公路桥梁抗震设计细则doc.docx
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公路桥梁抗震设计细则doc
中华人民共和国行业推荐性标准
公路桥梁抗震设计细则
GuidelinesforSeismicDesignofHighwayBridges
JTG／TB02-01—2008
主编单位：
重庆交通科研设计院
批准部门：
中华人民共和国交通运输部
实施日期：
2008年10月01日
中华人民共和国交通运输部
公告
2008年第27号
关于公布公路桥梁抗震设计细则
（JTC／TB02—01—2008）的公告
现公布《公路桥梁抗震设计细则》（JTC／TB02—01-2008），作为公路工程行业推荐性标
准，自2008年10月1日起施行，原《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）中相应部分同时废
止。
该细则的管理权和解释权归交通运输部，日常解释及管理工作由主编单位重庆交通科研设
计院负责。
请各有关单位在实践中注意总结经验，若有修改意见请函告重庆交通科研设计院，
以便修订时研用。
特此公告。
中华人民共和国交通运输部
二OO八年八月二十九日
前言
根据交通部《关于下达1999年度建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知》（交
通部公路发[1999]82号），由重庆交通科研设计院组织对《公路工程抗震设计规范》（JTJ00489）
桥梁抗震设计部分进行修订，编写《公路桥梁抗震设计细则》。
在编写过程中，编写组开展了相关的专题研究工作，吸取了国内有关科研、院校、设计等
单位的研究成果和实际工程经验；参考、借鉴了国内外先进的抗震类标准规范。
2005年10月完成征求意见稿后，对全国交通、铁路、建设和地震部门的有关单位和个人广
泛地征求了意见。
根据反馈意见和建议，经反复讨论、修改，于2008年7月完成编写任务。
修订后的《公路桥梁抗震设计细则》共有11章、4个附录。
修订的主要内容包括：
（1）扩大了适用范围，增加了非规则桥梁的抗震设计内容；对斜拉桥、悬索桥、单跨跨径
超过150m的特大跨径梁桥和拱桥，给出了抗震设计原则和有关规定；增加了减隔震桥梁的设计
原则和有关规定。
（2）修订了相应的设防标准和设防目标，采用了两水平设防、两阶段设计的抗震设计思想，
由单一的强度抗震设计修改为强度和变形双重指标控制的抗震设计。
（3）补充、细化了场地和地基部分的有关规定。
（4）修订了地震作用部分，修订了水平设计加速度反应谱，反应谱周期由5s增加到10s，增
加了场地系数、阻尼调整系数、竖向设计加速度反应谱等内容，增加了地震作用分量组合、设
计地震动时程等有关规定，取消了综合影响系数。
补充修订了地震土压力计算公式。
（5）增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定，增加了延性构造细节设计的有
关规定。
（6）增加了抗震分析建模原则和抗震分析方法等有关规定。
（7）修订了抗震措施的有关规定。
各单位在使用过程中，若发现问题或提出意见和建议，请及时与主编单位联系（地址：
重
庆市南岸区学府大道33号，邮编：
400067，电话：
），以便修订时研用。
主编单位：
重庆交通科研设计院
参编单位：
同济大学
中国地震局工程力学研究所
清华大学
长安大学
大连理工大学
云南省公路科学研究所
交通部公路科学研究院
主要起草人：
唐光武李建中陶夏新秦权刘健新林家浩张力许晓锋李桓兴
王克海郑罡黄福伟
1总则
1．0．1为贯彻执行《中华人民共和国防震减灾法》，实行预防为主的方针，减轻公路桥梁的
地震破坏，保障人民生命财产安全，减少经济损失，更好地发挥公路交通网的功能及其在抗震
救灾中的作用，制定本细则。
1．0．2本细则主要适用于单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。
斜拉桥、
悬索桥、单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥，可参照本细则给出的抗震设计原则进行设
计。
1．0．3本细则根据公路桥梁的重要性和修复（抢修）的难易程度，将桥梁抗震设防分为A类、B
类、C类和D类四个抗震设防类别，分别对应不同的抗震设防标准和设防目标。
1．0．4抗震设防烈度为6度及6度以上地区的公路桥梁，必须进行抗震设计。
1．0．5本细则适用于抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区的公路桥梁抗震设计。
抗震设
防烈度大于9度地区的桥梁和有特殊要求的大跨径或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，按
有关专门规定执行。
1．0．6抗震设防烈度必须按国家规定权限审批、颁发的文件（图件）确定。
