15.1  自上世紀(jì)80年代，我國橋梁建設(shè)發(fā)展非常快，修建了大量單跨跨徑超過150m的特大跨徑橋梁，以及大跨徑的斜拉橋和懸索橋等特殊橋梁。這類橋梁一般在日常的交通和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中占據(jù)非常重要的地位，并常常處于震后交通生命線的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位，部分橋梁甚至還承擔(dān)電力、城市用水等的輸送功能，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與性能目標(biāo)應(yīng)根據(jù)其功能需求進(jìn)行深入的研究，故不在本規(guī)范加固適用范圍內(nèi)。

15.2  抗震評估

15.2.1  對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能的評估的原因來自兩個(gè)方面，首先是地震中橋梁的嚴(yán)重破壞后震害的修復(fù)或加固；其次是隨著新規(guī)范的頒布執(zhí)行、設(shè)計(jì)方法的發(fā)展和更新，需要對按以前方法設(shè)計(jì)的或根本就沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的橋梁的抗震性能進(jìn)行評估。橋梁抗震性能評估及加固過程不同于新建橋梁的抗震設(shè)計(jì)，在對橋梁進(jìn)行抗震評估后，并結(jié)合投資效益分析確定橋梁是否需要加固以及加固的標(biāo)準(zhǔn)。既有公路橋梁有相當(dāng)一部分未考慮抗震設(shè)防，有些雖然考慮了抗震設(shè)防，但與現(xiàn)行《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）的規(guī)定相比，并不能滿足相應(yīng)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且隨著抗震理論水平的發(fā)展和震害經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也進(jìn)行了改進(jìn)。橋梁抗震性能評估及加固過程不同于新建橋梁的抗震設(shè)計(jì)，在對橋梁進(jìn)行抗震評估后，并結(jié)合投資效益分析確定橋梁是否需要加固以及加固的標(biāo)準(zhǔn)。

15.2.3  首先確定最危險(xiǎn)及最需要加固的結(jié)構(gòu)，可稱為優(yōu)先研究階段；其次是對需要加固的橋梁進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析階段。并非一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國家中的所有可能遭受震害的橋梁均要同時(shí)進(jìn)行加固，有些橋梁即使在地震中遭到一定的破壞，但仍能滿足運(yùn)行的要求，或者在降低車輛荷載等級后無需加固仍可繼續(xù)使用。在選擇需要加固的橋梁時(shí)，除了最危險(xiǎn)的橋梁需優(yōu)先考慮之外，同時(shí)也受到橋梁的重要性、結(jié)構(gòu)的實(shí)際破壞情況和經(jīng)濟(jì)實(shí)力等因素的制約。

對既有公路橋梁進(jìn)行抗震性能評價(jià)和抗震加固時(shí)，待評價(jià)的公路橋梁應(yīng)根據(jù)路線等級及橋梁的重要性和修復(fù)（搶修）的難易程度，按新編公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范將公路橋梁分為A 類、B 類、C 類、D 類四個(gè)抗震設(shè)防類別。A 類橋梁是指位于高速公路和一級公路上的主跨徑超過150 米的特大型橋梁（不含引橋及引道），B 類橋梁是指高速公路和一級公路上的除A 類以外的橋梁及二級公路上的大橋、特大橋等，C 類橋梁是指屬A、B、D 類以外的公路橋梁，D 類橋梁是指位于三、四級公路上的抗震次要的橋梁。

在抗震評估的優(yōu)先研究階段，主要從以下幾個(gè)主要方面著手：

A

(a)橋梁結(jié)構(gòu)的重要性；

(b) 結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)的易損性，結(jié)構(gòu)易損性不但與結(jié)構(gòu)的形式有關(guān)（如：橋梁的跨數(shù)、上下部結(jié)構(gòu)的連接情況、橋墩的形式、橋臺的布置等），而且與橋梁設(shè)計(jì)時(shí)間及建筑質(zhì)量有關(guān)，有些橋梁沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，有些橋梁的抗震設(shè)計(jì)單一依據(jù)強(qiáng)度方法，而對延性的考慮不夠，橋墩在地震作用下的耗能能力很差；

