桥梁桩基抗震动力特性分析验算
公路桥梁抗震设计要点及计算分析
公路桥梁抗震设计要点及计算分析随着交通运输的发展，公路桥梁作为交通网络的重要组成部分，对于地震力的抗震设计显得尤为重要。
公路桥梁抗震设计是为了保证桥梁结构在地震发生时能够充分发挥其承载力和变形能力，确保桥梁的安全性和稳定性。
以下是公路桥梁抗震设计要点及计算分析。
一、设计要点1.建立合理的地震动力学模型：对于公路桥梁的抗震设计，首先要进行地震动力学分析，建立桥梁结构的地震响应模型。
在进行地震动力学模型分析时，应考虑到地震动的频段特性、地震动的荷载形式以及土（场）基地效应等因素。
2.选择合适的荷载组合：在进行荷载组合时，应根据桥梁的结构形式和地震作用特点，选择合适的地震荷载组合。
地震荷载组合应包括惯性荷载、附加荷载和额外荷载等。
3.合理选取桥梁的抗震设防烈度：为了确保桥梁能够承受地震力的作用，应根据桥梁的使用功能和地震区的地震烈度等级，合理选取桥梁的抗震设防烈度。
设计时还应根据桥梁的结构形式、材料性能和施工工艺等因素，确定合理的安全等级。
4.合理选用桥梁结构形式及材料：在选择桥梁结构形式和材料时，应综合考虑桥梁的抗震性能和经济性。
一般情况下，对于长大桥、特大桥和重要桥梁等，应优先考虑采用抗震性能好的结构形式和高强度、高耐久性、高可靠性的材料。
5.合理设置桥梁的支承方式：在设计桥梁的支承方式时，应考虑地震作用对桥梁结构的影响，通过合理的支承方式来提高桥梁的抗震性能。
一般来说，采用承台-支座-桩基或橡胶支座等形式，可以有效减小桥梁结构的刚度和应力，并提高桥梁的整体稳定性。
二、计算分析1.地震荷载计算：地震荷载计算主要包括地震动力学分析和结构响应计算两个方面。
在地震动力学分析时，可以利用有限元法或有限差分法来建立桥梁结构的地震响应模型，计算得到地震荷载的频谱特性和时程特性。
在结构响应计算时，可以采用静力分析和动力分析相结合的方法，分析桥梁结构的变形、应力和位移等参数的变化情况。
2.桥梁抗震能力评估：在进行桥梁抗震设计时，应根据桥梁结构的抗震设防烈度和设计荷载等，进行桥梁的抗震能力评估。
桥梁桩基础抗震性能分析及工程设计中的应用
第2期(总第156期)2003年4月山西交通科技SHANX I SC IENCE &TECHNOLOG Y OF COMM UN I CAT I ONS No .2Apr .收稿日期:2003201213作者简介:高凤昌(1950- ),男,山东莱芜人,副总工程师,高级工程师,1979年毕业于华北水电学院水工系。
桥梁桩基础抗震性能分析及工程设计中的应用高凤昌(太原市市政工程设计研究院,山西 太原 030002) 摘要:文章对桥梁桩基础抗震性能进行了较系统的论述,并根据工程设计中的应用,对多跨连拱桥制动墩的设置和对液化地基处理提出了新的见解,对桥梁设计工作可起借鉴作用。
关键词:桥梁;桩基;抗震性能;分析;工程;应用中图分类号:U 443.15 文献标识码:A 文章编号:100623528(2003)022*******引言在基础设施工程建设中,由于桩基能将上部结构荷载传到深层稳定的土层上去,从而大大减少基础沉降和建筑物不均匀沉降。
所以,桩基础在地震区、湿陷性黄土地区,软土地区、膨胀土地区以及冻土地区等,都被广泛采用,在公路、铁路和城市桥梁工程建设中,应用更为普遍。
实践证明,它是一种极为有效的、安全可靠的基础形式,尤其在抵御地震灾害中,起着非常重要的作用。
工程抗震最基本的原则是充分利用现代科学技术成就,寻求最佳的工程抗震设计和抗震措施,合理解决抗震安全与经济之间的矛盾。
桥梁工程是交通运输枢纽的重要组成部分,一旦毁于地震,城市或地区交通中断,致使机能瘫痪,使灾情进一步扩大。
所以,减轻桥梁震害,保证交通畅通,对及时恢复正常社会生产、生活秩序,具有十分重要的意义。
1 我国《公路工程抗震设计规范》提出的基本要求和假定条件现行的《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)适用于《中国地震烈度区划图(1990)》中所规定的基本烈度为 、 、 度地区的公路工程抗震设计。
对于基本烈度大于 度的地区,公路工程抗震设计应进行专门研究。
桥梁抗震分析、验算与延性构造措施
Ehp = S G h1 tp / g
6 抗震分析
在E2地震作用下，可按下式计算墩顶的顺桥向和横桥向水平位移：
Δd = cδ
δ
F
结构周期
c
T ≤ 0.1s
T ≥ Tg
0.1s ≤ T ≤ Tg 时
1.5 1.0 按线性插值求得
6 抗震分析
6.8 能力保护构件计算
6.4 反应谱法
6 抗震分析
m ax
m ax
m ax
T1
T2
T3
图 3.7 反 应 谱 概 念
m ax T4
m ax T5
φ ji m1
m2 m3
Fj1 Fj2 Fj3 Fji = γ jφ ji S j mi
6 抗震分析
..
.
..