一般情况下，抗震
设防烈度可采用现行《中国地震动参数区划图》规定的地震基本烈度。
对桥址已作过专门地震
安全性评价的桥梁，应按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。
1．0．7公路桥梁的抗震设计，除应符合本细则的要求外，尚应符合国家、行业其他有关标准
规范的规定。
2术语、符号
2．1术语
2．1．1抗震设防烈度seismicfortificationintensity
按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
2．1．2抗震设防标准seismicfortificationcriterion
衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和公路桥梁使用功能的重要性确定。
2．1．3地震作用earthquakeaction
作用在结构上的地震动，包括水平地震作用和竖向地震作用。
2．1．4E1地震作用earthquakeactionEl
工程场地重现期较短的地震作用，对应于第一级设防水准。
2．1．5E2地震作用earthquakeactionE2
工程场地重现期较长的地震作用，对应于第二级设防水准。
2．1．6地震效应seismiceffect
由地震作用引起的桥梁结构内力与变形等效应的总称。
2．1．7设计基本地震动加速度designbasicaccelerationofgroundmotion
重现期为475年的地震动加速度的设计取值。
2．1．8特征周期characteristicperiod
抗震设计用的加速度反应谱曲线下降段起始点对应的周期值，取决于地震环境和场地类别。
2．1．9设定地震scenarioearthquake
根据场址地震危险性概率估计、区域地震动衰减关系确定的与设防地震动协调一致的地震，用
震级和距离对表达。
2．1．10非一致地震动输入multi-support-excitation
特大跨径桥梁抗震分析，尤其是时程分析中各个桥墩的地震动输入有所不同，反映了地震动场
的空间变异性和空间相关性。
2．1．11液化liquefaction
地震中覆盖土层内孔隙水压急剧上升，一时难以消散，导致土体抗剪强度大大降低的现象。
多
发生在饱和粉细砂中，常伴生喷水、冒砂以及构筑物沉陷、倾倒等现象。
2．1．12侧向滑移lateralspreading
伴随液化发生的较大范围地基土水平方向移动的现象。
2．1．13抗震概念设计seismicconceptdesign
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。
2．1．14弹性抗震设计elasticseismicdesign
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。
2．1．15延性抗震设计ductilityseismicdesign
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。
2．1．16延性构件ductilemember
延性抗震设计时，允许发生塑性变形的构件。
2．1．17能力设计capacitydesign
为确保延性抗震设计桥梁可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区、基础和上部结构构件不发生塑
性变形和剪切破坏，必须对上述部位、构件进行加强设计，以保证非塑性铰区的弹性能力高于
塑性铰区。
2．1．18能力保护构件capacityprotectedmember
采用能力保护设计原则设计的构件。
2．1．19减隔震设计seismicisolationdesign
在桥梁上部结构和下部结构或基础之间设置减隔震系统，以增大原结构体系阻尼和（或）周期，
降低结构的地震反应和（或）减小输入到上部结构的能量，达到预期的防震要求。
2．1．20抗震措施seismicmeasure
地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。
2．1．21抗震构造措施detailsofseismicmeasures
根据抗震概念设计原则，一般不需计算，对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
2．1．22常规桥梁ordinarybridge
包括单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。
2．1．23特殊桥梁specialbridge
包括斜拉桥、悬索桥、单跨跨径150m以上的梁桥和拱桥。
2．2符号
2．2．1作用和作用效应
2．2．3几何特征
2．2．4材料指标
2．2．5延性设计参数
2．2．6其他参数
