1、1 目 录 V 抗震设计篇 第 1 章 总则 5 1.1 适用范围 5 1.2 用语的定义 5 第 2 章 抗震设计的基本方针 7 2.1 抗震设计的基本 .7 2.2 抗震设计的原则 .8 2.3 划分桥梁的重要度 .10 第 3 章 抗震设计时必须考虑的载荷 .12 3.1 抗震设计时必须考虑的载荷和其组合 12 3.2 地震的影响 12 第 4 章 设计地震运动 .14 4.1 一般 .14 4.2 1 级地震运动 15 4.3 2 级地震运动 .17 4.4 按地域区分的修正系数 20 4.5 抗震设计上的地基种类 25 4.6 抗震设计上的地基面 26 第 5 章 抗震性能的检查 .
2、29 5.1 一般 .29 5.2 对于抗震性能 1 的桥梁的界限状态 31 5.3 对于抗震性能 2 的桥梁的界限状态 31 5.4 对于抗震性能 3 的桥梁的界限状态 36 5.5 抗震性能的检查方法 38 5.6 防止上部构造掉落的对策 41 第 6 章抗震性能的静态检查方法 .42 6.1 一般 .42 6.2 适用静态检查法的情况的载荷计算方法 .43 6.2.1 一般 .43 6.2.2 惯性力 .43 6.2.3 固有周期的估计方法 .48 6.2.4 地震时的土压 .56 6.2.5 地震时的动水压力 .60 6.3 检查 1 级地震动的抗震性能 .64 2 6.3.1 一般
3、.64 6.3.2 惯性力的计算方法 .65 6.3.3 设计水平地震烈度 .72 6.3.4 抗震性能 1 的检查 74 6.4 检查 2 级地震动的抗震性能 .76 6.4.1 一般 .76 6.4.2 惯性力的估算方法 .77 6.4.3 设计水平地震烈度 .77 6.4.4 构造物特性修正系数 .81 6.4.5 抗震性能 2 或抗震性能 3 的检查 84 6.4.6 钢筋混凝土桥墩的检查 .85 6.4.8 桥台基础的检查 .90 6.4.9 上部构造的检查 .91 6.4.10 支承部的检查 .91 第 7 章 抗震性能的动态检查方法 .92 7.1 一般 .92 7.2 用于动态
4、解析的地震动 93 7.3 解析模型以及解析方法 94 7.3.1 解析模型以及解析方法 .94 7.3.2 部件的模型化 .96 7.4 检查抗震性能 98 第 8 章 地震时不稳定的地基的影响 .101 8.1 一般 .101 8.2 被判断为抗震设计上的极松软土层或产生对桥梁造成影响的液状化的砂质 土层的土质常数 102 8.2.1 一般 .102 8.2.2 判断抗震设计上的极松软土层 .102 8.2.3 判断砂质土层的液状化 .102 8.2.4 使抗震设计上土质常数减小的土层及其处理方法 .105 8.3 有确认会造成对桥梁产生影响的流动化的地基存在时的抗震性能的检查 .107
5、8.3.1 一般 .107 8.3.2 流动力的估算方法 .109 第 9 章 抗震桥的抗震性能检查 .112 9.1 一般 .112 9.2 抗震桥的抗震性能检查 115 9.3 抗震支承的模型化 .117 9.3.1 一般 .117 3 9.3.2 抗震支承的非线性历史模式 .117 9.3.3 抗震支承的等价线形模型 118 9.4 抗震支承的基本性能 121 9.5 期待可以减小地震的影响的其他构造 122 第 10 章 钢筋混凝土桥墩的地震时保有水平耐力及容许塑性率 123 10.1 一般 .123 10.2 破坏形态的判断和地震时保有水平耐力及容许塑性率 .124 10.3 水平耐
6、力及水平变位的计算 .127 10.4 混凝土的应力度 变形曲线 132 10.5 抗剪耐力 136 10.6 为了提高钢筋混凝土桥墩的韧性而需要注意的构造细目 139 10.7 轴向钢筋之分段 .146 10.8 钢筋混凝土 Rahmen 桥桥墩的地震时保有水平耐力及容许塑性率 147 10.9 上部构造等的死载荷导致的偏心力矩起作用的钢筋混凝土桥墩 .156 第 11 章 钢制桥墩的反应值和容许值 .160 11.1 一般 .160 11.2 通过动态检查法进行检查 161 11.3 构造细目 167 11.4 锚栓部位的检查 .171 第 12 章 桥墩基础的反应值和容许值 .173 1
7、2.1 一般 .173 12.2 计算桥墩基础上产生的断面应力、地基反力及变位 .176 12.3 基础的屈服 179 12.4 计算考虑桥墩基础的塑性化时的桥墩基础反应值 180 12.5 桥墩基础的容许塑性率及容许变位 182 12.6 桥墩基础的部件的检查 183 第 13 章 位于产生液化状的地基的桥台基础的反应值和容许值 184 13.1 一般 .184 13.2 用于桥台基础检查的设计水平地震烈度 .185 13.3 计算桥台基础的反应塑性率 .187 13.4 桥台基础的容许塑性率 188 13.5 桥台基础的部件的检查 188 第 14 章 受到地震影响的上部构造的容许值和上部
8、构造端部构造 189 14.1 一般 .189 14.2 钢上部构造 190 14.2.1 耐力和容许变形量 190 14.2.2 构造细目 190 14.3 混凝土上部构造 .191 4 14.3.1 耐力和容许变形量 191 14.3.2 构造细目 193 14.4 上部构造端部构造 .194 14.4.1 上部构造端部的游间 .194 14.4.2 伸缩装置 .197 14.4.3 伸缩装置保护罩 198 第 15 章 支承部的检查 .200 15.1 一般 .200 15.2 用于支承部检查的设计地震力 .202 15.3 支承部检查 205 15.4 支承部位的构造 .208 15.
