JTG／T 2231-01-2020  公路桥梁抗震设计规范(完整正版、清晰无水印)

我国处于世界两大地震带即环太平洋地震带和亚欧地震带之间，是一个强震多发国 家。我国地震的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、灾害严重。几乎所 有的省、自治区、直辖市都发生过六级以上的破坏性地震。强烈地震造成了人员伤亡和 极大的经济损失，使建设成果毁于一旦，引发长期的社会、政治和经济问题。公路桥梁 是生命线系统工程中的重要组成部分。在抗震救灾中，公路交通网是抢救人民生命财产 和尽快恢复生产、重建家园、减轻次生灾害的重要环节。 08细则发布实施以来，设计人员在使用过程中发现了一些问题或不方便之处，提 出了一些修改建议。在此期间，国内外公路桥梁抗震技术有了新的发展。为此，在广泛 调研基础上，对08细则进行了修订，制定了本规范，主要对使用过程中发现的问题或 不方便之处进行了修订，同时，消化吸收了一些桥梁抗震设计成熟的新技术，以反映当 前的桥梁抗震设计和研究水平

0.2本规范适用于单跨跨径不超过150m的亏工或混凝土拱桥、下部结构为混 构的梁桥。斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的梁桥和拱桥，除应满足本规 外，尚应进行专门研究。

自20世纪90年代以来，我国桥梁建设发展非常快，修建了大量单跨跨径超过 50m的特大跨径桥梁，以及混凝土斜拉桥和悬索桥等特殊桥梁，因此，有必要将本规 范的适用范围扩大到这些特殊桥梁。但由于特殊桥梁一般规模都很大，结构复杂，涉及 的因素很多，每一座桥可能又有其自身的独特性，规范很难对特殊桥梁的抗震设计给出 全面完整的规定，只能对普遍适用的共性要求做出规定。因此，本规范规定，特殊桥梁 的抗震设计，在满足本规范要求的基础上，根据桥梁的自身特点，进行专门研究和设 计。目前美国、日本和欧洲等国家和地区对特殊桥梁的抗震设计也是要求进行专门研 究的

1.0.3公路桥梁根据其重要性和修复（抢修）的难易程度，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

本规范从我国目前的具体情况出发，考虑到公路桥梁的重要性和在抗震救灾中的作 用，本着确保重点和节约投资的原则，对不同桥梁要求不同的抗震安全度。具体来讲LYT标准规范范本， 将公路桥梁分为A类、B类、C类、D类四个抗震设防类别，并按抗震设防类别确定不 同的设防标准和设防目标。

2.1.8基本地震动峰值加速度

重现期475年的Ⅱ类场地地震动峰值

2.1.9特征周期characteristicperiod

设计加速度反应谱曲线下降段起始点对应的周期，取决于地震环境和场地类另

根据桥梁工程场地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 办调一致的地震，用一对震级和距离的组合来表达

2.1.11多点非一致激励

反映地震动场的空间变异性和空间相关性，表达地震中各个桥墩（台、塔）受 震作用的差异，抗震分析中采用的各个桥墩（台、塔）处不完全相同的地震动

2.1.12液化liquefaction

地表饱和土层在地震中孔隙水压急剧上升，一时难以消散，有效应力减小，导 本抗剪强度大幅降低的现象。多发生在饱和粉细砂中，常表现出喷水、冒沙以及构 元陷、倾倒等现象

液化导致的大范围地表土层的侧向滑动，往往引起桥墩、桥台的倾斜失稳和地表 开裂。

2.1.14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

2.1.15弹性抗震设计

elastic seismic design

elastic seismic design

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 勾件的强度是否满足要求的抗震设计

2.1.16延性抗震设计

延性抗震设计ductilityseismicdesign

ity seismic design

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 交核构件的变形能力是否满足要求的抗震设计

2.1.17延性构件ductilemember

抗震设计中有意设计的通过 变形来耗散地震能量、能够承受E2地震作用 下多个循环的弹塑性变形而强度没有显著退化的结构构件

2.1.18能力保护设计

为保证延性抗震设计桥梁在E2地震作用下，可能出现塑性铰的桥墩的非塑性 基础、盖梁和上部结构等构件不发生塑性变形和剪切破坏，同时桥墩的塑性铰区 生剪切破坏，对上述部位、构件进行的加强设计

