日本桥梁抗震设计规范：基础设计方法（二）

二。各国主要抗震规范桥梁基础抗震设计概述
本文将我国桥梁抗震设计与世界几大抗震规范(AASHTO规范、Cal-tans规范、美国应用技术协会ATC32推荐规范、新西兰NZ规范、欧洲EC8规范、日本规范)进行了比较。
我国《桥梁抗震设计规范》中关于基础设计的部分非常笼统，仅从工程选址方面考虑了一些定性条款，而对基础本身的抗震设计，尤其是桩基等轻型基础的抗震设计重视不够。在这方面，日本对桥梁抗震设计的规范和标准比较详细，这是我们应该借鉴的。从阪神地震的经验来看，震后桥梁上部结构的修复重建比下部基础更经济省时，因此桥梁基础的抗震能力要求应高于桥墩。
三。日本桥梁基础抗震设计方法详情
1。按照流程，先按抗震度法设计。地震度法的基本概念是将设计水平地震度
Kh乘以结构Kh，计算方法如下:
其中Cz——为区域调整系数；
Kh0——设计水平地震度的标准值。
式中，δ是由抗震设计确定的建基面以上下部结构质量的80%或100%与下部结构支撑的上部结构质量的100%之和作为外力作用于上部结构惯性力作用位置的结构时产生的位移。
2。抗震设计后，如果基础结构为桥墩的桥台基础或扩大基础，则地震时不必采用水平耐久法。这是因为设计桥台基础时，地震时动压力的影响非常大。此外，结构背面的主体也使结构难以振动。一般地基条件对扩大地基非常有利，所以地震时地基某些部分转动引起的非线性变形会消耗大量地震能量。
3。用地震中保持水平承载力的方法设计时，首先要判断基础的水平承载力是否超过桥墩的极限水平承载力。这是因为地震中保持水平耐力方法的基本概念是尽可能使塑性铰出现在桥墩上而不是地基上。如果地基出现塑性铰，损坏后很难修复。所以要把基本行为控制在屈服范围内。
如果基础的水平承载力小于桥墩的极限水平承载力，则需要判断桥墩在垂直于桥轴线方向的抗震能力是否足够大(根据公式(3))。如果桥墩(如墙墩)在垂直于桥轴线的方向上有足够的抗震能力，地基的塑性反应在允许范围内，地基的非线性行为可以吸收大量的振动能量，地基仍然是安全的。
桥墩极限水平耐久性Pu≥1.5 Khew(3)
Khco——设计水平地震度标准值；
cz-地区调节系数；
μa——许用塑性率；
W-一个等效质量(W =吴十cpwp)；
吴——振动单元上部结构质量；
WP-振动单元中桥墩的质量；
Cp——等效质量系数(剪切破坏为1.0，剪切破坏为0.5)。
4。当桥墩的极限水平承载力满足Pu≥1.5KheW时，检查地基的塑性率。虽然基础的非线性行为可以吸收大量的振动能量，但是一些基础部件可能遭受过度的损坏。因此，控制地基的反应塑性率需要满足以下要求:
μFR≤μFL (4)
其中μFR为地基的反应塑性率；
μFL——地基反力的塑性率极限。
5。发生液化时，应降低土壤系数。后续计算(对比检验)与上述方法基本一致。
6。在地震时保持水平耐力的过程中，最后对基础的水平位移和旋转角度进行比较和校核。要求基础水平位移约为40cm，基础允许旋转角度约为0.025rad。结语
本文比较了世界主要桥梁抗震设计规范的基本设计方法，主要介绍了日本桥梁抗震设计规范的基本设计方法。一般来说，日本的地基设计方法比较详细。相对而言，我国现行的《公路工程抗震设计规范》有一个通用的基础设计方法，对于扩大基础和桩基础没有单独的规定。这一点在新规范制定时就要注意。