(c) 基礎(chǔ)及場地的特征，主要包括砂土液化的可能性、場地土的類型等；

(d) 橋梁所在地區(qū)的設(shè)防烈度；

(e) 結(jié)構(gòu)建造的年代。

15.2.4 按新編公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，對于不同重要性的橋梁，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)概率采取相近的原則：當(dāng)遭受橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)發(fā)生概率較高的地震E1影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)發(fā)生概率較低的地震E2影響時(shí)，應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)加固修復(fù)后仍可繼續(xù)使用。其中，根據(jù)新編公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，地震E1為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為63.2%的地震作用；而地震E2為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為2%的地震作用。

15.2.5  根據(jù)歷次大地震橋梁震害的調(diào)查和大量的實(shí)驗(yàn)、理論研究結(jié)果，公路橋梁的地震破壞主要為：（1）承臺的抗剪及抗傾覆性能不足，導(dǎo)致承臺傾覆；（2）橋墩塑性鉸的抗彎、抗剪強(qiáng)度及變形能力不足，導(dǎo)致橋墩破壞；（3）橋墩鋼筋的連接及錨固性能導(dǎo)致橋墩破壞；（4）蓋梁與橋墩的節(jié)點(diǎn)處的破壞；（5）樁基的強(qiáng)度、橋梁支座連接等破壞。因此對現(xiàn)有橋梁的抗震性能評估應(yīng)從這下幾方面著手。

對既有公路橋梁進(jìn)行抗震性能評價(jià)時(shí)，應(yīng)根據(jù)一般調(diào)查時(shí)所掌握的資料，通過與現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的比較，確定待評價(jià)橋梁抗震的抗震性能水平。

地震需求為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，包括：墩柱、橋臺、支座、基礎(chǔ)等的彎矩、剪力、軸力值以及支座、墩柱、基礎(chǔ)和伸縮縫等的位移、轉(zhuǎn)角和延性值等；能力為根據(jù)構(gòu)件的實(shí)際尺寸和材料經(jīng)計(jì)算分析得到或試驗(yàn)驗(yàn)證所具有的能力值。

能力/地震需求比值大于等于1 表明該構(gòu)件在該水準(zhǔn)地震作用下不會發(fā)生破壞，小于1 表明該構(gòu)件在該水準(zhǔn)地震作用下，可能發(fā)生破壞。從結(jié)構(gòu)中最低的比值開始，調(diào)查每一比值低于1 的構(gòu)件，評價(jià)由于該構(gòu)件的破壞對整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震抗震性能的影響，從而確定評價(jià)結(jié)果。如果被評價(jià)某構(gòu)件的破壞導(dǎo)致不可接受的后果，經(jīng)加固后的構(gòu)件滿足了抗震性能，這時(shí)仍需對整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行重新評價(jià)。當(dāng)加固好的構(gòu)件改變了結(jié)構(gòu)其他構(gòu)件的響應(yīng)，也必須對其進(jìn)行重新評價(jià)，重新計(jì)算各構(gòu)件的抗震能力/地震需求比值，重新評價(jià)各構(gòu)件的抗震性能。

15.2.6 地震E1作用下，結(jié)構(gòu)處在彈性工作范圍，可采用反應(yīng)譜方法和線性時(shí)程方法計(jì)算，對于規(guī)則橋梁，由于其可簡化為單自由度，因此可考慮采用簡化的單模態(tài)反應(yīng)譜方法計(jì)算。地震E2作用下，由于結(jié)構(gòu)已進(jìn)入彈塑性工作范圍，對于非規(guī)則橋梁只有采用非線性時(shí)程的方法才能正確預(yù)計(jì)結(jié)構(gòu)的非線性地震反應(yīng)；但對于規(guī)則橋梁，可以利用結(jié)構(gòu)的彈性反應(yīng)，采用修正系數(shù)的方法來考慮彈塑性效應(yīng)，因此可采用簡化方法。