[M ]{x(t)}+[C]{x(t)}+[K]{x(t)}= −[M ]{I}u{t}
Vs
= 0.1 Ak b Sk
f yh
≤ 0.067 ×
f
' c
Ae
7 强度与变形验算
7.4 B类、C类桥梁墩柱的变形验算
E2地震作用下，一般情况应验算潜在塑性铰区域沿顺桥向和 横桥向的塑性转动能力，但对于规则桥梁，验算桥墩墩顶的 位移，对于高宽比小于2.5的矮墩，验算强度。
7 强度与变形验算
E2地震作用下，桥墩潜在塑性铰区域沿顺桥向和横桥向的塑性转动 应满足：
N
∑ {x(t)} = {φ} j Yj (t) j =1
..
.
..
Yj (t) + 2ξ jω j Y j (t) + ω 2jYj (t) = −γ j u(t)
桥梁桩基础抗震性能试验研究综述
第26卷第5期2010年10月结构工程师St r uc t ur a l Eng i neer sV01．26，N o．5O et．2010桥梁桩基础抗震性能试验研究综述张德明+叶爱君(同济大学桥梁3-程系，上海200092)摘要对近几十年来国内外有关桩基弹塑性变形性能、土体对桩基的水平抗力特性以及同时考虑桩土及其相互作用时桩基抗震性能的试验研究现状做一梳理，以阐明国内外桥梁桩基抗震能力研究中已取得的成果，并对今后桥梁桩基抗震性能的试验研究重点提出几点建议。
关键词桥梁，桩基础，抗震性能，试验R e vi e w of E xper i m ent al R es ea r ch on Sei s m i cPe r f or m anc e of B r i dge Pi l e Foundat i onsZ H A N G D e m i ng+Y E A i jun(D epa rt m e nt of B r i d ge E ns i neef i ng，Tongj i U ni v er si t y。
Shang hai200092，C hi na)A bs t r act Thi s paper s um m ar i l y des cr i bes t he pre se nt st a t us of e xpe ri m ent al r ese a rch on i nel a st i c behavi o r of pi l e f ounda t i on and t he hor i zont a l s oil r e si s t anc e char act er i s t i c s．T e st s w i t h t he pres ence of bot h pi l e and s oil g O a8t o t a ke a c count of t he pil e—s oil i n t er a ct i o n ef f e ct s on pi l e f ounda t i on s ei sm i c perf or m ance ar e al so s um m ar i z ed．T he r esu l t s of pi l e f ounda t i on s ei sm i c perf or m an ce ar e r evi ew ed，and t he i m por t a nt pr obl em s i n f ut ur e r es ea rc h ar e pr opos ed．K eyw or ds br i dge，pi l e f oundat i on，s ei s m i c perf or m ance，experi m ental1引言桩基础是一种应用广泛的深基础形式，与其它形式的基础相比，能较好地适应复杂地质条件以及各种荷载情况，同时具有承载能力大、稳定性好、差异沉降小等优点，因而近年来在我国的城市高架桥、大型越江或跨海桥梁工程中得到了广泛应用。
桥梁结构动力特性分析
桥梁结构动力特性分析桥梁结构是城市交通建设中必不可少的重要组成部分。
为了确保桥梁的安全性和可靠性，在设计和施工过程中，必须对桥梁的动力特性进行充分的分析。
本文将对桥梁结构的动力特性进行详细讨论，包括桥梁结构的固有频率、自由振动、强迫振动以及可能引起的共振现象等。
一、固有频率固有频率是指桥梁结构在没有外力作用的情况下，自身固有特性所具有的振动频率。
桥梁结构的固有频率是通过结构的质量、刚度和几何尺寸来确定的。
一般来说，桥梁的固有频率越高，结构的刚度越大，相应地，结构的稳定性和抗风、抗震能力也会更高。
二、自由振动自由振动是指桥梁结构在受到外力激励之前的自由振动行为。
当桥梁结构受到外力干扰后，会出现固有频率下的自由振动。
自由振动是桥梁在没有外力干扰下的自然振动，也是研究桥梁动力特性的重要基础。
三、强迫振动强迫振动是指桥梁结构在受到外力激励时的振动行为。
在桥梁的正常使用过程中，会受到行车荷载、风力、地震等各种外力的作用，从而引起结构的强迫振动。
通过对桥梁结构的强迫振动进行分析，可以评估结构的动力响应和力学性能。
四、共振现象共振是指外力激励频率与桥梁结构的固有频率非常接近，从而导致结构发生巨大振幅的现象。
共振是桥梁结构动力特性中非常重要和危险的现象，因为共振会导致结构的破坏和失效。
因此，在桥梁设计和施工过程中，必须避免共振的发生。
五、动力特性分析方法为了分析桥梁结构的动力特性，工程师们可以采用多种分析方法。
常见的方法包括模态分析、频率响应分析和时程分析等。
模态分析是通过计算桥梁结构的固有振型和固有频率来进行分析，可以预测结构在不同固有频率下的振动情况。
频率响应分析是通过施加频率变化的外力激励，来分析桥梁结构的响应情况。
时程分析是通过实测或模拟不同的时间历程，来研究桥梁结构在动力加载下的响应和变形情况。
