JTG／T2231-02-2021 公路桥梁抗震性能评价细则

2.1.3地震危险性seismichazard

在未来给定时间内（一般采用50年或100年），给定区域或场地内地震动参数超 过给定值的概率。

2.1.4基本地震动basicgroundmotio

2.1.6E1地震作用

水利管理地震重现期较短的地震作用

2.1.7E2地震作用

2.1.7E2地震作用earthquakeactionE2

地震重现期较长的地震作用。

2.2. 1 作用和作用效应

阻尼调整系数； C 抗震重要性系数，即不同地震重现期地震动峰值加速度与基本地震动峰值 加速度的比值； C 场地系数； c一一黏性填土的黏聚力； K一—非地震条件下作用于台背的主动土压力系数； 地震主动土压力系数； 桥台背面与竖直方向之间的夹角； 填土表面与水平面的夹角

2.2.3材料性能和几何特征

A。核心混凝土面积； Ak一 同一截面上箍筋的总面积； d—基础埋置深度； 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： fek 混凝土轴心抗压强度实测值或标准值； fyh 箍筋抗拉强度实测值或标准值； fk 纵向钢筋抗拉强度实测值或标准值； Sk 箍筋的间距； Y 土的重度； C 台背土的内摩擦角

g——重力加速度； 中.截面极限破坏状态的曲率；

3.0.1根据既有公路桥梁结构的重要性，应按表3.0.1将桥梁分为A类、B类、C 类、D类四个抗震设防类别。

表3.0.1桥梁抗震设防类别

0.1桥梁抗震设防类别

为了与相关标准协调一致，本细则沿用了相关标准中桥梁的分类，即依据跨径和 斤属公路等级将其分为A、B、C、D四类。

3.0.2各抗震设防类别既有桥染的抗震设防目标应符合表3.0.2的规定

各抗震设防类别既有桥梁的抗震设防目标应符合表3.0.2的规定

性能评价细则（JTG/T2231

为了评价出桥梁实际具有的抗震性能，可以不附加人为因素的桥梁分类，直接计 梁在不同地震作用水平下（即分别相当于地震重现期100年及100年以内、500 000年、2000年、2500年）的抗震性能。

梁的抗震重要性系数C；，应按表3.0.3确

表3.0.3地震动水平与 C 的对应关系

注：高速公路和一级公路上的大桥、特大桥，其抗震重要性系数取B类括号内的值

3.0.4桥梁抗震性能评价应在综合考虑结构易损性、地震危险性水平和地震地质灾 害等基础上分为桥梁抗震性能定性评价和桥梁抗震性能详细评价两部分内容。桥梁抗震 生能定性评价以桥梁使用状况、抗震措施和构造细节评价为主；桥梁抗震性能详细评价 以结构和构件的抗震计算分析、构件强度和变形检算为主。

桥梁抗震性能定性评价是在考虑抗震设防水准、地质灾害的基础上，主要强调桥梁 的技术状况（如结构形式、运营管理情况、使用现状、外观施工质量等）、抗震措施和 构造细节等的评价，目的在于快速、简便且保守地筛选抗震性能不良的桥梁，加以排序 后指导优先进行抗震性能的详细评价以及后续的加固改造决策。既有桥梁抗震性能详细 评价应配合现场实际调查和检测、结构抗震需求、能力分析计算等综合评价桥梁的抗震 性能。既有桥梁抗震性能详细评价应依据结构形式、构件的实际材料强度、截面尺寸与 构件细部构造等数据，采用适宜的结构分析方法，分析桥梁结构整体的抗震性能，计算 构件的抗震能力。

3.0.5对河道冲刷条件发生变化的桥梁进行抗震性能评价时，应考虑基础因冲刷引 起桥梁抗震性能的变化。

桥梁基础和抗震设计中通常会考虑冲刷的影响，但考虑到冲刷理论计算与实际情 存在差异，进行桥梁抗震性能评价时，应对桥梁桥址实际遭受冲刷情况进行调查，并 中刷导致桥梁基础裸露情况进行分析。

3.0.6进行构件的抗震检算和评价时，构件的抗震性能应按能力需求比进行判定：

算和评价时，构件的抗震性能应按能力需求比进行判定 需求 能力 <1.0，不满足抗震性能要求 需求

能力、 ≥1.0，满足抗震性能要求 需求 能力 <1.0，不满足抗震性能要求 需求

能力需求比包括承载力能力与需求比和变形能力与需求比，其中变形又包括弹性变 形和延性变形。能力需求比值大于或等于1.0表明该构件在该水准地震作用下不会发生 破坏，小于1.0表明该构件在该水准地震作用下可能发生破坏。从结构体系中构件能力 与需求的最低比值开始，调查其小于1.0的构件，并评价该构件的破坏对整体结构抗震 性能的影响，根据评价结果和地震损伤可能发生的风险水平，最终决定是否对该桥梁进 行加固改造。 地震需求包括上部结构、墩柱、桥台、支座、基础等的弯矩、剪力、轴力值以及支 座、墩柱、基础和伸缩缝等的位移、转角和延性值等。各构件对应响应量的能力为根据 构件的实际尺寸和材料性能经计算分析得到或试验验证所具有的能力值。计算构件的能 力需求比，应明确其是否是可损伤构件，例如支座、挡块等，这类构件中震作用下充许 产生损伤，