2.1.19能力保护构件

采用能力保护设计方法设计的构件。

2.1.20减隔震设计

设计seismicisolation design

在桥梁上部结构和下部结构之间或下部结构与基础之间设置减隔震系统，以增大 体系阻尼和（或）周期，降低结构的地震反应和（或）减小输人到上部结构的 达到预期的防震要求。

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。抗震措施等级 根据桥梁抗震设防类别和抗震设防烈度确定

根据震害经验归纳总结的、对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求，一般 须进行地震作用计算和抗力计算

体与桥墩或桥台间的相对位移而设计的

2.1.24常规桥梁ordinarybridge

2.1.25特殊桥梁special

斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的

A一一水平向基本地震动峰值加速度： E一 地震主动土压力； 作用于台身质心处的水平地震力； E 地震作用效应、永久作用效应和均匀温度作用效应组合后板式橡胶支座或固

水平向基本地震动峰值加速度： 地震主动土压力； Ehau 作用于台身质心处的水平地震大 地震作用效应、永久作用效应禾

定盆式支座的水平力设计值； 顺桥向作用于活动支座顶面处的水平地震力； Eklp 顺桥向作用于固定支座顶面或横桥向作用于上部结构质心处的水平地震力； Emax 固定支座容许承受的最大水平力； Gau 基础顶面以上台身重力； Mep 盖梁质量； M 墩身质量； Msp 上部结构的质量或一联上部结构的总质量； Sm 设计加速度反应谱最大值。

2.2.2 计算系数 Cd 阻尼调整系数： C. 液化抵抗系数 C, 抗震重要性 系数 C 场地系数； K 地基抗震 容许 承载力调整 KA 非地震条 件7 作用于台背 的主动士压 乐力系数； K. 地震主动 压力系数； 1 α 土层液化影 向折减系数； mep 盖梁质量换 算系数； np 墩身质量换算 系数。 2.2.3 几何特征 db 基础埋置深度 d. 纵向钢筋的直 经 d. 上覆非液化土层厚度 d 地下水位深度； do 液化土特征深度； ler 有效截面抗弯惯性矩； 箍筋的间距； S Zt 板式橡胶支座橡胶层总厚度； 0 斜交角； S 曲线梁的中心角

2.2.5延性设计参数

3.1桥梁抗震设防分类和设防标准

桥梁抗震设防类别应按 震救灾以及在经济、国防上具有 义的桥梁或破坏后修复 （抢修 应提高抗震设防类别

表3.1.1桥梁抗震设防类别

为确保重点和节约投资，将公路桥梁分为A类、B类、C类和D类四个抗震设防类 别，A类抗震设防要求最高，B类、C类和D类抗震设防要求依次降低。 3.1.2A类、B类和C类桥梁应采用两水准抗震设防，D类桥梁可采用一水准抗震 设防。在E1和E2地震作用下，桥梁抗震设防目标应符合表3.1.2的要求

为确保重点和节约投资，将公路桥梁分为A类、B类、C类和D类四个抗震设 ，A类抗震设防要求最高，B类、C类和D类抗震设防要求依次降低。

3.1.2A类、B类和C类桥梁应采用两水准抗震设防，D类桥梁可采用一水准 防。在E1和E2地震作用下，桥梁抗震设防目标应符合表3.1.2的要求。

表3.1.2桥梁抗震设防目标

E1地震作用下，要求各类桥梁在弹性范围工作，结构强度和刚度基本保持不变。 E2地震作用下，A类桥梁局部可发生开裂，裂缝宽度也可以超过容许值，但混凝土保 护层保持完好，因地震过程的持续时间比较短，地震后，在结构自重作用下，地震过程 中开展的裂缝一般可以闭合，不影响使用，结构整体反应还在弹性范围。B类、C类桥 梁在E2地震作用下要求不倒塌，但结构强度不能出现大幅度降低，对钢筋混凝土桥梁 教柱，其抗弯承载能力降低幅度不超过20%。 在E2地震作用下，斜拉桥和悬索桥如允许桥塔进入塑性，将产生较大变形，从而 使结构受力体系发生大的变化，例如，可能出现部分斜拉索或吊杆不受力的情况，甚至 导致桥梁跨塌等严重后果。采用减隔震设计的桥梁，通过减隔震装置耗散地震能量，就 能有效降低结构的地震响应，使桥梁墩柱不进入塑性状态。此外，若允许桥梁墩柱进入 塑性状态形成塑性铰，将导致结构的耗能体系混乱，还可能导致过大的结构位移和计算 分析上的困难。因此，规定B类、C类中的斜拉桥和悬索桥以及采用减隔震设计的桥梁 抗震设防目标应按A类桥梁要求执行