六、桥梁结构动力特性在实际工程中的应用在实际桥梁工程中，准确分析桥梁结构的动力特性对于设计和施工至关重要。
首先，通过分析桥梁的固有频率和自由振动，可以确定结构的稳定性和抗风、抗震能力。
桥梁抗震分析报告
抗震分析报告
1. 模型的建立
采用有限元建立模型，主梁桥墩采用梁单元，考虑到地基条件采用墩底固结，在边墩处采用滑动支座，建立的计算模型见图1。
图1 结构动力计算模型
2. 动力特性：
结构动力特性描述见表1,重要振型的振型图见图2~5。
表1 结构振动周期和振型描述
图2 对称侧弯
图3 主墩纵向弯曲
图4 反对称侧弯
图5 主梁对称竖弯
3. 地震动的输入：
根据场地地质条件，地震动的输入偏安全的采用二类场地，根据《公路工程抗震设计规范》第4.2.3条，放大系数见图2。
地震设防烈度采用7度，水平地震系数K h根据《公路工程抗震设计规范》第1.0.8条采用0.1，竖向地震系数K v取K h/2，即0.05。
水平向和竖向采用相同的放大系数，如图6所示。
采用两种地震动输入方式：1）纵向+竖向；2）横向+竖
向，取前300阶，按CQC法进行组合，方向组合采用SRSS 法。
图6. 二类场地放大系数图
4. 桥梁构件的抗震性能：
1）关键构件部位的弹性地震力见表2
表2 关键构件部位的弹性地震力
注：对于桥墩1方向为竖向，2方向为纵桥向，3方向为横桥向；对于主梁1方向纵桥向，2方向为竖向，
3方向为横桥向。
2）关键构件部位的设计地震力
地震设计力F=Cz*Ci*F E，C z为综合影响系数,偏安全的取为1, C i为重要性修正系数, 《公路工程抗震设计规范》第1.0.4条采用1.7, F E为弹性地震力。
关键构件部位的设计地震力见表3。
表3 关键构件部位的设计地震力
3）关键部位位移见表4
表4 关键部位位移。
桥梁设计中的抗震性能分析
桥梁设计中的抗震性能分析桥梁作为交通运输的重要枢纽，在现代社会中发挥着不可或缺的作用。
然而，地震作为一种不可预测且破坏力巨大的自然灾害，对桥梁的安全构成了严重威胁。
因此，在桥梁设计中充分考虑抗震性能至关重要。
地震对桥梁的破坏形式多种多样。
常见的有桥梁结构的倒塌、桥墩的断裂、梁体的移位以及支座的损坏等。
这些破坏不仅会导致交通中断，还可能造成严重的人员伤亡和财产损失。
为了减少地震带来的危害，桥梁设计中的抗震性能分析就显得尤为重要。
首先，我们来了解一下影响桥梁抗震性能的因素。
桥梁的结构形式是一个关键因素。
不同的结构形式在地震中的表现差异较大。
例如，简支梁桥相对连续梁桥在抗震性能上可能会有所不同。
桥梁的跨度、墩高以及墩的形式也会对其抗震能力产生影响。
较长的跨度和较高的桥墩在地震作用下更容易产生较大的变形和内力。
地基条件也是不可忽视的因素之一。
软弱地基在地震时容易发生较大的变形，从而增加桥梁结构的地震响应。
而坚实的地基则能为桥梁提供更好的支撑，减小地震的影响。
材料的性能同样会影响桥梁的抗震性能。
高强度、高韧性的材料能够更好地承受地震作用下的应力和变形。
在桥梁设计中，抗震设计方法主要包括静力法、反应谱法和时程分析法。
静力法是一种较为简单的方法，但它过于保守，不能准确反映地震的动态特性。
反应谱法考虑了结构的动力特性，能够较为合理地评估结构在地震作用下的响应。
时程分析法则通过直接输入地震波，对结构进行动态分析，可以更精确地模拟地震对桥梁的作用过程。
为了提高桥梁的抗震性能，在设计中通常会采取一系列的措施。
合理的桥梁布局是基础。
例如，尽量使桥梁的质量和刚度分布均匀，避免出现局部薄弱环节。
加强桥墩和桥台的设计，增加其强度和延性。
采用减隔震装置也是一种有效的手段。
常见的减隔震装置有橡胶支座、铅芯橡胶支座等，它们能够有效地减小地震传递到桥梁结构上的能量。
此外，对桥梁进行抗震验算也是必不可少的环节。
通过计算结构在地震作用下的内力和变形，确保其满足抗震要求。
桥梁抗震性能的理论与实验研究
桥梁抗震性能的理论与实验研究桥梁作为交通运输的重要枢纽，在地震发生时其安全性至关重要。
地震可能导致桥梁结构的损坏甚至倒塌，不仅会造成巨大的经济损失，还会威胁到人们的生命安全。
因此，对桥梁抗震性能的研究具有极其重要的意义。
桥梁抗震性能的理论研究是一个复杂而系统的工程。
首先，需要对地震波的特性进行深入分析。
地震波在传播过程中具有不同的频率、振幅和相位，这些因素都会对桥梁结构产生不同程度的影响。
通过对地震波的频谱分析，可以了解其能量分布情况，从而为桥梁的抗震设计提供基础。
在理论研究中，结构动力学是一个关键的领域。
桥梁结构在地震作用下会产生振动，而结构动力学则研究这种振动的规律和特性。
通过建立桥梁结构的数学模型，可以计算出结构的自振频率、振型等动力特性。
这些参数对于评估桥梁在地震中的响应至关重要。
另外，材料力学在桥梁抗震理论中也起着重要作用。
桥梁所使用的材料，如钢材、混凝土等，在地震作用下会表现出不同的力学性能。
研究这些材料在复杂应力状态下的强度、变形和破坏模式，有助于更准确地预测桥梁结构的抗震能力。
有限元分析方法是目前桥梁抗震理论研究中常用的工具之一。
它可以将复杂的桥梁结构离散为多个单元，通过求解方程组来计算结构在地震作用下的响应。
利用有限元软件，可以模拟不同类型的桥梁结构、不同的地震工况，从而为设计提供详细的分析结果。
除了理论研究，实验研究也是评估桥梁抗震性能的重要手段。
振动台实验是其中一种常见的方法。
通过将桥梁模型放置在振动台上，施加模拟的地震波，可以直观地观察桥梁结构的振动情况和破坏模式。
在实验中，模型的制作至关重要。
模型需要按照一定的相似比例缩小，同时要保证材料特性和结构细节的相似性。
这样才能使实验结果能够准确反映实际桥梁的抗震性能。
另外，传感器的布置也是实验中的关键环节。
通过在桥梁模型的关键部位布置位移传感器、加速度传感器等，可以获取结构在地震作用下的位移、加速度等数据，为分析结构的响应提供依据。