9、5 变位限制构造 209 第 16 章 落桥防止系统 .212 16.1 一般 .212 16.2 横梁结合长度 215 16.3 落桥防止构造 223 16.4 高度差别防止构造 .226 16.5 变位限制构造 226 5 第 1 章 总则 1.1 适用范围 本文章适用于桥梁的抗震设计。 明确抗震设计篇的适用范围。 适用的桥梁和操作与共通篇 1.1 适用的范围相同。 1.2 用语的定义 本文章中使用的用语的意义如下。 （1）抗震性 桥梁承受地震影响的性能 （2）界限状态 桥梁整体及各部分能满足抗震性的界限的状态 （3）液状化 土壤间隙中的水压因地震运动急剧上升，导致饱和砂土层失去断裂强度，
10、对土 壤的构造产生破坏 （4）流动化 伴随着液状化产生，地基向水平方向移动 （5）抗震设计上的地基类别 按照地震时地基的振动特性而进行的工程分类的地基类别 （6）抗震设计上的地基面 在抗震设计上的地表面和假设的地基面 （7）抗震设计上的基础面 针对对象地点具有共同的宽度范围，处于在抗震设计中被看作是振动的地基下 方存在的非常坚硬的地基上方 （8）地震烈度法 把由于地震的影响对结构物及地基产生的作用置换成用地震烈度表示的静荷载， 进行检查抗震性能的方法 （9）地震时保有 水平耐力法 在结构物的塑性范围内地震时的保有水平耐力和变形性能，考虑能量吸收的静 态抗震性能检查方法 （10）静态检查法 用静
11、态的分析进行检查抗震性能的方法 6 （11）动态检查法 用动态的分析进行检查抗震性能的方法 （12）设计振动单位 在地震时被看作是做同一振动的结构系列 （13）塑性化 部件由于地震力产生的变形超过了部件自身的弹性界限 （14）地震时保有水平耐力 结构部件在塑性范围内反复受到地震力时发挥出的水平耐力 （15）塑性变形性能 结构部件在塑性范围内反复受到地震力时能够稳定地保持地震时保有水平耐力 而变形的性能 （16）塑性铰 在钢筋混凝土部件里，受到正负交替的反复变形时限定发挥塑性变形性能的部 位。为算出最终水平变位而设定的塑性铰部件沿轴方向的长度称为塑性铰的长，塑 性铰长度内的断面范围称为塑性铰范围
12、。 （17）地震时水平力分散结构 地震时为了让量大的下部结构分担上部结构的惯性力，把上部结构和量大 的下部结构结合在一起的结构。作为上下结构相结合的方法，用在橡胶支撑，免震 支撑等弹性固定方式的场合和用固定支撑的多点固定方式的场合等。 （18）抗震桥 随着适度延长使用免震支撑的固有周期，具有以增大衰减性能，拥有预期能够 减轻地震时的惯性力的结构的桥梁。 （19）防止上部构造掉落系统 以防止上部结构因地震而掉落为目的而设置的结构系统，由横梁连接、防止上 部构造掉落结构、限制移位结构及防止高度差结构组成。 7 第 2 章 抗震设计的基本方针 2.1 抗震设计的基本 （1）桥梁的抗震设计的目的在于，
13、根据设计地震运动的级数和桥梁的重要性，确 保桥梁具有必要的抗震性能。 （2）在进行抗震设计时，除了考虑地形、地质、地基条件、布局条件等，选择抗 震性能较好的构造形式外，还必须注意构成桥梁的各种部件以及桥梁的整个体系均 须具备必要的抗震性。 （1）桥梁在地震后作为避难道路及通往救助、急救、医疗、消防活动及向受灾区 输送紧急物资的运输道路等担任了非常重要的作用。因此，在桥梁的抗震设计上， 必须有确保地震时的桥梁安全观念的同时，按照桥梁的重要度，尽可能控制因桥梁 的功能下降而导致的对地区社会生活造成的障碍。根据桥梁作用的重要性，在桥梁 的抗震设计中的基本在于根据设计地震运动的震级和桥梁的重要性来确保
14、桥梁必要 的抗震性能。 （2）通过考虑地形、地质、地基条件、布局条件等后，选择具有适当地抗震性的 桥梁构造形式是很重要的。另外，必须以在增强构造部件强度的同时提高变形性能， 以建造桥梁整体可以抵抗地震构造系统为目标。据此观点，将抗震设计上较好的构 造形式与抗震设计上欠妥的构造形式记述如下。 1）为确实防止上部构造的掉落，最好选择尽可能大的跨度连续构造的桥梁构造形 式。大跨度连续构造的支承条件有单点固定方式和地震时水平力分散构造等，通常 在单点固定方式的大跨度连续构造中，因为支撑固定支承的下部构造的负担容易变 得过大，所以这时最好选择地震时水平力分散构造。另外，若有山丘部的高桥墩的 桥梁等、桥台