注：。为重力加速度，各等级抗震措施的具体规定见本规范第11章

级公路上的B类大桥、特大桥。其抗震重要性系数取B

3.1.4立体交叉的跨线桥梁的抗震设防标准应不低于其跨越的下线工程的抗震设防 标准。

立体交叉的跨线桥梁一旦遭受地震破坏，不仅会影响到上线交通，还会影响到 交通，因此，按上、下两线中较高的抗震设防标准来进行抗震设计。如果跨越其他 成构筑物（如铁路），也按本条要求执行

3.2地震作用的基本要求

3.2.1公路桥梁抗震设计的地震作用，应采用桥梁所在地区的基本地震动峰值加速 度和反应谱特征周期，按场地条件和本规范第3.1.3条第2款规定的抗震重要性系数调 整确定

对桥梁工程场地进行专门的地震安全性评价时，除应符合现行《工程场地地

3.2.3对桥梁工程场地进行专门的地震安全性评价时，除应符合现行

3.3.1根据桥梁抗震设防类别及抗震设防烈度，桥梁抗震设计方法可分为下列三类： 11类，应进行E1和E2地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足本规范第 3.4节的要求以及相关构造和抗震措施的要求。 22类，应进行E1地震作用下的抗震分析和抗震验算，并应满足相关构造和抗震 措施的要求。 33类，应满足相关构造和抗震措施的要求，可不进行抗震分析和抗震验算

为确保桥梁结构的抗震安全性，同时尽可能减小计算工作量，本规范对各抗震设防 类别、抗震设防烈度的桥梁规定了相应的抗震设计要求和抗震设计内容。总的原则是要 求抗震设防类别、抗震设防烈度高的桥梁做更精细的抗震设计。根据抗震设计要求和抗 震设计内容的不同，本规范将抗震设计方法分为三类

3.3.2桥梁抗震设计方法应按表3.3.2

表3.3.2桥梁抗震设计方法选用

注：工拱桥、重力式桥墩和桥台的抗震设计方法可

参照现行国内外相关桥梁抗震设计规范，本规范规定，对V度区的B类、C类、D 类桥梁，可只需满足相关构造和抗震措施要求，无须进行抗震分析；对I度、度和X 度区的D类桥梁，可只进行E1地震作用下的抗震计算和验算，并满足相关构造和抗震 措施要求；坛工拱桥、重力式桥墩和桥台一般为混凝土结构，结构尺寸大，基本无延 性，不能考虑延性抗震设计，因此规定可只进行E1地震作用下的抗震设计【该规定沿 用了《公路工程抗震设计规范》（JTJ004一1989）（简称“89规范”）和08细则的规 定，现有经验表明，照此设计的桥梁在实际地震中表现良好]；对其他桥梁，则需进行 E1和E2地震作用下的抗震计算和验算，并满足相关构造和抗震措施要求

3.3.3桥梁抗震设计可采用图3.3.3的抗震设计流程进行。

3.4桥梁结构抗震体系

图3.3.3抗震设计流程图

3.4.1桥梁结构抗震体系应符合下列规定： 1有可靠和稳定的传力途径。 2 有明确、可靠的位移约束，能有效地控制结构地震位移，防止落梁。 有明确、合理、可靠的能量耗散部位。 4有避免因部分结构构件的破坏而导致结构倒塌的能力