3基本要求
3．1桥梁抗震设防目标及设防分类和设防标准
3．1．1各抗震设防类别桥梁的抗震设防目标应符合表3．1．1的规定。
3．1．2一般情况下，桥梁抗震设防分类应根据各桥梁抗震设防类别的适用范围按表3．1．2
的规定确定。
但对抗震救灾以及在经济、国防上具有重要意义的桥梁或破坏后修复（抢修）困难
的桥梁，可按国家批准权限，报请批准后，提高设防类别。
3．1．3A类、B类和C类桥梁必须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计。
D类桥梁只须进
行E1地震作用下的抗震设计。
抗震设防烈度为6度地区的B类、C类、D类桥梁，可只进行抗震措
施设计。
3．1．4各类桥梁的抗震设防标准，应符合下列规定：
1各类桥梁在不同抗震设防烈度下的抗震设防措施等级按表3．1．4—1确定。
3．1．5立体交叉的跨线桥梁，抗震设计不应低于下线桥梁的要求。
3．2确定地震作用的基本要求
3．2．1各类公路桥梁抗震设计要考虑的地震作用，应采用所在地区抗震设防烈度相应的设计
基本地震动加速度和反应谱特征周期以及本细则第3．1．4条第2款规定的抗震重要性系数来表
征。
3．2．2公路桥梁抗震设防烈度和设计基本地震动加速度取值的对应关系，应符合表3．2．2
的规定。
3．2．3对场址进行专门的地震安全性评价时，除符合现行《工程场地地震安全性评价》（GBl7741）
的规定外，确定抗震设防标准及地震作用时还应满足本细则的相关规定。
3．3抗震设计流程图
3．3．1桥梁抗震设计应采用图3．3．1的抗震设计流程进行。
3．4作用效应组合
3．4．1公路桥梁抗震设计应考虑以下作用：
1永久作用，包括结构重力（恒载）、预应力、土压力、水压力。
2地震作用，包括地震动的作用和地震土压力、水压力等。
3．4，2作用效应组合应包括永久作用效应+地震作用效应，组合方式应包括各种效应的最不
利组合。
4场地和地基
4．1场地
4．1．1桥位选择应在工程地质勘察和专门工程地质、水文地质调查的基础上，按地质构造的
活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价，应查明对公路桥梁抗震有利、不利和
危险的地段，宜充分利用对抗震有利地段。
4．1．2在抗震不利地段布设桥位时，宜对地基采取适当抗震加固措施。
在软弱黏性土层、液
化土层和严重不均匀地层上，不宜修建大跨径超静定桥梁。
4．1．3各级公路桥位宜避绕抗震危险地段，对于高速公路、一级公路必须通过抗震危险地段
时，宜作地震安全性评价分析。
4．1．4对地震时可能因发生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段，应估计其淹没和溃决的影响范
围，合理确定路线的高程，选定桥位。
当可能因发生滑坡、崩塌而改变河流流向，影响岸坡和
桥梁墩台以及路基的安全时，应采取适当措施。
4．1．5桥梁工程场地土层剪切波速按下列要求确定：
1A类桥梁，由工程场地地震安全性评价工作确定。
2B类桥梁，可通过现场实测确定。
现场实测时钻孔数量应满足如下要求：
中桥不少于1个，大
桥不少于2个，特大桥宜适当增加。
3C类和D类桥梁，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状按表4．1．5划分土的类型，
并结合当地的经验，在表4．1．5的范围内估计各土层的剪切波速。
4．1．6工程场地覆盖层厚度按下列要求确定：
1一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m／s的坚硬土层或岩层顶面的距离确定。
2地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2．5倍的土层，且其下卧岩土剪切波速不
小于400m／s时，可按地面至该土层顶面距离确定。
3剪切波速大于500m／s的孤石、透镜体，应视同周围土层。
4土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
4．1．7土层平均剪切波速按下式计算：
4．1．8桥梁工程场地类别，根据土层平均剪切波速和场地覆盖土层厚度，按表4．1．8的规
定划分为四类。
4．1．9桥梁工程场地范围内有发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价。
1当符合下列条件之一时，可不考虑发震断裂错动对桥梁的影响：
1）抗震设防烈度小于8度。
2）非全新世活动断裂。
3）抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于
60m和90m。
2当不能满足上述条件时，宜采取下列措施：
1）A类桥梁应尽量避开主断裂，抗震设防烈度为8度和9度地区，其避开主断裂的距离为桥墩边
缘至主断裂带外缘分别不宜小于300m和500m。