15.2.7由于重力式橋墩一般為混凝土等結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸大、延性能力低，因此可只考慮進(jìn)行地震影響E1作用下的抗震性能評估。D類橋梁是指位于三、四級公路上的抗震次要的橋梁，也只考慮進(jìn)行地震影響E1作用下的抗震抗震性能評估。

15.2.8 為了簡化橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算及抗震設(shè)計(jì)和校核，將梁式橋、高架橋，根據(jù)其結(jié)構(gòu)在地震作用下動(dòng)力響應(yīng)的復(fù)雜程度分為兩大類，即規(guī)則性橋梁和非規(guī)則性橋梁。對于規(guī)則性橋梁的抗震評估、設(shè)計(jì)與校核，根據(jù)目前積累的大量震害經(jīng)驗(yàn)及理論研究成果，采用簡化計(jì)算方法和設(shè)計(jì)校核步驟就可以很好把握其在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性，并使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足預(yù)期的性能要求。對于非規(guī)則性橋梁，由于其動(dòng)力響應(yīng)特性的復(fù)雜程度，采用簡化計(jì)算方法不能很好的把握其動(dòng)力響應(yīng)特性，因此對非規(guī)則性橋梁，要求采用比較復(fù)雜的分析方法和設(shè)計(jì)校核過程來保證其在實(shí)際地震作用下的性能滿足要求。

若實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)可以近似簡化為單自由度系統(tǒng)的動(dòng)力反應(yīng)，則這類結(jié)構(gòu)稱為規(guī)則性橋梁結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個(gè)定義，規(guī)則性橋梁的地震反應(yīng)應(yīng)以一階振型為主，進(jìn)而可以采用本規(guī)范建議的各種簡化計(jì)算公式進(jìn)行分析。對規(guī)則性橋梁采用簡化的設(shè)計(jì)、校核過程也可以保證其能夠滿足規(guī)范規(guī)定的預(yù)期抗震設(shè)計(jì)性能目標(biāo)。

顯然，要滿足規(guī)則性橋梁這個(gè)定義，實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)在跨數(shù)、幾何形狀、質(zhì)量分布、剛度分布以及橋址的地質(zhì)條件上等需要服從一定的限制。具體地講，要求實(shí)際橋梁的跨數(shù)不應(yīng)太多，跨徑不宜太大（避免軸壓力過高），在橋梁縱向和橫向上的質(zhì)量分布、剛度分布以及幾何形狀都不應(yīng)有突變，相鄰橋墩的剛度差異不應(yīng)太大，橋墩長細(xì)比應(yīng)處于一定范圍，橋址的地形、地質(zhì)沒有突變，而且橋址場地不會有發(fā)生液化和地基失效的危險(xiǎn)等等。對彎橋和斜橋，要求其最大圓心角和斜交角應(yīng)處于一定范圍；對安裝有隔震支座和（或）阻尼器的橋梁，則不屬于規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)定義范圍。為了便于實(shí)際操作，此處對規(guī)則性橋梁給出了一些規(guī)定。迄今為止，國內(nèi)還沒有對規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)的定義范圍作專門研究，這里僅借鑒國外一些橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定并結(jié)合國內(nèi)已有的一些研究成果.

15.3 橋墩加固方法

15.3.1  在美國，自從1989 年Loma Prieta 地震后，改進(jìn)橋梁下部結(jié)構(gòu)（橋墩、柱、蓋梁和基礎(chǔ)）抗震性能的加固措施受到大量的研究和發(fā)展。尤其在加州San Diego 大學(xué)對大量新建的和加固的橋墩、柱進(jìn)行了試驗(yàn)研究。這些研究項(xiàng)目主要是研究各種加固措施對提高橋墩、柱構(gòu)件的彎曲、剪切強(qiáng)度和橋墩的彎曲延性能力的有效性。既有橋梁的鋼筋混凝土橋墩通常在彎曲延性能力和剪切強(qiáng)度方面存在不足。彎曲強(qiáng)度不足可能是由于在塑性鉸區(qū)的縱筋搭接不足或縱筋提前截?cái)嘣斐傻?。對于鋼筋混凝土橋墩、柱，目前?yīng)用比較多的加固技術(shù)有加大截面法、鋼管外包加固方法、復(fù)合材料加固方法等。