3.0.7地震烈度和Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度（A，）的对应关系，见表3

地震烈度和IⅡ类场地基本地震动峰值加速度（A,）的对应关系，见表3.0.7。

表引自《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015）。

3.0.8公路桥梁抗震性能评价报告应包括下列内容： 1 桥梁建设概况； 2 桥梁使用状况与现场调查； 3 桥梁重要性评价； 4 桥梁抗震性能定性评价； 5桥梁抗震性能详细评价。

桥梁建设概况一般包括桥梁设计和建造阶段的相关资料，说明桥梁所在线路等

桥梁建设概况一般包括桥梁设计和建造阶段的相关资料，说明桥梁所在线路等

级，结构形式，跨径组成，材料强度与特性，设计采用的规范、标准，场地地质条件， 建成年代，地震危险性水平等设计建造情况。 2桥梁使用状况与现状调查一般需说明桥梁运营中的使用、维修、养护情况，材 料强度实测，场地地质补充勘察情况，桥梁关键构件（或部位）的现场情况，地基基 础现场情况等。 3桥梁重要性评价一般需说明桥梁在路网中的地位、抗震救灾作用、对经济与国 防安全的影响等，给出地震水准及相应的桥梁抗震性能目标，并与原设计的设防标准进 行对比说明。 4桥梁抗震性能定性评价一般对防落梁措施、支座承载力、桥墩细部构造等进行 评价。 5桥梁抗震性能详细评价一般对桥墩、桥台、基础、支座、梁部的能力与需求进 行评价与说明。 3.0.9对跨线桥梁进行抗震性能评价时，上线桥梁抗震性能水平不应低于下线线路

3.0.9对跨线桥梁进行抗震性能评价时，上线桥梁抗震性能水平不应低于下线 桥梁的标准。

跨线桥梁一旦遭受地震破坏，不仅会影响到自身线路的交通，还会影响到下线交 通，因此，上线桥梁抗震性能水平不应低于下线线路桥梁的标准。

图3.0.10桥梁抗震性能评价基本流程图

1收集桥梁的基本概况、勘察设计资料、施工和峻工验收的相关原始资料、施工 质量和维护状况等，维护状况包括运营以来历次维修和改造资料、灾害事故报告、检查 测试报告等。 2调查桥梁现状与原始资料相符合的程度，查找相关的结构构件缺陷，并根据评 价需要进行现场检测和补充实测数据。 3根据桥梁类别、地震危险性水平进行既有桥梁的抗震性能定性评价。 4根据抗震设防分类、抗震性能目标和地震危险性水平进行既有桥梁各关键构件 强度、变形的检算。 5编制桥梁抗震性能评价报告。

本条明确规定了现有公路桥梁抗震性能评价的主要内容和步骤。 首先，收集桥梁勘测、设计、施工及加固维修的原始资料，进行待评价桥梁的现状 调查。对桥梁进行抗震性能评价时，应补充必要的现场实测数据，则待评价桥梁现状调 查结果主要包含四项内容：①桥梁的使用状况与原设计或竣工时的差异；②桥梁关键构 件（桥墩、支座、减隔震装置、基础、桥台等）存在的问题，应从结构受力的角度， 检查与原设计有无明显的变化；③桥梁使用状况的宏观检测，如损伤位置、损伤程度 等；④现场实测结构材料的强度等。 桥梁抗震性能定性评价以桥梁使用状况、抗震措施和构造细节评价为主，其中构造 细节评价包含桥墩和节点构造评价；抗震措施评价包含墩梁支撑长度防落梁装置、限位 措施、防撞措施、支座类型、抗震不利地段的基础构造措施等的评价。 桥梁抗震性能详细评价以结构和构件的抗震计算分析、构件强度和变形检算为主， 根据设定的不同地震动水平下桥梁的抗震性能目标，对其承载力、变形等进行分析，并 对桥梁结构整体抗震性能作出评价并提出处理意见，编制桥梁抗震性能评价报告。