桥梁抗震分析报告
桥梁抗震分析报告1工程概况1.1概况综述该桥位于某7度区二级公路上，水平向基本地震加速度值0.15g。
按《中国地震动反应谱特征周期区划图》查的场地特征周期为：0.45s。
然后进行现场勘查测得场地土质的和剪切波速，例如表1 场地体制勘探表层底深度（m）层厚（m）土质描述密度（kN·s2/m4) 剪切波速（m/s)3.0 3.0 亚粘土0.017 1354.0 1.0 细砂0.018 2705.5 1.5 轻亚粘土0.018 2706.7 1.2 亚粘土0.018 2708.5 1.8 细砂0.019 27011.5 3.3 粘土0.019 27011.8 基岩1.2场地类别确定（1）根据公式计算土层平均剪切波速：209.8m/s，（2）然后确定工程场地覆盖层厚度：11.5m，（3）根据规范中桥梁场地类别划分表格，确定场地类别为Ⅱ类场地。
（4）采用地震作用效应与永久作用效应组合进行地基抗震验算。
（5）根据土质判断是否需要抗液化措施，经判断本场地地基不液化，不需要进行抗液化措施。
1.3桥梁概况本桥总体布置为40m+40m+40m的连续刚构桥，截面是单箱单室（如图2.1所示），桥宽9.3m，墩高10m，桥墩截面如图2.2所示。
图1 跨中箱梁截面图2 桥梁布置图图3 V型桥墩构造图预应力布置形式：跨中部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力。
1.4技术指标荷载等级：城-A地震设防烈度：8度设计安全等级：二级结构重要性系数：1.01.5材料（1）混凝土。
主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土。
（2）钢材，采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860（3）预应力：钢束(φ15.2 mm×31)截面面积：Au = 4340 mm2孔道直径：130 mm钢筋松弛系数：选择JTG04和0.3(低松弛)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk)：1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：1.5e-006(1/mm)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：开始点：6mm，结束点：6mm，张拉力：抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa2研究内容、规范及标准2.1研究内容本报告主要进行了以下三方面的工作：（1）桥梁动力特性分析。
桥梁抗震性能实验与分析
桥梁抗震性能实验与分析桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，在保障人员和物资的安全运输方面发挥着关键作用。
然而，地震作为一种不可预测的自然灾害，可能对桥梁结构造成严重破坏，威胁到交通运输的正常运行和人们的生命财产安全。
因此，对桥梁抗震性能进行深入研究和实验分析具有重要的现实意义。
在桥梁抗震性能的研究中，实验是获取关键数据和验证理论模型的重要手段。
通过实验，可以模拟地震作用下桥梁结构的响应，评估其抗震能力，并为设计和加固提供依据。
常见的桥梁抗震实验方法包括振动台实验、拟静力实验和数值模拟实验等。
振动台实验是一种能够较为真实地模拟地震作用的实验方法。
在实验中，将桥梁模型放置在振动台上，通过输入不同强度和频率的地震波，观察桥梁模型的动力响应，如位移、加速度、应变等。
振动台实验可以直观地反映桥梁在地震作用下的整体性能，但由于实验设备和模型制作的限制，通常只能进行缩尺模型实验，可能存在一定的尺寸效应。
拟静力实验则主要用于研究桥梁构件或节点的抗震性能。
在实验中，对构件或节点施加往复荷载，模拟地震作用下的变形和受力情况。
通过测量荷载位移曲线、滞回曲线等，可以评估构件的承载能力、耗能能力和延性等抗震性能指标。
拟静力实验相对简单易行，但无法完全反映地震作用的动力特性。
数值模拟实验则是利用计算机软件建立桥梁的数学模型，通过数值计算模拟地震作用下桥梁的响应。
数值模拟实验可以方便地改变参数，进行大量的计算分析，但模型的准确性和可靠性需要通过实验数据进行验证。
在进行桥梁抗震性能实验时，需要合理设计实验方案，包括模型的相似比、加载制度、测量方案等。
相似比的确定是实验设计的关键之一，要保证模型能够在力学性能上尽可能地反映原型结构的特点。
加载制度的选择应根据实验目的和桥梁的受力特点确定，通常包括单调加载、循环加载等。
测量方案则要确保能够准确获取关键部位的响应数据，如位移传感器、应变片、加速度计等的布置应合理。
以某连续梁桥为例，对其进行抗震性能实验分析。
桥梁结构动力特性分析与抗震设计
桥梁结构动力特性分析与抗震设计桥梁是连接两个地理位置的重要结构，承载着行车和行人的交通需求。
为了确保桥梁的安全和可靠性，桥梁结构的动力特性分析和抗震设计是至关重要的。
本文将探讨桥梁结构的动力特性分析与抗震设计的相关内容。
首先，桥梁结构的动力特性分析是指对桥梁在运行过程中自身的振动特性进行研究和分析。
桥梁的振动主要包括自由振动和受迫振动两种情况。
自由振动是指桥梁在受到外力作用后，没有其他外力作用下的自身振动。
受迫振动是指桥梁在受到外力作用下的振动，比如车辆行驶时的振动。
通过对桥梁的动力特性分析，可以了解桥梁的振动频率、振型以及相关参数，为后续的抗震设计提供依据。
其次，在抗震设计中，地震是一个重要的考虑因素。
地震是地球内部发生的地壳运动造成的地表振动，具有毁灭性的后果。