加大截面法是一種常用的墩柱加固方法，在原有墩柱的表面增加一層混凝土及縱向鋼筋和橫向鋼筋，增加的橫向鋼筋能提高墩柱的剪切強(qiáng)度及延性能力，而縱向鋼筋能否提高墩柱的彎曲強(qiáng)度則取決于縱筋是否錨固在承臺中，承臺也必須加固以便承受增加的剪力及傾覆彎矩。若縱筋在承臺表面處被切斷，則彎曲強(qiáng)度不會增加，由于外包混凝土對核心混凝土的約束作用，提高了墩柱的延性能力。加大截面加固方法通常采用的截面形式有圓形、矩形等，加固方式可分為全截面加固和部分加固方法。為提高加固后墩柱的延性能力，必須保證加大截面對原有墩柱截面的約束作用，對圓形墩柱而言比較容易實(shí)現(xiàn)，可采用密布箍筋或螺旋式箍筋，而對于矩形或方形墩柱截面，則采用添加輔助箍筋，同時(shí)鑿去原有墩柱轉(zhuǎn)角處的混凝土，并采用多角形箍筋，可獲得較好的約束效果。

鋼管外包技術(shù)：這個(gè)技術(shù)最初是針對圓柱橋墩提出的。采用兩塊半圓形的鋼管現(xiàn)場沿豎向接縫焊接，鋼管內(nèi)徑比橋墩直徑略大，空隙中灌注添加微膨脹劑的水泥沙漿，鋼管的下端與承臺頂面有3-5cm 的間隙，防止橋墩在地震作用下彎曲時(shí)因鋼管的受壓而增加截面的彎曲強(qiáng)度。鋼管提供的是有效的被動(dòng)約束應(yīng)力，這種被動(dòng)約束應(yīng)力來自于混凝土受壓而引起的膨脹受到鋼管環(huán)向強(qiáng)度和剛度的限制。類似的效果當(dāng)橋墩發(fā)生對角剪切破壞裂縫時(shí)也存在。因此，鋼管可被看作連續(xù)的環(huán)向箍筋。對于矩形橋墩，為了提供類似于圓柱橋墩的連續(xù)的約束效果，建議加固時(shí)采用橢圓形的鋼管，較大空隙可灌注與原橋墩（柱）同標(biāo)號的混凝土。加固后的矩形橋墩具有很好的彎曲和抗剪能力。矩形鋼管對提高橋墩、柱的抗剪能力是有效的。但橋墩進(jìn)行抗剪加固時(shí)必須保證足夠的彎曲延性能力，但矩形鋼管提供的延性能力很差。

復(fù)合材料加固方法：通過外包組合纖維/環(huán)氧樹脂套管來實(shí)現(xiàn)約束效果已經(jīng)通過試驗(yàn)的研究得到證實(shí)。在橋墩的關(guān)鍵區(qū)域如橋墩底部可由無應(yīng)力纖維/環(huán)氧樹脂纏繞套管提供被動(dòng)約束應(yīng)力。這個(gè)加固技術(shù)試驗(yàn)研究表明可有效提高圓形橋墩的彎曲延性能力和抗剪強(qiáng)度?，F(xiàn)場安裝和耐久性等因素是否能滿足要求是該項(xiàng)技術(shù)能否應(yīng)用的關(guān)鍵。

15.3.2 引用美國：“Seismic RetrofittingManual for Highway Bridges”的規(guī)定。

15.3.3 引用美國“SeismicRetrofitting Manual for Highway Bridges”的規(guī)定。

圖 15.1曲率分部模式

1  平截面假定。

2  剪切應(yīng)變的影響忽略不計(jì)。

3  鋼筋和混凝土之間無滑移現(xiàn)象。

4  采用前述的鋼筋和混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系。

用條帶法求彎矩－曲率關(guān)系時(shí)有兩種方法，對于給定的軸力，采用逐級加荷載法和逐級加變形法。逐級加荷載法的主要問題是每改變一次荷載，截面曲率和應(yīng)變都要同時(shí)改變,而且加載到最大彎矩之后，曲線進(jìn)入軟化段，很難確定相應(yīng)的曲率和應(yīng)變，一般采用逐級加曲率法。