15、部的地基条件良好时，因位从此时的构造来看，由桥墩负担地震时水 平力比使用桥台负担更为合理，所以为了提高桥梁整体的抗震性，最好根据桥梁的 构造条件和基础地基的支撑条件等恰当地选择支承条件。 2）在可能产生软质粘性土层的滑动性和沙质地基的液状化、及其伴随液状化的流 动化等地基变化的填拓地基和冲积地基上，选择水平刚性较高的基础、和多点固定 方式和 Rahmen 桥形式等，上部构造和下部构造的接点尽可能多的构造体系。 3）地基条件良好、固有周期短的大跨度连续形式的桥梁最好采用抗震设计。 4）在可能因部分的损坏导致整个体系崩溃的构造系统中，必须考虑如何限定该部 分的损坏。 5）对大的地震而言，必须区分容
16、许非线形反应的构造部件和即使在其状况下仍限 制在基本弹性域的必要构造部件，适当地构成构造系统。另外，最好不要采用受几 何学的非线形性影响较大的构造和因死载荷而受到大的偏心力矩的构造这样的在受 到大的地震运动时容易变得不稳定的构造。 8 6）在地基条件和构造条件有明显变化的地方，必须充分探讨将上部构造从桥墩处 切离更有利还是采用连续构造更有利。 2.2 抗震设计的原则 （1）在桥梁的抗震设计中，一般将设计地震运动区分为桥梁的使用期间发生概率 较高的地震运动（以下称“1 级地震运动” ）和桥梁的使用期间发生概率较低但强度 较大的地震运动（以下称“2 级地震运动” ）这两个级别。在此，2 级地震运动
17、包含 预计的板块部位型大规模地震类型 I 的地震运动以及预计内陆直下型地震的类型 II 的地震运动这两种。 （2）根据道路类别和桥梁的功能、构造桥梁的重要度分为重要度一般的桥梁和重 要度特别高的桥梁（以下分别称为“A 类桥梁”和“B 类桥梁 ”）这两种，其区分方式 请参考 2、3。 （3）基于桥梁整体的状态，桥梁的抗震性能如下。 1）抗震性能 1 即使有地震，桥梁仍然可以完好无损的性能。 2）抗震性能 2 地震仅仅会造成一定程度的损伤，桥梁能够被快速修复的性能。 3）抗震性能 3 地震不会对桥梁造成致命性损伤的性能。 （4）根据设计地震运动的级别和桥梁的重要度，桥梁的抗震设计如下： 1）请进行
18、抗震设计，确保对于 1 级地震，A 类桥梁和 B 类桥梁均为抗震性能 1。 2）请进行抗震设计，确保对于 2 级地震，A 类桥梁为抗震性能 3，B 类桥梁为 抗震性能 2。 （5）请注意，应当采取一定措施，保证即使因抗震设计中未预料到的举动和地基 破坏等造成构造系统破坏，也可以防止上部构造的掉落。 （1）抗震设计中考虑的地震运动可分为桥梁使用期间生概率较高的地震运动（以 下称“1 级地震运动”）和桥梁的使用期间发生概率较低但强度较大的地震运动（以 下称“2 级地震运动”）这两个阶段的地震运动。经此次修订后，将这两个阶段的设 计地震运动称为 1 级地震运动及 2 级地震运动为。在此，1 级地震运
19、动指，发生可 能性较高的中等规模程度的地震导致的地震运动。另外，2 级地震运动指，发生频 率较低的板块境界型大规模地震造成的地震运动（类地震运动）和 1995 年兵库 县南部地震那样，发生频率极低的内陆直下型地震造成的地震运动（类地震运动） 这两种类型的地震运动。相对而言，类地震运动为较大振幅在长时间反复作用的 地震运动，类地震运动则是持续时间极短但地震强度极大的地震运动。因地震运 动的特性不同，在地震设计中应考虑两种地震运动。 9 （2）鉴于在地震后桥梁的社会作用和在灾害防范上的所在位置，桥梁失去功能造 成的影响度大小等，遵从于传统的道路桥梁的抗震设计惯例，按照道路种类和桥梁 的功能构造将抗
20、震设计桥梁区分设定为 2 种重要度。再者，这里所说的重要度是 从抗震设计上的观点评价的重要度。 （3）作为桥梁抗震设计目标的抗震性能，根据抗震设计上的安全性、抗震设计上 的使用性、抗震设计上的可修复性的各种观点，设定了 3 个阶段的级别，如同条文 所述的被定义。在这里，抗震设计上的安全性是指，为了保证不会因地震导致的上 部构造掉落时造成人员伤亡的功能；抗震设计上的使用性是指，地震后的桥梁依然 维持了其原来的通行功能和避难路、求助、救急、医疗、消防活动及紧急物资的运 输道路的功能；抗震设计上的可修复性是指，能修复因地震产生的损伤的功能。 首先，抗震性能 1 的定义为即使有地震，桥梁仍然可以完好无