对桥梁进行抗震设计，目的是使其在地震中能够保持稳定和安全。
抗震设计主要包括结构抗震能力的计算和地震荷载的确定。
结构抗震能力是指桥梁在地震荷载作用下的抗震性能，包括其刚度、强度、耗能性能等。
地震荷载是指地震作用下施加在桥梁上的力，包括水平地震力、垂直地震力等。
通过合理的抗震设计，可以提高桥梁结构的抗震能力，减少地震造成的损害。
在桥梁结构的动力特性分析和抗震设计中，有一些常用的方法和技术。
其中，有限元方法是最常用的一种方法。
有限元方法是一种离散化求解问题的方法，将连续的结构通过有限数量的元素进行离散，建立一个离散的方程组来描述结构的振动特性。
通过求解这个方程组，可以得到桥梁结构在不同振动状态下的振动特性。
此外，谱分析方法也是常用的方法之一。
谱分析方法是通过分析振动信号的频谱特性，来研究结构的动力特性。
通过对桥梁振动信号的谱分析，可以了解其主要振动频率和振型，并结合结构参数进行分析和设计。
除了动力特性分析和抗震设计，桥梁结构还需要考虑其他相关因素。
比如，桥梁结构的材料选择、结构形式设计以及施工工艺等。
在材料选择上，需要考虑到材料的强度、刚度以及抗震能力等因素。
桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法
桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法地震是一种自然灾害，常常给桥梁结构带来巨大的破坏。
为了确保桥梁结构的安全性和可靠性，在设计和施工过程中，必须进行地震动力响应分析，并采取适当的结构加固方法。
本文将对桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法进行探讨。
一、地震动力响应分析地震动力响应分析旨在评估桥梁结构在地震作用下的动力反应，包括位移、加速度和应力等。
通过地震动力响应分析，可以预测桥梁结构在地震中的响应情况，为结构的加固设计提供依据。
在地震动力响应分析中，常用的方法包括等效静力法、地震动力时程分析法和地震反应谱分析法。
等效静力法是一种简化的方法，通过将地震力转化为等效静力，从而进行结构的响应计算。
地震动力时程分析法则是通过数值模型，在给定的地震波动输入下，计算出结构的动力响应。
地震反应谱分析法则是通过将地震波动转换为反应谱，从而评估结构的地震响应。
二、结构加固方法针对桥梁结构的地震动力响应，常采取以下几种结构加固方法，以提高结构的抗震性能：1. 增加结构的刚度：通过加固桥墩或增加纵梁的截面尺寸和数量，可以提高结构的刚度，使其能够更好地抵抗地震力的作用。
此外，可以考虑采用混凝土加固钢筋的方式，增加结构的刚度和强度。
2. 加强连接部位：连接部位是桥梁结构中容易产生破坏的关键位置，对连接部位进行加固，可以提高结构的整体稳定性。
常见的加固措施包括增加连接面积、采用高强度螺栓连接和增加焊缝数量等。
3. 设置减震装置：减震装置是一种常用的桥梁结构抗震措施，通过吸收地震能量，减小结构的动力响应。
常见的减震装置包括液压缓冲器、摩擦式滑移支座和钢板液压阻尼器等。
4. 引入阻力体系：针对某些细长的桥梁结构，可以采用引入阻力体系的方式，通过设置横向和纵向的支撑系统，提高结构的抗震性能。
典型的阻力体系包括双塔斜拉桥和悬索桥等。
5. 增加桥面铺装的延性：在桥面铺装中加入延性材料，如橡胶等，可以有效提升结构的延性和耗能能力，从而减小地震引起的破坏。
桥梁结构抗震能力验算
墩柱设计：在地震作用下将会受到较大剪力和弯矩作 用，由地震反应控制。
另一方面，在强震作用下，通常希望在墩柱中(而不是 在上部结构)形成塑性铰耗散能量，以降低对结构强度 的要求。
墩柱的剪切破坏：脆性破坏，伴随着强度和刚度的急 剧下降。 墩柱的弯曲破坏：延性破坏，多表现为开裂、混凝土剥 落、压溃、钢筋裸露和弯曲等，产生很大的塑性变形。
图5.1给出了得到广泛认可的约束混凝土的应力—应变 曲线，其1 xr
(x c / cc)
(5 1)
式中：fcc 是约束混凝土的峰值纵压应力，εC为混凝土 的纵向压应变，εCC为相应于 fcc 的纵向压应变。
f c 、εCO分别为无约束混凝土的圆柱体抗压强度
延性可分为材料、截面、构件和整体延性等。 延性—般可用以下的无量纲比值μ来表示，其定义为：
式中，Δy和Δmax分 别表示结构首次屈 服和所经历过的最 大变形。延性系数 通常表示成与变形 有关的各种参数的 函数，如挠度、转 角和曲率等。
5.2.2 墩柱容许的最大塑性转角
通过桥梁结构的非线性地震反应时程分析，可得到结 构在强震作用下危险截面的最大塑性转角θp及相应的 轴力水平。
应力—应变关系为： 由平衡条件得：
求和下标j表示截面的第j种材料，Aj为相应面积，积分 号中不是两项相乘，而是函数关系。
由(5.5)和(5.6)可得M—φ关系，一般如下图所示，求解 通常采用数值解法。
对确定的轴向力Np，计算M—φ关系的步骤为：
(b) 选择参考轴，一般选截面形心轴，假定其应变为ε0； (c) 由式(5.4)求出各条带(窄条)的应变ε；
其保守估计值为：
其中，εsu为约束箍筋在最大拉应力时的应变；ρS是
桥梁设计的抗震性能评估
桥梁设计的抗震性能评估在现代交通基础设施中，桥梁作为跨越江河湖海、山谷沟壑的重要建筑物，承担着连接各地、促进经济发展和人员往来的重要使命。
然而，地震作为一种不可预测且破坏力巨大的自然灾害，对桥梁的安全构成了严重威胁。
因此，桥梁设计中的抗震性能评估成为了确保桥梁在地震中安全可靠的关键环节。
地震对桥梁的破坏形式多种多样。
常见的有桥梁结构的整体倒塌、墩柱的弯曲破坏、节点的连接失效、支座的移位和损坏以及梁体的滑落等。
这些破坏不仅会导致交通中断，影响救援和灾后重建工作，还可能造成人员伤亡和巨大的经济损失。