4桥梁抗震性能定性评价

4.1.1桥梁抗震性能定性评价内容应包括桥墩（台）和节点构造措施评价，以及 、墩梁支承长度、防落梁措施、防撞措施和场地地震地质灾害评价等。

1调查桥墩（台）基础冲刷深度及河床变化情况； 2实测桥墩（台）材料实际的强度等级、特性； 3 检查混凝土桥墩（台）的施工缝是否有加强措施，有无裂缝等病害情况； 4检查钢筋混凝土墩（台）、节点区域、基础有无露筋、裂缝等不良现象； 5检查桥梁支座、锚栓连接、伸缩缝等构件是否完好； 6 检查梁部是否出现裂缝、铰接缝连接不良、局部损伤及影响结构整体性的不利 情况。 4.1.3抗震性能定性评价中各计算参数宜以实测取值；无法进行实测时，可按相关 标准取值

4.1.3抗震性能定性评价中各计算参数宜以实测取值；无法进行实测时，可按相 准取值。

4.2.1对桥墩纵向钢筋配筋率限值进行评价时，评价指标如下： 1墩柱的纵向钢筋宜对称配筋，纵向钢筋的面积不宜小于0.006A。，且不应超过 0.04A，其中A。为墩柱截面面积。 2墩柱纵向钢筋之间的距离不应超过20cm。 4.2.2A、B类桥的桥墩（包括墩梁节点）箍筋最小配箍率和布置评价要求如下： 1对于处于基本地震动峰值加速度大于或等于0.1g场地的桥梁，墩柱潜在塑性铰 区域内加密箍筋的配置，应符合下列要求： 1）加密区的长度不应小于墩柱弯曲方向截面边长的1.5倍或墩柱上弯矩超过最大 弯矩75%的范围；当墩柱的高度与弯曲方向截面边长之比小于2.5时，墩柱加密区的 长度应取墩柱全高。对于桩基直径与桥墩直径相同的桩柱式桥墩，箍筋加密区应延伸至

桥梁抗震性能定性评价

式中：一 轴压比，指结构的最不利组合轴向压力与柱的全截面面积和混凝土轴心抗 压强度设计值乘积之比值； P 纵向配筋率； fck一一混凝土轴心抗压强度实测值或标准值（MPa）； 3墩柱潜在塑性铰区域以外的箍筋体积配箍率不应小于塑性铰区域加密箍筋体积 配箍率的50%

桥梁抗震性能定性评价

值得注意的是：AASHTO规范和Caltrans准则用的f是圆柱体（152mm×305mm） 轴心抗压强度，而我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362）中混凝土单轴抗压强度为棱柱体（150mm×150mm×300mm）单轴抗压强度，不 同混凝土抗压强度之间的换算关系可参照相关规范和教材。

4.2.3对桥墩纵向钢筋在盖梁和承台里的锚固长度进行评价时，墩柱的纵向钢筋应 尽可能地延伸至盖梁和承台的另一侧面，不应在塑性铰区域进行纵向钢筋的连接

4.2.4对于处于基本地震动峰值加速度大于或等于0.1g场地的桥梁，应对高度大于 7m的柱式墩和无横系梁的排架墩的构造细节进行评价

桥墩构造细节评价内容包括纵向钢筋配筋率、最小配箍率、纵筋搭接与锚固长度 等。在一定强度等级的地震作用下，桥梁结构预期部位出现预定长度的塑性铰，是避免 桥梁结构脆性破坏、控制桥梁震害的有效方法。 纵筋配筋率不足会导致延性不足，不利于抗震；但纵筋配筋率过高不仅会影响施工 质量，还会影响延性。因此，纵筋配筋率应在合理范围内，根据本细则第4.2.1条的相 关规定确定。 最小配箍率、纵向钢筋锚固和搭接长度应满足现行相关规范、标准和细则等的最低 要求，从而确保具有足够的延性变形能力。从桥墩延性变形的要求出发，需对桥墩 （包括墩梁节点）最小配箍率、箍筋布置和纵向钢筋在承台和盖梁中的锚固长度进行 评价。

4.3.1评价支座、限位装置和防落梁装置的抗震性能，检查桥梁支座及锚栓 构件是否完好、伸缩缝是否完好。

常见支座形式有天然或合成橡胶支座，单向、双向滑动盆式支座，固定盆式支座与 球型钢支座等；限位装置有钢挡块、混凝土挡块等；防落梁装置有拉杆、拉索等。桥台 和墩上的支座系统常见震害有支座系统的倾覆、滑落，螺栓剪坏或松动，支座垫石破 坏等。

4.3.250年超越概率40%地震作用时，支座应正常工作，其剪切变形、位移、抗滑 稳定性应符合相关规范要求，即承载能力需求比、变形能力需求比大于或等于1.0；50 年超越概率10%地震作用时，如果支座损伤，应综合考虑挡块等防落梁装置对结构整 体抗震性能的影响