21、损的性能。抗震 性能 1 中，当然可以确保对桥梁掉落的安全性，即使在地震后也不必进行任何修复 即能确保桥梁具有与地震前相同的桥梁功能。另外，可一些稍微修复即可对应其长 期的必要修复。 抗震性能 2 的定义为地震仅仅会造成一定程度的损伤，桥梁功能能够被快速修 复的性能。即抗震性能 2 可以确保对桥梁掉落的安全性的同时，在地震后，也能通 过应急修复快速地恢复桥梁功能。另外，也能够比较容易进行长期的必要修复。 抗震性能 3 的定义为地震不会对桥梁造成致命性损伤的性能。即抗震性能 3 确 保桥梁掉落安全性的必要，但必要功能不包含抗震设计上的使用性和抗震设计上的 可修复性的观点。 表-解 2.2.1 就
22、抗震性能 1 3 有关的事项从抗震设计上的安全性、抗震设计上 的使用性、抗震设计上的可修复性的观点分别考虑后加以整理并显示。而且，抗震 性能 1 和抗震性能 2，若满足从使用性和可修复性的观点求得的抗震性能，则能明 确确保桥梁掉落的安全性，所以桥梁掉落的安全性一般不属于抗震设计上的支配性 的要求项目。 表-解 2.2.1 抗震性能的观点 抗震设计上的可修复性 桥梁的抗震性能 抗震设计上的 安全性 抗震设计上的 使用性 短期可修复 性 长期可修复 性 抗震性能 1： 即使有地震，桥梁仍然 可以完好无损的性能 确保桥梁掉落 的安全性 确保具有地震 前相同的桥梁 功能 不必做功能 恢复的修复 稍微修
23、复即 可 抗震性能 2： 地震仅仅会造成一定程 度的损伤，桥梁能够被快速 修复的性能 确保桥梁掉落 的安全性 地震后的桥梁 功能能得到快 速恢复 功能恢复的 修复有相应 的应急修复 能够比较容 易的进行恒 久修复 抗震性能 3： 地震不会对桥梁造成致 确保桥梁掉落 的安全性 10 命性损伤的性能 （4）如同条文中那样，规定按照（1 ）中规定的设计地震运动的震级和（2）中规 定的 2 种桥梁的重要度，求桥梁的抗震性能。如表- 解 2.2.2 中所示。 表- 解 2.2.2 以桥梁的抗震性能为目标的设计地震运动 设计地震运动 A 类桥梁 B 类桥梁 1 级地震运动 即使有地震，桥梁仍然可以完好无损
24、的性能（抗震性能 1） 类地震运动 （板块境界型的大规模 地震） 2 级 地 震 运 动 类地震运动 （兵库县南部地震类型 的内陆直下型地震） 地震不会对桥梁造成致命性 损伤的性能（抗震性能 3） 地震仅仅会造成一定程度的 损伤，桥梁能够被快速修复 的性能（抗震性能 2） （5）即使因抗震设计中未预料到的举动和地基破坏等造成构造系统破坏，也应以 努力确保抗震设计上的安全性为目的，如条文中考虑到的那样防止上部构造的掉落。 在抗震设计中，从给予构造物的影响这一观点看来，即使至今观测到的世界最强的 地震运动为兵库县南部地震，也不能否认在将来发生比之更强的地震运动的可能性。 这是因为，以现有的知识还不
25、能充分明白有关强烈地震运动发生的机理和将来发生 地震的断层等的不确定性。另外，在现阶段，进行强震观测的历史很短，没有充分 地积累这样强烈的地震运动的观测记录，所以对于正确估计此类地震运动的特性并 将之反映在桥梁的抗震设计上还残留了多处未明了之处。另外，因周围地基的破坏 和构造部件中未预料的复杂振动，可能产生在设计上没想到的作用和变位，使桥梁 存在变形。因此，即使对此类事态，也要以在一定程度上确保桥梁掉落的安全性为 目标。但是，在 1999 年发生的土耳其地震和台湾集集地震中，我们看到了因 5m 到 10m 及更大的断层变位引起的桥梁掉落的受灾事例。桥梁的设计直接反映出每 个断层的特性，必须考虑
26、特定的断层位置、活动周期和地表产生的断层变位等情况。 近年来，关于活断层进行了进一步的相关调查和断层变位的推算等的研究，但依然 残留了多处不明了之处，有必要根据今后的调查研究的进展作出相对地恰当的变动。 防止上部构造的掉落是以能在抗震设计中考虑到在上述内容中未明了的课题和 没有经过的未预料到的事态为目的的。但是，事实上，要设计出即使产生未知的地 震运动和极大的断层变位也能安全的桥梁，在现阶段还受到了各个方面的制约。对 于这样的地震运动，重要的在于提高道路网络的冗余，致力于能够在早期恢复使用 的体制整备和技术开发等。 2.3 划分桥梁的重要度 A 类桥梁和 B 类桥梁的区分如表-2.3.1 所示