因此，在桥梁设计阶段就充分考虑抗震性能，进行科学合理的评估，是预防地震灾害的重要措施。
要评估桥梁的抗震性能，首先需要对地震动输入进行准确的分析。
地震动是指由地震引起的地面运动，其特征包括振幅、频谱和持续时间等。
通过对地震历史数据的研究和地震危险性分析，可以确定桥梁所在地区可能遭受的地震强度和地震波特征。
目前，常用的地震动输入方法包括确定性方法和概率性方法。
确定性方法基于特定的地震事件和地震断层模型来预测地震动，而概率性方法则考虑了地震发生的不确定性和随机性，通过概率分布来描述地震动的可能特征。
桥梁结构的动力特性也是抗震性能评估的重要因素。
这包括桥梁的自振频率、振型和阻尼比等。
自振频率反映了桥梁结构的固有振动特性，振型则描述了结构在不同振动模式下的变形形态，阻尼比则表示结构在振动过程中能量耗散的能力。
通过建立桥梁的有限元模型，可以计算出这些动力特性参数，并与规范要求和类似桥梁的经验数据进行对比分析。
在评估桥梁抗震性能时，还需要考虑结构的材料性能和构件的力学行为。
桥梁结构通常由混凝土、钢材等材料组成，这些材料在地震作用下的力学性能会发生变化。
例如，混凝土可能会出现开裂、压碎等现象，钢材可能会发生屈服和塑性变形。
因此，需要准确掌握材料在不同受力状态下的强度、变形和耗能能力，以合理模拟桥梁结构在地震中的响应。
桥梁的墩柱是承受地震力的重要构件。
桥梁 PHC 管桩基础抗震性能分析
桥梁 PHC 管桩基础抗震性能分析沈晓燕【摘要】PHC管桩具有良好的经济性能，近年来在大量的土木工程中得到了应用，但目前国内对其抗震性能的研究较少。
对其抗震性能进行深入的研究分析是确保其良好安全性的重要内容。
在此以托徐明高速公路桥梁的PHC管桩试点应用工程实例，进行了地震反应谱分析和时程分析，分析时考虑桩－土－结构相互作用PHC管桩的地震反应。
研究结果表明：桩－土－结构相互作用减小了PHC管桩的地震反映。
普通的PHC管桩很难适应高烈度区桥梁抗震的需要。
通过对普通型PHC管桩的适当加强，扩大了PHC管桩在高烈度区桥梁的适用范围。
【期刊名称】《淮北职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P136-139)【关键词】PHC管桩;地震反应分析;桩-土作用【作者】沈晓燕【作者单位】安徽交通职业技术学院，安徽合肥 230051【正文语种】中文【中图分类】U442.55PHC管桩是一种经济适用的基础形式，但目前在桥梁中应用较少，相关的研究不多。
普通的PHC管桩是否能够适用于高速公路桥梁的需要，必须进行详细的管桩受力性能分析来确定，以从结构理论上解决管桩在桥梁结构的应用问题。
本次分析的总体思路是利用空间程序建立一桥梁的整体模型，真实反映管桩基础的受力状态和机理，首先寻究普通型管桩应用可能性，如果计算结果不理想，再改进现有的普通型管桩。
加强型管桩以不改变现有生产工艺为原则，力求经济和适用。
本文依托徐明高速公路的PHC管桩试点应用项目，详细分析PHC管桩抗震性能。
根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)，确定徐明高速中小跨径桥梁抗震设防类别为B类。
依据桥梁桥址地震活动性及所在线路等级，拟定采用管桩基础的中小跨径桥梁的抗震设防目标见表2-1，抗震性能目标及其验算准则见表2-2。
表中，① 表中M按恒载和地震作用最不利组合(恒载轴力-地震轴力)计算；②Md-截面弯矩设计值；③Mu-截面极限抗弯强度。
混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析
混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析一、引言混凝土桥梁是现代交通建设中不可或缺的一部分，桥梁墩基础是桥梁结构的重要组成部分，其抗震性能的好坏直接影响着桥梁的运行安全。
因此，研究混凝土桥梁墩基础的抗震性能是非常必要的。
二、混凝土桥梁墩基础的抗震设计要求混凝土桥梁墩基础的抗震设计应符合以下要求：1. 满足地震烈度和规定的安全等级要求；2. 基础应保证有足够的抗震强度和刚度；3. 应避免基础的水平位移和旋转；4. 基础的抗震性能应考虑土体的动态效应。
三、混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析方法混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析方法包括以下几种：1. 静力分析法：静力分析法是通过对桥梁墩基础在地震作用下的受力情况进行静力分析，确定其抗震强度和刚度。
2. 动力分析法：动力分析法是根据桥梁墩基础的动力特性，通过地震波的输入和墩基础的反应，计算墩基础的抗震性能。
3. 土-结构耦合分析法：土-结构耦合分析法是将土体与结构进行耦合分析，考虑土体的非线性特性和结构的动态响应，计算墩基础的抗震性能。
四、混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析案例以某公路高速桥梁为例，进行混凝土桥梁墩基础的抗震性能分析。
1. 基础参数：墩柱截面尺寸为1.2m×1.2m，墩柱高度为20m，基础尺寸为4.8m×4.8m×2.5m。
2. 地震参数：设计地震烈度为8度，地震作用时间为10s。
3. 分析方法：采用动力分析法分析墩基础的抗震性能。
4. 分析结果：根据计算结果得出，该墩基础的水平抗震刚度为1.2×10^6N/m，水平抗震弹性周期为1.1s，地震作用下的最大位移为0.01m，墩柱的最大剪力为1.2×10^6N。