2）A类以下桥梁宜采用跨径较小便于修复的结构。
3）当桥位无法避开发震断裂时，宜将全部墩台布置在断层的同一盘（最好是下盘）上。
4．2地基的承载力
4．2．1地基抗震验算时，应采用地震作用效应与永久作用效应组合。
4．2．2地基抗震承载力容许值应按下式计算：
4．2．3柱桩的地基抗震容许承载力调整系数可取1．5，摩擦桩的地基抗震容许承载力调整系
数可根据地基土类别按表4．2．3取值。
4．3地基的液化和软土地基
4．3．1存在饱和砂土或饱和粉土（不含黄土）的地基，除6度设防外，应进行液化判别；存在
液化土层的地基，应根据桥梁的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应措施。
4．3．2当在地面以下20m范围内有饱和砂土或饱和粉土（不含黄土），符合下列条件之一时，
可初步判别为不液化或不考虑液化影响：
1地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时，7度、8度时可判为不液化。
2粉土的黏粒（粒径小于0．005mm的颗粒）含量百分率，7度、8度和9度分别不小于10、13和16
时，可判为不液化土。
3天然地基的桥梁，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液
化影响：
4．3．3当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下15m
深度范围内土的液化；当采用桩基或埋深大于5m的基础时，尚应判别15—20m范围内土的液化。
当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值Ncr时，应判为液
化土。
当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。
在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：
4．3．4对存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度，按下式计算每个钻孔的液
化指数，并按表4．3．4综合划分地基的液化等级。
4．3．5抗液化措施应根据桥梁重要性类别及地基的液化等级按表4．3．5确定。
4．3．6全部消除地基液化沉降的措施，应符合下列规定：
1采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分），应按计算确定。
2采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于1m。
3采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）加固时，应处理至液化深度下界，且
处理后复合地基的标准贯入锤击数不宜小于按第4．3．3条确定的液化判别标准贯入锤击数临
界值。
4用非液化土替换全部液化土层。
5采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1
／2且不小于基础宽度的1／5。
4.3．7部分消除地基液化沉降的措施应符合下列规定：
1处理深度应使处理后的地基液化指数减小，其值不宜大于5。
2加固后复合地基的标准贯入锤击数不宜小于按第4．3．3条确定的液化判别标准贯入锤击数
临界值。
3基础边缘以外的处理宽度，应符合第4．3．6条第5款的规定。
4．3．8减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合采用下列各项措施：
1选择合适的基础埋置深度。
2调整基础底面积，减少基础偏心。
3加强基础的整体性和刚度。
4减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式
等。
4．3．9当地基内有液化土层时，液化土层的承载力（包括桩侧摩阻力）、土抗力（地基系数）、
内摩擦角和黏聚力等，可根据液化抵抗系数Ce予以折减。
折减系数α应按表4．3．9采用。
液化
土层以下地基承载力的提高系数，应符合本细则第4．2节的规定；液化土层以上地基承载力不
宜提高。
在计算液化土层以下地基承载力时，应考虑其重力。
5地震作用
5．1一般规定
5．1．1各类桥梁结构的地震作用，应按下列原则考虑：
1一般情况下，公路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。
2抗震设防烈度为8度和9度的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构，以及竖向作用引起的
地震效应很重要时，应同时考虑顺桥向X、横桥向Y和竖向Z的地震作用。
3地震作用分量组合。
采用反应谱法或功率谱法同时考虑三个正交方向（水平向X、Y和竖向Z）的地震作用时，可分别