27、。 11 表-2.3.1 桥梁重要度的区分 桥梁重要度的区分 桥梁对象 A 类桥梁 除下述桥梁外 B 类桥梁 高速汽车国道，城市高速道路，指定城市高速道路， 本州四国联络道路，一般国道的桥梁 都道府县道路，市町村道的中间、复式断面、跨线 桥梁及属于地域防灾计划的位置或因为该道路使用 状况等而特别重要的桥梁 基于 2.2（2）的规定，将桥梁划分为 A 类桥梁和 B 类桥梁。并且，在以地区 的防灾计划上的所在位置和该道路的利用情况等来划分其重要度的情况，请考虑下 述事项。 1）地域的防灾计划上的所在位置 确保桥梁在地震后的救援活动、修复活动等紧急运输中的必要地位 2）再次受灾的可能性 多个断面、跨
28、线桥、跨路桥等在桥梁受灾时给其他构造物、设施造成的影响的 程度 3）利用情况和有无替代物 利用交通流量和桥梁失去通行功能时，能否通过其他直接的代替构造物、设施 维持其功能 4）功能恢复的难易 桥梁受损伤后，其功能恢复所需的时间、费用的多少 12 第 3 章 抗震设计时必须考虑的载荷 3.1 抗震设计时必须考虑的载荷和其组合 （1）进行抗震设计时必须考虑以下载荷。 1）主载荷 共通篇 2.1 中显示的主载荷中除了活载荷以及冲击后的载荷 a 死载荷（D ） b 预应力（PS） c 混凝土的蠕变的影响（CR） d 混凝土的干燥收缩的影响（SH） e 土压（E） f 水压（HP） g 浮力或向上压力（
29、 H） 2）次载荷 地震的影响（EQ） （2）载荷的组合如下。 （1）中所示的主载荷 +地震的影响（EQ） （3）载荷的作用在于：产生对桥梁最为不利的应力、变位和其他影响。 （1）列举了在抗震设计中必须考虑的载荷，请根据架桥地点的条件和桥梁的构造 形式等进行选择，无须组合所有的载荷。 再者，在抗震设计中无须考虑活载荷。原因在于活载荷是因为时间、空间的变 动而变动的，活载荷满载和地震同时发生的概率通常较小。与此同时，还存在对于 交通车辆会滞留较长时间的桥梁，必须将活载荷作为地震的影响考虑这样的观点， 但是为了规定必须考虑的活载荷的大小、安全率等，今后需要调查研究的事项还很 多，与此同时，即使假设
30、地震时车辆在桥面上，车辆也有抑制桥梁振动的效果，根 据融合了大型车辆的动态振动特性的车辆-桥梁体系的动态解析，车辆对桥梁的地 震反应带来的影响并不显著，所以我们遵从传统的抗震设计的惯例，在进行抗震设 计时不考虑活载荷。 3.2 地震的影响 地震的影响一般如下。 （1）构造物的重量而导致的惯性力（以下被称为“惯性力”） 。 （2）地震时的土压。 13 （3）地震时的动态水压。 （4）地基的液状化和流动化的影响 （5）地震时的地基变位 规定了在桥梁的抗震设计中必须考虑的地震影响的种类。在进行桥梁的抗震设 计时，必须根据各种设计条件，从这些中间恰当地选择必须考虑的地震影响。 构造物的重量中必须同时考
31、虑附加物等的重量。和构造物一起振动，对构造物 产生很大影响的土块部分的影响作为惯性力考虑。 关于地震时的地基变位，即使在传统的抗震设计篇（1996 年）中，也为了防 止上部构造的掉落而在横梁插入长度的设计中被加以考虑，在本次的改定中，将之 明确规定为地震的影响。 再者，作为对桥梁造成影响的地震时的地基变位之一，伴随着地表地震断层的 出现产生断层变位影响，通过 1999 年的土耳其大地震和台湾集集地震导致的桥梁 的较大的灾害。再次，关于地表地震断层的出现，还没有确立其位置和变位量的预 测方法等，另外，在现阶段，还没有确立在桥梁的抗震设计中可以具体反映的检查 技术。因此，必须对应今后的调查研究的进
32、展，不断与改善断层变位较强的构造形 式相关的技术开发和选择方法。 14 第 4 章 设计地震运动 4.1 一般 1 级地震运动及 2 级地震运动分别根据 4.2 及 4.3 规定进行设定。但是，可以 恰当地推断考虑了在建筑地点周边的以前的地震信息、活断层信息，在板块部位产 生的地震信息、地壳构造相关信息、建筑地点的地基条件相关信息、以往的强震纪 录等情况的建筑地点的设计地震运动时，依据上述信息设定设计地震运动。 规定用于抗震性能检查的有关设计地震运动的设定的基本思考方法。在条文中， 规定 1 级地震运动及 2 级地震运动分别基于 4.2 及 4.3 中的规定的加速度反应向量 进行设定。 另一方