五、混凝土桥梁墩基础的加固措施对于已经建成的混凝土桥梁墩基础，如果其抗震性能不足，可以采取以下加固措施：1. 增加墩基础的截面尺寸或高度；2. 在墩基础周围设置加固带；3. 对墩柱进行加固或更换；4. 在墩基础下方设置抗震支撑。
混凝土桥梁振动动态特性测试方法
混凝土桥梁振动动态特性测试方法混凝土桥梁作为现代交通基础设施的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性对于保障交通的顺畅和人民的生命财产安全至关重要。
随着交通荷载的日益增大以及环境因素的不断变化，混凝土桥梁的振动问题逐渐受到重视。
振动动态特性的测试是评估桥梁健康状况的重要手段之一。
本文将探讨混凝土桥梁振动动态特性的测试方法，分析其重要性、挑战以及实现途径。
一、混凝土桥梁振动动态特性概述混凝土桥梁在受到交通荷载、风荷载、地震等外部作用力时，会产生振动响应。
振动动态特性是指桥梁在动态荷载作用下的振动特性，包括频率、振型、阻尼比等参数。
这些参数对于评估桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
1.1 混凝土桥梁振动动态特性的核心内容混凝土桥梁振动动态特性的核心内容主要包括以下几个方面：- 自然频率：桥梁结构在自由振动时的固有频率，反映了桥梁的刚度和质量分布。
- 振型：桥梁振动时的形态，包括横向振动、纵向振动和扭转振动等。
- 阻尼比：桥梁结构振动时能量耗散的能力，与材料特性、结构连接方式等因素有关。
1.2 混凝土桥梁振动动态特性的测试应用混凝土桥梁振动动态特性的测试应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 桥梁健康监测：通过长期监测桥梁的振动动态特性，可以及时发现结构的损伤和退化。
- 桥梁评估与加固：通过对桥梁振动特性的测试，可以评估桥梁的承载能力和耐久性，为桥梁的加固提供依据。
- 桥梁设计优化：振动动态特性的测试结果可以用于指导桥梁设计，优化结构布局和材料选择。
二、混凝土桥梁振动动态特性的测试方法混凝土桥梁振动动态特性的测试方法多种多样，主要包括实验测试和数值模拟两大类。
2.1 实验测试方法实验测试方法是指通过实际测量桥梁在动态荷载作用下的响应来获取振动动态特性的方法。
常用的实验测试方法包括：- 激振法：通过人为施加动态荷载（如锤击、爆炸等）来激发桥梁的振动，然后通过传感器测量桥梁的响应。
- 自由振动法：利用桥梁在受到冲击后产生的自由振动来测量其振动特性。
桩基抗震承载力验算.doc
桩基抗震承载力验算桩基抗震承载力验算？以下带来关于桩基抗震承载力验算不在范围情况，相关内容供以参考。
1、桩基不验算范围根据抗震经验，当满足一定条件时，桩的抗震性能可确保无虞，可不进行桩基的抗震验算，但应满足本节提出的桩基构造要求。
《抗规》4.4.1承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层，且桩基承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于100Kpa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算：一般的单层厂房和单层空旷房屋；2）不超过8层且高度且高度在24m一下的一般民用框架房屋；3）基础荷载与2）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙墙房屋。
本规范第4.2.1条之一款规定的建筑及砌体房屋。
2，非液化地基上的桩基验算桩基的抗震验算方法采用伪静力法，即将传至基础底面的竖向与水平向地震作用视作静力，按前述十三章中的方法核算桩的强度与承载力。
验算时单桩竖向承载力可较静载时提高25%，当按静载实验确定时，竖向承载力安全系数应不小于1.5。
土的横向抗力比例系数m可较静载时提高25%。
桩基承台旁的土或地坪可分担部分水平地震力，目前各地做法不一，现有下列几种考虑土分担荷载的办法；1）考虑地震水平力前方承台旁的土抗力，一般取被动压力的1/3；2)容许承台有1cm左右的水平位移，按m法求出此水平位移时的土反力；3）按日本的经验公式；桩承担的水平力为Hp式18-7-1与18-7-2来自系列塔式建筑的计算，容许水平位移为10mm。
该式在日本应用较多。
Hp之值应在FE之间。
小于0.3FE时取0.3FE，大于0.9FE时取0.9FE。
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Midas城市桥梁抗震分析及验算
④定义弯矩-曲 率曲线
首先定义弹塑性材料特性，包括钢材，约束混凝土，无 约束混凝土。
钢材-两折线模型
混凝土和约束混凝土 Mander模型
无约束混凝土与约 束混凝土的强度要 进行换算，乘上 0.85的系数。
定义弯矩曲率曲线，其中轴力是查看静 力结果得出的。先计算----后添加----最 后选中----再点击计算选择的截面。
A类规则桥梁 ，E1和E2地震 均选择MM法
地震反应谱的确定
根 据 设 计 参 数 ， 选 择 E1 地 震 动反应谱参数。
E1地震作用下反应谱设计参数
E2地震作用下反应谱设计参数
反应谱荷载工况定义
一般情况下，城市桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向X和横桥向Y的地震 作用，横桥向在输入的时候，地震角度填写90度。
• 一、延性设计理念
目录
• 二、Midas 抗震分析前处理
• 三、Midas 抗震分析后处理
• 四、结论
反应谱抗震验算主要桥墩强度验算，能力保护构件的验算参照规 范根据设计要求进行设置验算。
在验算分析参数设置过程中，需要注意很多方面，防止程序无法 进行验算。