15.3.9 對于規(guī)則橋梁的單柱墩，由于可簡化為單自由體系，E2水平地震作用下，墩頂?shù)娜菰S位移可以根據(jù)塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，參考美國《加州抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，按3.1.3條計(jì)算出。對于雙柱墩橫向，由于很難根據(jù)塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力直接給出計(jì)算墩頂?shù)娜菰S位移的計(jì)算公式，建議采用靜力推導(dǎo)方法（Pushover），計(jì)算墩頂容許位移。

15.3.10 地震中大量鋼筋混凝土墩柱的剪切破壞表明：在墩柱塑性鉸區(qū)域由于彎曲延性增加會使混凝土所提供的抗剪強(qiáng)度降低。為此，各國對墩柱塑性鉸區(qū)域的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了許多研究，ACI－319－89 要求在端部塑性鉸區(qū)域當(dāng)軸壓比小于0.05時(shí)，不考慮混凝土的抗剪能力，新西蘭規(guī)范NZS－3101中規(guī)定當(dāng)軸壓比小于0.1時(shí)，不考慮混凝土的抗剪能力。而我國《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》沒有對地震荷載作用下的鋼筋混凝土墩柱抗剪設(shè)計(jì)作出特別的規(guī)定，工程設(shè)計(jì)中缺乏有效的依據(jù)，只能套用普通設(shè)計(jì)中采用的斜截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式來進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，存在較大缺陷。因此，對增大截面法加固的橋墩，采用《美國加州抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》的抗剪計(jì)算公式，但對其混凝土提供抗剪能力計(jì)算公式進(jìn)行了簡化，具體如下。

《美國加州抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》的抗剪計(jì)算公式中塑性鉸區(qū)域內(nèi)混凝土提供的名義抗剪應(yīng)力為：

15.4  橋梁基礎(chǔ)加固方法

15.4.1  在橋梁抗震加固中，基礎(chǔ)的加固可能是最昂貴的。發(fā)現(xiàn)的缺陷主要有承臺彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、承臺/柱剪切強(qiáng)度、橋墩縱筋錨固、樁承載力和抗傾覆能力等不足。

15.4.2 由于承臺頂部鋼筋較少，使承臺與樁的抗拉連接不足導(dǎo)致承臺的彎曲強(qiáng)度較低。底部鋼筋也可能不足，尤其對于寬的承臺，遠(yuǎn)離橋墩的鋼筋發(fā)揮的作用很低。

15.4.3 如果超過一倍承臺厚度的范圍內(nèi)，則這些鋼筋提供的抗彎強(qiáng)度是很少的，除非允許承臺中發(fā)生較大的延性變形。

15.4.5 當(dāng)受到情況限制無法采用增加鋼筋混凝土來提高承臺的彎曲強(qiáng)度時(shí)，可以使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固。預(yù)應(yīng)力管宜穿過原有的承臺，如果不允許，也可從增加的鋼筋混凝土中穿過，但后一種方式效果可能比前一種要差。

 承臺剪切強(qiáng)度不足時(shí)的加固比彎曲強(qiáng)度加固要復(fù)雜的多。在大多數(shù)既有承臺中，在橋墩壓力和基礎(chǔ)、樁反力之間的剪力是由承臺內(nèi)對角受壓部分的混凝土承擔(dān)的，這往往要求承臺底部的鋼筋錨固牢固，作成90 度彎鉤。如果對角受壓部分混凝土傾斜角度少于30 度，或底部受拉鋼筋錨固不足，則需通過增加承臺厚度（這將增加混凝土抗剪機(jī)構(gòu)承受的能力）、或穿過承臺的豎向鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋（相當(dāng)于增加額外的箍筋）水平向穿過承臺的預(yù)應(yīng)力筋（一般用于增強(qiáng)彎曲強(qiáng)度，同時(shí)也可增強(qiáng)抗剪能力）來提高承臺的抗剪能力,如圖15.3