33、面，近年来，基于建设地点周围的活断层的调查结果，计算用于断层模 式的设计地震运动的方法等也正在被开发。在此次的改订，活用这样的方法，能够 适当地估计在该建设地点的设计地震运动时，基于此情况，设定设计地震运动。在 这里，在桥梁的建设地点上设定设计地震运动时，必须根据对建设地点的地震运动 造成影响的主要原因和以往的观测记录，适当地考虑以下事项。 1）在建设地点周围发生过的地震的规模、发生位置、发生频率等过去的地震信息。 2）建设地点周围的活断层的分布、活动度、因活断层发生的地震规模等活断层信 息。 3）建设地点周围的板块部位发生的地震规模，震源断层的位置等地震信息。 4）对地震运动的传播造成影响的
34、地下构造的相关信息。 5）建设地点的地基条件 6）以往的强震记录 进行设计地震运动的设定时，一般情况下，地震信息、活断层信息和地基信息 的种种参数对设计地震运动的计算结果造成很大影响，所以必须充分进行上述信息 的讨论。为了设定根据个别活断层的特性调查等得出的设计地震运动，各种信息是 必要的，设计地震运动的计算方法的相关研究也在不断被推进。因此，在设定设计 地震动时，有关设计地震运动的计算方法必须适当地对应今后的调查研究的进程。 另外，如地基特性有显著变化的地点的横断桥梁等，有时候反映了架桥地点的 表层地基的地基条件和地基的振动特性后设定的设计地震运动更为合理。在这样的 情况下，有必要根据地基调
35、查结果等，在充分探讨地基的振动特性的基础上设定设 计地震运动。 15 4.2 1 级地震运动 （1）1 级地震运动是基于（ 2）中规定的加速度反应向量而设定的。 （2）1 级地震运动的加速度反应向量，原则上是指向 4.6 中规定的抗震设计上的 地基面施加的，可以根据公式（4.2.1）推算出。 S=C2CDS0（4.2.1） 在这里， S：1 级地震运动的加速度反应向量（使用的时候军用 gal 单位） cz：4.4 中规定的按地域区分的修正系数 cD：指不同衰减常数的修正系数、根据衰减常数 h 通过公式（4.2.2）计 算出。 cD= +0.5（4.2.2）140h5. S0：1 级地震运动的标
36、准加速度反应向量（gal） ，根据在 4.5 中规定的地 基种类以及固有周期 T，选择表-4.2.1 中的值。 表-4.2.1 1 级地震运动的标准加速度反应向量 S0 地基种类 固有周期 T（s）对应的 S0（gal） 类 T0.1 S0=431T1/3 且， S0160 0.1T 1.1 S0=200 1.1T S0=220/T 类 T0.2 S0=427 T1/3 且， S0200 0.2T 1.3 S0=250 1.3T S0=325/T 类 T0.34 S0 =430T1/3 且， S0240 0.34T 1.5 S0=300 1.5T S0=450/T （1）时刻经历波形和加速度反
37、应向量可以表示设计地震运动。加速度反应向量被 定义为：对于特定的地震运动，拥有任意固有周期以及衰减常数的 1 自由度体系的 最大反应加速度，是地震运动的一般表现方法，所以在条文中，规定根据加速度反 应向量设定设计地震运动。 （2）1 级地震运动的加速度反应向量 S 是通过，将表-4.2.1 中规定的 1 级地震运 动的标准加速度反应向量 S0 根据不同衰减常数的修正系数 cD 以及 4.4 中规定的按 地域区分的修正系数 cz 进行修正后计算出。1 级地震运动作为产生可能性较高的中 等规模程度的地震造成的地震运动，是沿袭传统的地震设计中考虑的地震运动。1 级地震运动的标准加速度反应向量 S0