单独计算X向地震作用产生的最大效应召Ex、Y向地震作用产生的最大效应EY与Z向地震作用产生
的最大效应刀Ez。
总的设计最大地震作用效应E按下式求取：
4当采用时程分析法时，应同时输入三个方向分量的一组地震动时程计算地震作用效应。
5．1．2地震作用可以用设计加速度反应谱、设计地震动时程和设计地震动功率谱表征。
5．1．3A类桥梁、桥址抗震设防烈度为9度及9度以上的B类桥梁，应根据专门的工程场地地震
安全性评价确定地震作用。
桥址抗震设防烈度为8度的B类桥梁，宜根据专门的工程场地地震安
全性评价确定地震作用。
工程场地地震安全性评价应满足以下要求：
1桥址存在地质不连续或地形特征可能造成各桥墩的地震动参数显著不同，以及桥梁一联总长
超过600m时，宜考虑地震动的空间变化，包括波传播效应、失相干效应和不同塔墩基础的场地
差异。
对反应谱法或功率谱法应取场地包络反应谱或包络功率谱。
2桥址距有发生6．5级以上地震潜在危险的地震活断层30km以内时，A类桥梁工程场地地震安
全性评价应符合以下规定：
考虑近断裂效应要包括上盘效应、破裂的方向性效应；注意设计加
速度反应谱长周期段的可靠性；给出顺断层方向和垂直断层方向的地震动2个水平分量。
B类桥
梁工程场地地震安全性评价中，要选定适当的设定地震，考虑近断裂效应。
其他桥梁的地震作用，按本章以下各节的规定确定。
5．2设计加速度反应谱
5．2．1水平设计加速度反应谱。
阻尼比为0．05的水平设计加速度反应谱S（图5．2．1）由下式确定：
5．2．3特征周期rs按桥址位置在《中国地震动反应谱特征周期区划图》上查取，根据场地类
别，按表5．2．3取值。
5．2．4阻尼调整系数，除有专门规定外，结构的阻尼比ζ应取值0．05，式（5．2．2）中的阻
尼调整系数Cd取值1．0。
当结构的阻尼比按有关规定取值不等于0．05时，阻尼调整系数Cd应按
下式取值。
5．3设计地震动时程
5．3．1已作地震安全性评价的桥址，设计地震动时程应根据专门的工程场地地震安全性评价
的结果确定。
5．3．2未作地震安全性评价的桥址，可根据本细则设计加速度反应谱，合成与其兼容的设计
加速度时程；也可选用与设定地震震级、距离大体相近的实际地震动加速度记录，通过时域方
法调整，使其反应谱与本细则设计加速度反应谱兼容。
为考虑地震动的随机性，设计加速度时程不得少于三组，且应保证任意两组间同方向时程由式
（5．3．2）定义的相关系数ρ的绝对值小于0．1。
5．4设计地震动功率谱
5．4．1已作地震安全性评价的桥址，设计地震动功率谱要根据专门的工程场地地震安全性评
价的结果确定。
5．4．2未作地震安全性评价的桥址，可根据设计地震震级、距离，选用适当的衰减关系推算；
或根据设计加速度反应谱按下式估算（单边功率谱）：
5.5地震主动土压力和动水压力
5．5．1E1地震作用抗震设计阶段，应考虑地震时动水压力和主动土压力的影响，在E2地震作
用抗震设计阶段，一般不需考虑。
5．5．2地震土压力按附录D规定计算。
桥台后填土无黏性时，地震时作用于桥台台背的主动
土压力也可按下列简化公式计算：
抗震设防烈度为9度地区的液化区，桥台宜采用桩基。
其作用于台背的主动土压力可按式
（5．5．2—3）计算。
5．5．3地震时作用于桥墩上的地震动水压力应分别按下列各式进行计算：
6抗震分析
6．1一般规定
6．1．1本章适用于单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥等常规桥梁的抗震
分析，对于墩高超过40m，墩身第一阶振型有效质量低于60％，且结构进入塑性的高墩桥梁应
作专项研究。
6．1．2常规桥梁抗震设计流程可参见图6．1．2—1和图6．1．2—2。
6．1．3根据在地震作用下动力响应特性的复杂程度，常规桥梁分为规则桥梁和非规则桥梁两
类。
表6．1．3限定范围内的梁桥属于规则桥梁，不在此表限定范围内的梁桥属于非规则桥梁，
拱桥为非规则桥梁。
6．1．4根据第6．1．3条的规则桥梁和非规则桥梁分类，各类桥梁的抗震分析计算方法可参
见表6．1．4。
6．1．5地震作用下，桥台台身地震惯性力可按静力法计算。
6．1．6在进行桥梁抗震分析时，E1地震作用下，常规桥梁的所有构件抗弯刚度均按毛截面计
算；E2地震作用下，延性构件的有效截面抗弯刚度应按式（6．1．6）计算，但其他构件抗弯刚
度仍按毛截面计算。
6．1．7D类桥梁、圬工拱桥、重力式桥墩和桥台，可只进行E1地震作用下结构的地震反应分
析。
6．1．8对于上部结构连续的桥梁，各桥墩高度宜尽可能相近。
相邻桥墩高度相差较大导致刚
度相差较大的情况，宜在刚度较大的桥墩处设置活动支座或板式橡胶支座。
6．1．9不宜在梁桥的矮墩设置固定支座，矮墩宜设置活动支座或板式橡胶支座。
6．1．10在高烈度区，宜尽量避免采用对抗
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