圖15.3 承臺剪切強(qiáng)度加固

15.4.6 擴(kuò)大基礎(chǔ)（承臺）或樁基礎(chǔ)支撐承臺在地震作用下可能發(fā)生上拔（提離）。這中響應(yīng)有時(shí)是可以允許的。當(dāng)傾覆彎矩小于墩柱的彎曲強(qiáng)度時(shí)，這種承臺搖擺可以起到隔震的效果，從而避免墩柱、承臺發(fā)生屈服。然而當(dāng)搖擺的位移很大或承臺可能發(fā)生破壞，這時(shí)需進(jìn)行加固，以提高抗傾覆的能力。增加拉力樁一般與增大承臺平面尺寸同時(shí)應(yīng)用。值得指出的是，利用地基錨固很難從地基錨固中得到主動(dòng)的拉力，因此，當(dāng)發(fā)揮地基錨固作用以提高傾覆抗力之前，承臺就可能會發(fā)生較大的位移而達(dá)不到預(yù)期效果。

15.5  減隔震加固措施

15.5.1  在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，引入隔震技術(shù)的目的就是利用隔震裝置在滿足正常使用功能要求的前提下，達(dá)到延長結(jié)構(gòu)周期，消耗地震能量，降低結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。因此，對于橋梁的隔震設(shè)計(jì)，最重要的因素就是設(shè)計(jì)合理、可靠的隔震裝置并使其在結(jié)構(gòu)抗震中充分發(fā)揮作用。即橋梁結(jié)構(gòu)的大部分耗能、塑性變形應(yīng)集中于這些裝置，允許這些裝置中在罕遇地震作用下發(fā)生大的塑性變形和存在一定的殘余位移，而結(jié)構(gòu)其它構(gòu)件的響應(yīng)基本為彈性或有限塑性。應(yīng)注意到，當(dāng)隔震裝置采用的是鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座時(shí)，已改變了傳統(tǒng)鋼支座等提供的約束關(guān)系，其與傳統(tǒng)的鋼支座不同，不再是提供簡單的“固定”、“可動(dòng)”約束條件，而是彈性約束條件。為設(shè)計(jì)人員提供了一種比較自由的方式來確定分配到下部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件中的水平力，改善了整個(gè)橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力。此外，在橋梁結(jié)構(gòu)中使用隔震裝置還具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

通過設(shè)計(jì)隔震系統(tǒng)，可改善降低后的地震力在下部結(jié)構(gòu)各支座間的分布，以保護(hù)橋墩、橋臺，必要時(shí)還保護(hù)上部結(jié)構(gòu)。

對結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)采用隔震，可以調(diào)節(jié)橫向剛度，因而可改善結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)平衡，降低地震力。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)隔震段在平面圖上又細(xì)又長時(shí)，有時(shí)可以通過調(diào)節(jié)隔震支座的橫向剛度使得下部結(jié)構(gòu)的剛度近似相等，從而達(dá)到調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

上部結(jié)構(gòu)隔震可用來減小或消除在設(shè)計(jì)水準(zhǔn)地震下下部結(jié)構(gòu)超出彈性范圍的現(xiàn)象，在難以檢查或修復(fù)的地方，如部分埋置的橋墩和它們的基礎(chǔ)，可避免在這些部位發(fā)生嚴(yán)重的非彈性變形。

采用隔震系統(tǒng)后，在同等造價(jià)情況下可獲得比傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)高的抗震性能，如保護(hù)墩柱。

這些隔震支座在正常使用條件下，由溫度、收縮、徐變等變形引起的抗力很小，這為城市高架橋梁中超多跨連續(xù)梁橋的采用，即減少伸縮縫的使用提供了可能，使連續(xù)梁橋一聯(lián)的長度增加，大大改善了行車條件并降低了維護(hù)費(fèi)用。