3.4.1桥梁结构抗震体系应符合下列

为承担水平向和竖向地震作用。 本条是在归纳总结历次地震震害教训基础上给出的规定，目的是避免地震作用下桥 梁结构出现整体破坏和倒，保证交通生命线不致中断

3.4.2对B类和C类梁桥，可采用下列两种抗震体系： 1类型I：地震作用下，桥梁的弹塑性变形、耗能部位位于桥墩。典型单柱 柱墩的耗能部位，即潜在塑性铰区域如图3.4.2所示。

图3.4.2连续梁、简支梁桥单柱墩和双柱墩的耗能部位（潜在塑性铰区域）示意图

（图中“网”代表潜在塑性铰区域）

2类型Ⅱ：地震作用下，桥梁的耗能部位位于桥梁上、下部结构的连接构件，包 括减隔震支座和耗能装置。

对钢筋混凝土桥梁，目前国内外采用的结构抗震体系主要有两类：一类是按延性抗 震设计的桥梁，地震作用下利用桥梁墩柱发生塑性变形，延长结构周期，耗散地震能 量。对这类结构，允许发生塑性变形的耗能部位一般选择在易于检查和修复的构件上 图3.4.2给出了单柱墩和双柱墩的适宜耗能部位示意图。对有系梁双柱墩，在墩柱和系

梁的节点部位也可能发生塑性变形，一般考虑塑性变形发生在系梁上。另一类为按减隔 震设计的桥梁，地震作用下，利用桥梁上、下部结构的连接构件（支座、耗能装置） 发生塑性变形或增大阻尼，延长结构周期，耗散地震能量，从而减小结构地震反应。据 此，本规范将桥梁结构抗震体系分为两类。 地震作用下，桥梁结构的耗能部位在抗震设计时预先确定，对结构的变形能力进行 校核，同时确保结构的其他部位不能比耗能部位更薄弱。 一般来讲，桥梁结构形式越规则，刚度和强度分布越均匀，其抗震性能越好。因 此，桥梁不同墩柱的高差尽量不要太大，斜桥的斜交程度和曲线桥的曲线程度也尽量 减小

3.4.3对采用抗震体系类型1的桥梁，抗震设计时，墩柱、系梁应作为延性构件设 计，桥梁基础、盖梁、支座、梁体和节点宜作为能力保护构件，墩柱的抗剪强度应按能 力保护原则设计。 条文说明 美国1971年发生的圣费尔南多地 度正价米抗 震设计理念和设计方法发展的转折点， 人们在震害调查和研 究基 础上认识到了结构延性能力对结构抗震的 重要性。经过数十年 的研究发展，目前国内 桥梁抗震设 十 规范都采用延性抗震设计方法取代了以前单纯依 靠强度的抗震设计方法 20世纪70 代，新西兰学者Park等提出 了结构抗震设计方法 中的一个重要原则 能力保护设 原则，并最早在新西兰 的混凝土结构设计规范 (NZS3101,1982) 中 得到应用。随后这个设计原则逐渐被世界各国的桥梁抗震设计规 范所采用。 能力保护设计原则的基本思想和电路设计中采用保险丝的原理是一样的，即在结构 设计中，使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异，确保结构损伤只 发生在延性构件预先选择的部位上， 同时确保结构不发生脆性破坏。一般来讲，基于能 力保护设计原则的结构设计过程如下： （1）选择合理的结构布局 （2）选择地震作用下结构预期出现弯曲塑性铰的合理位置，保证结构能形成一个 适当的塑性耗能机制，通过强度和延性设计，确保塑性铰区域截面的延性能力。 （3）确立适当的强度等级，确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏（如 剪切破坏、黏结破坏等），并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件（能力保护构件）处 于弹性反应范围。 具体到梁桥，按能力保护设计原则设计，需考虑以下几方面： （1）潜在塑性铰的位置一般选择在墩柱上，墩柱按延性构件设计，可以发生弹塑 性变形，耗散地震能量。 （2）墩柱的设计剪力值按能力保护设计原则进行计算，为与墩柱的极限弯矩（考 虑超强系数）所对应的剪力。在计算剪力设计值时，考虑所有塑性铰位置以确定最大