38、是，综合了传统习惯和事实经验后，根据勘 测了日本国内的 394 成分的强震纪录后求得的衰减常数 0.05 的加速度反应向量的 统计分析结果，加之对以往的地震的受灾特性、地基的振动特性、及其他的工学上 的判断后，依据 4.5 中规定的地基种类决定的。图-解 4.2.1 是表-4.2.1 的图示。 16 另外，不同衰减常数的修正系数 cD 是指以修正衰减常数 h 的加速度反应向量 为衰减常数 0.05 的加速度反应向量这一目的而存在的系数。图 -解 4.2.2 表示不同 衰减常数的修正系数 cD。 条文中，规定了将设计地震运动的输入位置作为在 4.6 中规定的抗震设计上的 地基面时的加速度反应向量
39、。在将设计地震运动的输入位置作为抗震设计上的地基 面等情况下，必须恰当地考虑地基的影响。 固有周期 T（s） 图-解 4.2.1 1 级地震运动的标准加速度反映向量 S0 衰减常数 h 图-解 4.2.2 不同衰减常数的修正系数 CD 17 4.3 2 级地震运动 （1）2 级地震运动是基于（ 2）中规定的加速度反应向量而设定。 （2）2 级地震运动的加速度反应向量是按照原则，在 4.6 规定的抗震设计上的地 基方面、2.2 规定的适应地震运动类型地，各自根据公式（4.3.1）及公式（4.3.2） 推算而出的。 S =czcDS0 （4.3.1） S =czcDS0 （4.3.2） 在这里，
40、S ：指类地震运动的加速度反应向量（在 1gal 单位里的园） S ：指类地震运动的加速度反应向量（在 1gal 单位里的园） cz：4.4 中规定的按地域区分的修正系数 cD：指不同衰减常数的修正系数、根据衰减常数 h 通过公式（4.2.2）计算 出。 S0 ： I 类级地震运动的标准加速度反应向量（gal） ，根据在 4.5 中规定的 地基种类以及固有周期 T，选择表-4.3.1 中的值。 S0 ：类地震运动的标准加速度反应向量（gal） ，根据在 4.5 中规定的地 基种类以及固有周期 T，选择表 -4.3.2 中的值。 表-4.3.1 类地震运动的加速度反应向量 S0 地基种类 固有周
41、期 T（s）对应的 S0 （gal） 类 T1.4S 0 =700 1.4T S0 =980/T 类 T0.18 S0 =1,505T1/3 且 ， S0 700 0.18T 1.6 S0 =850 1.6T S0 =1,360/T 类 T0.29 S0 =1,511T1/3 且 ， S0 700 0.29T 2.0 S0 =1,000 2.0T S0 =2,000/T 表-4.3.2 类地震运动的加速度反应向量 S0 地基种类 固有周期 T（s）对应的 S0 （gal） 类 T0.3S 0 =4,463T2/3 0.3T 0.7 S0 =2,000 0.7T S0 =980/T5/3 类 T
42、0.4S 0 =3,224T2/3 0.4T 1.2 S0 =1,750 1.2T S0 =2,371/T5/3 类 T0.5S 0 =2,381T 2/3 0.5T 1.5 S0 =1,500 1.5T S0 =2,948/T5/3 18 （1）设级地震运动的表现方法分为时刻经历波形和加速度反应向量等，2 级地震 运动可以因为和 1 级地震运动同样的理由，通过加速度反应向量进行规定。 （2）2 级地震运动根据 2.2 中的规定，规定了在传统的抗震设计中必须考虑 I 类地 震运动和 II 类地震运动这两个种类的地震运动。I 类地震运动和 II 类地震运动的加 速度反应向量 S 、S 是将表-4
43、.3.1 和表-4.3.2 中规定的标准加速度反应向量 S0 、S 0 分别通过不同衰减常数的修正系数 cD 以及按地域区分的修正系数 cz 进 行修正后计算出的。 I 类地震运动是指发生频率较低的在板块部分产生的海洋性大规模地震造成的 地震运动。在 1923 年的关东地震时，东京周围产生的地震运动就属于此类地震运 动的例子，我们将其作为 I 类地震运动的标准加速度反应向量 S 。虽然因为在关 东地震时，没有进行强震观测，所以不能如同强震记录那样根据科学的根据评价地 震运动，但是我们根据距离衰减公式等推算出地基上的加速度约为 0.30.4g。产 生地基振动后，对桥梁产生的加速度会因为地基种类的