同傳統(tǒng)非隔震橋梁比，在經(jīng)歷較大地震后，隔震裝置的更換比較容易，維修時(shí)間和費(fèi)用均比較低，而傳統(tǒng)橋梁的抗震加固在時(shí)間、費(fèi)用上一般比較高。值得指出的是，隔震技術(shù)的應(yīng)用并不是在任何情況下均適用。對于基礎(chǔ)土層不穩(wěn)定，易于發(fā)生液化的場地；下部結(jié)構(gòu)柔性大，橋梁結(jié)構(gòu)本身的固有周期比較長；位于場地特征周期比較長，延長周期可能引起地基與橋梁結(jié)構(gòu)共振以及支座中出現(xiàn)較大負(fù)反力等情況，不宜采用隔震技術(shù)。

15.5.2  橋梁減隔震設(shè)計(jì)就是通過引入隔震裝置來延長結(jié)構(gòu)的周期，達(dá)到改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的目的，以避開地震能量相對集中的頻段，并利用耗能裝置來抑制結(jié)構(gòu)的位移，從而達(dá)到全面降低結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的目的。因此，在地震作用下應(yīng)以隔震裝置抗震為主，非彈性變形和耗能宜主要集中于這些裝置，而其它構(gòu)件（如橋墩等）的抗震為輔。為了使大部分變形集中于隔震裝置，就必須使隔震裝置的水平剛度遠(yuǎn)低于橋墩、橋臺、基礎(chǔ)等的剛度。因此規(guī)范強(qiáng)行規(guī)定隔震設(shè)計(jì)的橋梁，其隔震周期至少應(yīng)為非隔震周期的2倍以上。

15.5.3  當(dāng)減隔震裝置采用的是鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座等類似的橡膠型減隔震裝置時(shí)，已改變了傳統(tǒng)鋼支座等對橋梁提供的約束關(guān)系，與傳統(tǒng)的鋼支座不同，不再是提供簡單的“固定”、“可動(dòng)”約束條件；而是彈性約束條件。這也就使的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)成為整體。這就給設(shè)計(jì)人員提供了一種比較自由的方式來確定分配到下部結(jié)構(gòu)各橋墩、橋臺間的水平力，改善了整個(gè)橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力。由于橡膠隔震支座的引入，橋梁的響應(yīng)是整體的，各橋墩的響應(yīng)是相互耦連的。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，較復(fù)雜的分析計(jì)算完全可由計(jì)算機(jī)來完成，也并不會增加設(shè)計(jì)人員的工作量。因此，在本規(guī)范中，對于隔震橋的分析，其分析模型一般建議采用全橋模型，而不必沿用過去規(guī)范中所采用的簡化單墩模型等。減隔震結(jié)構(gòu)一般比較柔，在地震作用下結(jié)構(gòu)的變形一般比較大，同普通橋梁相比，伸縮縫、擋塊等因素對減隔震橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響比較顯著。因此，在進(jìn)行減隔震橋梁動(dòng)力響應(yīng)校核時(shí)，應(yīng)對這些因素給予適當(dāng)考慮。

15.5.4  從橋梁減隔震設(shè)計(jì)的原理知，減隔震橋梁抗震的主要構(gòu)件是減隔震裝置，而且，在地震中允許這些構(gòu)件發(fā)生損傷。這就要求減隔震裝置性能可靠，且震后可對這些構(gòu)件進(jìn)行維護(hù)。此外，為了確保減隔震裝置在地震中能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用，也必須對其進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)。

15.5.5  當(dāng)橋墩位于顯著不同地震條件時(shí)，或橋長大于600米，理論分析表明，由于地震動(dòng)特性的空間變化，可能會對隔震橋梁的動(dòng)力反應(yīng)有較大影響，特別是對結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)可能影響顯著，因此，建議對此給予適當(dāng)考慮。