（2）选择地震作用下结构预期出现弯曲塑性铰的合理位置，保证结构能形成一个 适当的塑性耗能机制建筑施工组织设计，通过强度和延性设计，确保塑性铰区域截面的延性能力。 （3）确立适当的强度等级，确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏（如 剪切破坏、黏结破坏等），并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件（能力保护构件）处 于弹性反应范围。 具体到梁桥，按能力保护设计原则设计，需考虑以下几方面： （1）潜在塑性铰的位置一般选择在墩柱上，墩柱按延性构件设计，可以发生弹塑 性变形，耗散地震能量。 （2）墩柱的设计剪力值按能力保护设计原则进行计算，为与墩柱的极限弯矩（考 虑超强系数）所对应的剪力。在计算剪力设计值时，考虑所有塑性铰位置以确定最大

的设计剪力。 （3）盖梁、节点及基础按能力保护构件设计，其设计弯矩、设计剪力和设计轴力 为与墩柱的极限弯矩（考虑超强系数）所对应的弯矩、剪力和轴力。在计算盖梁、节 点及基础的设计弯矩、设计剪力和设计轴力时，考虑所有塑性铰位置以确定最大的设计 弯矩、设计剪力和设计轴力

规范第7.5节的要求，可选择下列措施之一： 1采用其他类型支座，根据选择的支座类型确定抗震体系类型，并按本规范相关 见定进行抗震设计。 2通过专项设计设置梁体限位装置，根据是否允许支座产生相对滑动确定抗震体 系类型。 1）在确保支座不产生相对滑动的条件下，由限位装置和支座共同传递水平地震 力，可按抗震体系类型I进行抗震设计。 2）如允许支座和梁底产生相对滑动，在确保支座和墩（台）顶不产生相对滑动以 及不发生落梁破坏的条件下，应按抗震体系类型Ⅱ进行抗震设计。抗震分析应采用非线 生时程分析方法，考虑支座的滑动效应、限位装置的非线性特性的影响

我国中小跨径桥梁广泛采用板式橡胶支座，梁体直接搁置在支座上，支座与梁底和 敦（台）顶无螺栓连接。汶川地震震害表明，采用这种支座布置形式时，在地震作用 下，梁底与支座顶面容易产生相对滑动，导致较大的梁体位移，甚至出现落梁破坏。对 于板式橡胶支座，在E2地震作用下，其抗滑性能不能满足要求的情况下，可以采用其 他类型支座或梁体位移约束装置。 对于更换支座类型的方案，更换采用的支座类型不同，桥梁的抗震体系也可能不 同。如选用减隔震支座，则按抗震体系类型Ⅱ进行抗震设计，满足本规范第10章减隔 震设计的要求。 对采用梁体限位装置的方案，需要同时满足正常使用要求（即不影响正常使用） 和抗震要求，不同类型限位装置的特性也可能不同，计算分析也相对复杂，由于目前这 方面的设计经验还不够多，因此规定通过专项设计设置梁体限位装置，即根据实际情况 在开展一定研究的基础上进行设计。 如允许支座和梁底产生相对滑动，可有效降低桥梁墩柱承受的水平地震力，实际上 是一种减隔震体系，因此规定按抗震体系类型Ⅱ进行抗震设计，即桥梁墩柱、基础等的 设计满足减隔震设计的要求，不允许桥梁墩柱形成塑性铰，以避免耗能体系的混乱。支 座的滑动效应、限位装置的非线性特性对地震响应的影响较大，因此抗震分析时需 考虑。

3.4.5地震作用下办公楼标准规范范本，连续梁桥固定支座水平抗震能力不满足本规范的要求时，可通 过计算设置连接梁体和墩柱间的剪力键，由剪力键承受支座所受水平地震力，或按本规 范第10章的要求进行减隔震设计

纵向地震作用下，多跨连续梁桥的固定支座一般要承受较大的水平地震力，可能出 现支座不能满足抗震验算要求的情况。对于这种情况，如固定墩及固定墩基础具有足够 的抗震能力，能满足相关的抗震性能要求，可以通过计算设置剪力键，由剪力键承受支 座所受水平地震力

3.4.6一般情况下，多跨桥梁的桥台不宜作为抵抗梁体地震惯性力的构件，桥台处 宜采用活动支座，桥台上的横向抗震挡块宜设计为在E2地震作用下可以损伤。如需利 用桥台承担部分梁体地震惯性力，则应进行专门研究和设计