44、不同而导致的桥梁固有周期 和衰减特性的不同而变化，但是一般情况下是地基的加速度的 23 倍。因此，如 果桥梁对于 0.30.4g 的地震运动进行弹性运动，则桥梁产生的反应加速度大约为 0.71g。表-4.3.1 中规定的 I 类地震运动的标准加速度反应向量 S0 是根据上述事 实和日本国内观察到的 394 成分的强震记录的加速度反应向量的统计解析结果制 定的。 另一方面，II 类地震运动指 1995 年兵库县南部地震那样发生频率极低的震级 为 7 级的内陆直下型地震造成的地震运动。II 类地震运动的标准加速度反应向量 S0 是通过兵库县南部地震，以地基上观测到的加速度强震记录为基础，将这一加
45、速度反应向量按照在 4.5 中规定的地基种类进行分类然后制定的。在兵库县南部地 震中，通过观察加速度对神户海洋气象站（I 类地基） 、JR 西日本鹰取车站（II 类 地基） 、东神户大桥周围地基上（III 类地基）等上面的构造物造成的破坏性影响的 地震运动，计算出这些地震运动的加速度反应向量。特别将峰值平滑化后求得的加 速度反应向量就是在表-4.3.2 中规定的 II 类地震运动的标准加速度反应向量 S0 。 将表-4.3.1 以及表-4.3.2 以图形表示则分别得到图-解 4.3.1 以及图-解 4.3.2。 条文中规定的 2 级地震运动的加速度反应向量 S 和 S ，因为 4.2 中规定的
46、 1 级地震运动相同的理由，为其输入位置为 4.6 中规定的抗震设计上的地基面时的 数值。因此，设计地震运动的输入位置为抗震设计上的地基面时，必须恰当地考虑 地基的影响。 19 固有周期 T（s） 图-解 4.3.1 类地震运动的标准加速度反应向量 S0 固有周期 T（s） 图-解 4.3.2 类地震运动的加速度反应向量 S0 20 4.4 按地域区分的修正系数 按地域区分的修正系数是指对应地域划分的表-4.4.1 中的值。但是，如果架桥地 点在区域划分的境界线上时，选择系数较大的一方。 表-4.4.1 区域性修正系数 cz 地域区分 地域性修正系数 C 2 对象区域 A 1.0 下述 2 区
47、域外的区域 B 0.85 “计算 Z 数值、R 1 及 Ai 的方法及由特定行政厅指定的地基明 显松软的区域的标准”（建设省告示）第 1 项（Z 数值）表中 （二）所标示的区域 C 0.7 “计算 Z 数值、R 1 及 Ai 的方法及由特定行政厅指定的地基明 显松软区域的标准”（建设省告示）第 1 项（Z 数值）表中 （三）及（四）所标示的区域 4.2 以及 4.3 中规定的标准加速度反应向量是在综合了传统的一贯行为和经验 上的事实的基础上，制定出的适用于在可能引起较大规模地震的可能性较高的地域 建设的桥梁的标准加速度反应向量的值。因此，如果桥梁在其他地域建造，则根据 按地域区分的修正系数对标
48、准加速度反应向量进行修正。进行上述修正的理由是， 在地震发生频率较小的地域和地震发生频率较高的地域使用同样的加速度反应向量 是不合理的。 根据建筑标准法施行令第 88 条规定，在“ 行政厅指定的 Z 的数值、R i 以及 Ai 的计算方法以及作为地基明显松软的区域特定的标准” （建设省告示）中规定了对 水平地震烈度减少进行的地域划分。这一地域划分是在 1922 年 3 月总结的建设省 的新抗震设计法（案）中的地震运动强度的地域划分中考虑到行政划分而稍微作了 修改的，条文根据这一地域划分而进行了规定。 表-4.4.1 中显示的地域区分的具体对象地域如表-解 4.4.1 所示。另外，根据表 -解
49、4.4.1 制作成的地域划分图如图-解 4.4.1 所示。 建设省的新抗震设计法（案）中显示的地震运动强度的地域划分如图-解 4.4.2 所示。此图对目前为止，日本国内发表过的与地震危险度相关的研究成果，从下面 1）到 6）的观点进行探讨，是具有工学上的实用性的地震危险度的地域特性的求 取结果，是综合了在板块部位引起的大规模地震和内陆的活动断层引起的地震等， 对日本造成影响的的地震在工学上可以利用的资料后求得的结果。 1）资料中包含的地震诸要素（震级、震源位置等）的精度 2）从每个地域得到的信息的均质性 3）资料的数量（统计年数） 4）通过震级和震中距离求得的最大地震运动的计算公式的稳妥性 5）通过求得的最大地震震动的值的频率分布，预测任意的再现时间的最大地震运 21 动的稳妥性。 6）结果的表现方法的稳妥性 这些研究的参考资料是包含了过去成千上百年间产生的地震记录的资