15.5.6  由于彈性反應(yīng)譜分析方法的簡潔性和已為大多數(shù)設(shè)計(jì)人員所熟悉，且在一定條件下，使用該分析方法進(jìn)行減隔震橋梁的分析仍可得到較理想的計(jì)算結(jié)果。尤其在初步設(shè)計(jì)階段，可幫助設(shè)計(jì)人員迅速把握結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和響應(yīng)值，因此，它仍是隔震橋梁分析中一種十分重要的分析方法。但由于目前大多數(shù)減隔震裝置的力學(xué)特性是非線性的，必須借助于等效線性化模型才能采用反應(yīng)譜分析方法。由于隔震裝置的非線性特性，在分析開始時(shí)，隔震裝置的設(shè)計(jì)位移是未知的，因而其等效剛度、等效阻尼比也是未知的，所以彈性反應(yīng)譜分析過程是一個(gè)迭代過程。正是由于隔震裝置的非線性特性及其與橋墩非線性特性的相互影響以及隔震橋響應(yīng)對伸縮裝置、擋塊等防落梁裝置的敏感性等因素，如果需要合理的考慮這些因素的影響時(shí)，宜采用非線性動(dòng)力時(shí)程分析方法。因此要求，在進(jìn)行抗震性能校核時(shí)，采用非線性動(dòng)力時(shí)程分析方法進(jìn)行分析。

15.5.7  由于單自由度反應(yīng)譜分析方法在分析模型，以及采用等效剛度、等效阻尼比來近似描述非線性減隔震裝置等方面的局限性，對于規(guī)則性橋梁，可得到滿意的計(jì)算結(jié)果。此處限制在E2地震作用下，隔震橋梁的基本周期（隔震周期）應(yīng)是未采用隔震技術(shù)橋梁基本周期的三倍以上的條件下，才允許采用單自由度反應(yīng)譜分析方法，主要是由于隔震裝置的非線性特性影響，通過分析研究表明，當(dāng)滿足該條件時(shí)，隔震橋梁的動(dòng)力響應(yīng)比較簡單，可由單自由度反應(yīng)譜分析方法得到比較好的計(jì)算結(jié)果；對于比較復(fù)雜的橋型，或場地條件、減隔震裝置力學(xué)特性等比較特殊時(shí)，單自由度反應(yīng)譜分析方法給出的計(jì)算結(jié)果有時(shí)并不理想。因此，本規(guī)范在大量研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)借鑒國外規(guī)范的要求，對單自由度反應(yīng)譜分析方法的適用條件給出一些限制。

15.5.9 由于減隔震裝置是減隔震橋梁中的重要組成部分，它們必須具有設(shè)計(jì)要求的預(yù)期的性能。因此，本規(guī)范要求在實(shí)際采用減隔震裝置前，必須對預(yù)期減隔震裝置的性能和特性進(jìn)行嚴(yán)格的檢測實(shí)驗(yàn)。原則上須由原形測試結(jié)果來確認(rèn)隔震系統(tǒng)在地震時(shí)的性能與設(shè)計(jì)相符。檢測實(shí)驗(yàn)包括減隔震裝置在動(dòng)力荷載下、靜力荷載下的試驗(yàn)兩部分。并依據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)檢測條文、檢測規(guī)程等進(jìn)行。

15.6   防落梁加固構(gòu)造措施

15.6.1 本規(guī)范僅例舉了防落梁措施的幾種典型形式。還可以根據(jù)設(shè)計(jì)的具體情況采用其它合理、有效的防落梁措施。

15.6.2  使用橫向和縱向限位裝置可以實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力反應(yīng)和位移反應(yīng)之間的協(xié)調(diào)，一般來講，限位裝置的間隙小，內(nèi)力反應(yīng)增大，而位移反應(yīng)減??；相反若限位裝置的間隙大，則內(nèi)力反應(yīng)減小，但位移反應(yīng)增大；橫向和縱向限位裝置的使用應(yīng)使內(nèi)力反應(yīng)和位移反應(yīng)二者之間達(dá)到某種平衡，另外橋軸方向的限位裝置移動(dòng)能力應(yīng)與支承的變形能力相適應(yīng)；限位裝置必須無損于支承的移動(dòng)或回轉(zhuǎn)等功能；限位裝置必須考慮到支承部分的維護(hù)管理；限位裝置的設(shè)置不得有礙于防落梁構(gòu)造機(jī)能的發(fā)揮。

15.6.3本條直接引用歐洲橋梁抗震規(guī)范的條文。