支座是传力路径中的关键连接构件，支座破坏也是历次地震中典型的震害形式。在 小震作用（50年超越概率40%地震作用）下，支座应满足承载能力和变形能力需求； 在中震水平（50年超越概率10%地震作用）以上地震作用下，便于更换的板式橡胶支 座可以作为“保险丝式”单元产生摩擦滑移或损伤，地震中中小跨径梁桥的板式橡胶 支座的摩擦滑移作用使得传到桥墩的地震力大大降低，应评价支座失效是否会导致落梁 的风险。

桥梁抗震性能定性评价

式中：上部结构端部向外侧的移动量（cm）； L一上部结构总弧线长度（m）。

4.4.2对相邻主梁之间和主梁与桥台胸墙之间的构造措施进行评价时，应检查 置和使用状态，评价是否会因碰撞导致主梁或胸墙发生严重损伤。

梁式桥中落梁属严重震害，在1970年通海地震、1975年海城地震中，多数桥台胸 墙被撞坏。对相邻梁之间和主梁与桥台胸墙之间的构造细节（如弹性垫块、缓冲装置 和限位结构）进行评价，判定是否设置橡胶垫或其他弹性衬垫等，以避免因碰撞导致 相邻主梁或梁与桥台胸墙发生严重损伤

4.5场地地震地质灾害危险性评价

4.5.1对于建造在抗震不利地段和危险地段的桥梁，应进行场地地震地质灾害危险 性评价。可根据场地勘察和其他相关信息对场地液化、沉降、地表断裂危险性进行初步 评估。

抗震不利地段一般指：软弱黏性土层、液化土层和有严重不均匀地层的地段；地形 陡峭、孤突、岩土松散、破碎的地段；地下水位埋藏较浅、地表排水条件不良的地段。 严重不均匀地层指岩性、土质、层厚、界面等在水平方向变化很大的地层。 抗震危险地段一般指：地震时可能发生滑坡、崩塌的地段；地震时可能塌陷的地

桥梁抗震性能定性评价

段、溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段；河床内基岩具有倾向河槽的构造软弱面，被 深切河槽所切割的地段：发震断裂、地震时可能塌而中断交通的各种地段

4.5.2在地面以下20m范围内存在饱和砂土或饱和粉土（不含黄土）的地基，应对 地基液化的可能性进行评价。当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当地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，I度、温度时可判为不 液化； 2粉土的黏粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，VI度、V度和X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：

式中：d一 地下水位深度（m），宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近 期内年最高水位采用； d.——上覆非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除； db一一基础埋置深度（m），不超过2m时应采用2m； d—液化土特征深度（m)，可按表 4.5.2采用。

表4.5.2液化土特征深度d（m）

经初步判定可能发生液化的桥址场地，宜通过现场勘探对场地的潜在液化可能性本 程度等进行详细的评价，评价场地地基液化对桥梁结构可能造成的损伤程度。 4.5.3基础下主要受力层存在饱和砂土或饱和粉土时，对下列情况可不进行液化影 向的评价： 1对液化沉陷不敏感的桥梁； 2符合本细则第4.5.2条规定不发生液化初步判别要求的桥梁

地基基础的定性评价包括饱和砂土、饱和粉土的液化初判、软土震陷等。对基 陷不敏感的桥梁结构，即基础沉陷对结构抗震性能影响不显著的情况新闻出版标准，可不进行基 化和沉陷的评价。

1 基础和地下水位以下的土层不会液化： 2基础下方且地下水位以上土层为下述一种或多种情况时： 1）更新世（地质年代大于11000年）； 2）坚硬的黏土或黏质粉土； 3）无黏性砂土、粉土和砂砾，其最小修正标准贯入锤击数（N.）c为20次/0.3

本条引自《公路结构物抗震加固改造手册（上册：桥梁）》第3章关于沉降危险性 的初步筛选条件。

4.5.5满足下列条件之一时，可评价为不会发生地表断裂： 1没有穿过桥梁场地的断层迹线，或有断层迹线穿过但断层不是活动断层： 2 桥址在度及I度以下场地； 3 桥址在度及血度以上场地时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大 F60m和90m

本条第1款参考了《公路结构物抗震加固改造手册（上册：桥梁）》第3章关 表断层破裂危险性的初步筛选内容

下地基沉陷的估算： 1桥址在VI度以上场地时，地基土静承载力特征值分别大于80kPa和100kPa； 2桥址在VI度场地时，基础底面以下的软弱土层厚度不大于5m。

4.5.7对于不能满足第4.5.2条、第4.5.4~4.5.5条或无法进行定性评价的场地， 应开展进一步研究装修设计教程，并在桥梁抗震性能详细评价时考虑地质灾害对桥梁抗震性能的 影响。