验算内容和注意事项见附件。
《公路工程抗震规范》 2014年
2. 桥梁地震破坏
（a）地基失效引起的破坏 例如：在活动断层，或由山体滑坡、崩塌、土体液化产生的破坏。
（b）结构振动引起的破坏 例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合 理。
3. 延性设计
桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑 性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地 震动响应的目的。
类型 Ⅰ
类型 Ⅱ
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桥梁桩基抗震动力特性分析验算
摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。
应用有限单元程序midas/civil与xtract软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。
关键词：桥梁桩基抗震动力特性
中图分类号：u4 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0144-01
桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍采用。
其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。
对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。
另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。
从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。
1、工程概述
巢湖市跨后河河口大桥上部结构为（42.5+69.48+42.5）m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。
支座采用gxp 盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用c30混凝土，普通钢筋采用r235和hrb335钢筋。
1号、2号墩桩基长35m，直径1.3m。
地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以及强分
化千枚岩层。
2、有限元模型分析与验算
2.1 结构抗震模型前处理
全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。
盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则 jtg
b02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。
桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。
根据地基土层特性，通过“m”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。
巢湖市地震基本烈度为ⅶ度，地震反谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度值为0.10g，模态叠加时采用cqc法。
建立地震反应谱曲线e1、e2，对结构进行反应谱分析。
2.2结构抗震模型后处理
（1）荷载标准：永久作用包括自重与二期恒载，偶然作用包括7度烈度e1和e2地震作用下加速度反应谱。
荷载组合如下：
组合ⅰ：恒载+e1纵向与竖向作用组合；组合ⅱ：恒载+e1横向与竖向作用组合；组合ⅲ：恒载+e2纵向与竖向作用组合；组合ⅳ：恒载+e2横向与竖向作用组合。
竖向输入取为水平向输入反应谱的1/2 。
（2）荷载作用下内力值
选取1#、2#墩桩基顶端与承台结合处截面1、2为桩基最不利截面。
通过模拟软件，分别计算各工况下截面内力值。
（3）桩基抗震验算
根据地震作用下桩基的实际轴力值，通过xtrct软件，拟定桩基的弯矩与曲率变化关系，得到初始屈服弯矩与等效屈服弯矩值[4]。
桩基的抗剪承载性能通过加州规范中计算圆形截面抗剪公式[5]。
注：在e1地震作用下，屈服弯矩为初始弯矩值；e2地震作用下，屈服弯矩为等效弯矩值。
由上述验算，通过对桩基动力分析，得到以下结论：在e1地震作用下的结构安全系数均大于1；在e2地震作用下结构安全系数均大于1，结构满足e1及e2地震作用下的抗震性能要求。
3、结论
（1）桥梁桩基抗震前期模型模拟中，要注重对支座的准确模拟。
盆式支座可根据其临界活动摩擦力，采用理想弹塑形弹簧单元模拟。
（2）m法对桩基土弹簧进行模拟，要根据实际的土层地质勘测材料。
才能较真实地模拟出地震作用下的桩土相互作用。
（3）地震作用下的桩基内力值，在输入e2反应谱作用时达最大值。
所以桥梁桩基抗震内力应有e2控制。
参考文献：
[1]公路桥涵抗震设计细则jtg/t b02-01-2008，人民交通出版社，2008
[2]邱顺东.桥梁工程软件midas civil 常见问题解答[m].北京：
人民交通出版社，2009
[3]赵凯，桥梁桩基基础的刚度计算及有限元模拟，engappp-003，2009
[4]杨红.地震作用下基于节点弯矩平衡方式的框架柱屈服机理
分析，重庆建筑大学学报，2000
[5]刘同焰.圆形截面混凝土结构抗剪承载力计算方法探.合肥工业大学出版社，2007。