响，而且也会对后续的建设和家园的重建工作造成很大的阻碍。

在工程建筑的设计中，地震的破坏机理是设计中首先要考虑的问题，通过对地震深入的研究，设计出科学合理的建筑结构，能够有效地提升建筑的抗震性能。

经过发展和认知，人们在建筑的设计中已经从单纯的去强度抗震设计上更进一步，加上了延性抗震设计理念，并且还在隔震和减震两方面有着深入的研究，因此在进行建筑抗震设计的过程中，很多的建筑构件都有着弹塑性变形的性能。

在桥梁的设计中，很多的建筑构件都会在发生地震后出现滞变，也就是弹塑性，在地震来临时，构件的弹塑性成非线性，从而很好地缓解和抵抗了地震带来的破坏。

二、大跨度桥梁抗震设计的使用方法大跨度桥梁在抗震设计中主要有三种方法，分别是抗震概念设计、延性抗震设计、减震隔震设计，在实际的设计过程中，对于桥梁抗震的设计，可以分为两方面：一是从抗震概念的角度出发，选择合适的抗震体系进行设计；二是从技术出发，结合抗震的能力，并且经过详细的计算，再加上减震隔震的设计，从而达到抗震的目的。

（一）概念设计。

对于桥梁的抗震设计来说，概念设计是重要的一环，甚至可以说比计算设计更加重要。

因为地震有着很大的复杂性和偶然性，在加上模型的计算总是和实际的计算存在着一定的差异，所以计算设计并不能完全地控制桥梁的抗震性能，而概念设计才是桥梁结构的核心。

所以在进行概念设计的过程中，需要考虑抗震结构体系的使用。

由于在大跨度桥梁的建筑工程中，涉及到很多的建筑技术，其中比较重要的就是锚固和索结构，因此在实际的设计中，要先进行桥梁的抗震设计，然后选择合适的抗震体系，再进行加固的措施。

大跨径斜拉桥地震响应分析摘要:本文主要分析了大跨径斜拉桥的地震响应问题，针对大跨径斜拉桥的地震响应情况进行了分析，探讨了分析大跨径斜拉桥响应并积极应对的方法，以期可以提高大跨径斜拉桥的使用效果。

关键词:大跨径斜拉桥；地震；响应一、前言目前，针对大跨径斜拉桥地震响应的研究还不够深入，针对大跨径斜拉桥地震响应的相关数据和原理还需要进一步的明确，所以，研究大跨径斜拉桥地震响应非常有必要。

二、桥梁结构地震响应分析方法现行桥梁的抗震分析方法主要为确定性分析方法，它是以确定性的荷载作用在结构上，包括静力法、地震反应谱分析方法和时程分析方法，是目前应用广泛的地震分析方法。

1、反应谱法此法考虑了结构的动力特性，用静力的方法去解决动力问题。

动力反应谱法还是采用地震荷载的概念，从地震动出发求结构的最大地震反应，但同时考虑了地面运动和结构的动力特性，比静力法有很大的进步。

反应谱方法概念简单、计算方便，可以用较少的计算量获得结构的最大反应值。

由于反应谱适用于弹性范围内，因而当结构在一定强度的地震是，进入塑性工作阶段就不能运用，因此，它不能考虑结构的非线性。

另一方面，地震作用是一个时间过程，但反应谱方法只能得到最大反应，不能反映结构在地震动过程中的经历。

2、动态时程分析法此法是在地震时建立结构振动方程式，求解每一时刻的结构响应。

目前，大多数国家除对常用的中小跨度桥梁仍采用反应谱方法计算外，对重要、复杂、大跨的桥梁抗震分析均采用动态时程分析法。

动态时程分析法首先地震动输入，再采用有限元动力建立方程，然后采用逐步积分法求解，计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度和加速度响应，从而可以分析出结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至倒塌的全过程。

动态时程分析方法使得桥梁结构的抗震设计从以往的强度单一保证转入结构构件强度和延性的双重保证；同时使得桥梁设计师对设计结构的地震力破坏机理更加明了，进而釆取有效的措施提高结构的抗震能力。