从中美规范比较探讨桥梁结构抗震体系(参考Word) ：进行梁桥抗震设计时，沿横桥向，单柱墩底部、双柱墩或多柱墩端部为潜在塑性铰区域；沿纵桥向，连续梁桥、简支梁桥墩柱底部，连续刚构桥墩柱端部为潜在塑性铰区域 可见，“中国抗震规范”只讨论了不同桥型所对应的塑性铰位置的布置和选择，而(AASHTO 抗震指南》则更强调 ERS 的整体性，强调整个传力路径上抗震单元的配套使用 3 合理抗震体系的基本特征 “AASHTO 抗震指南”给出的合理抗震体系具有两个特征：①应提供一个可靠且不间断的传力路径将地震荷载传人周围土层中，②应提供充分的能量耗散和(或 )限制方法来有效控制由地震产生的位移，即保证桥梁的整体性这两个特征构成了对ERS 的评判标准并以此统揽抗震设计的全局 3．1 传力路径不间断 桥梁结构中的地震荷载传力路径，是由地震作用产生的上部结构惯性力通过支座、梁柱节点、剪力键等传递到墩柱和桥台结构中，再通过基础节点传递到基础中并扩散到周围土层中对需要桥台结构承担纵向荷载的设计，还要通过连续的上部结构将惯性力传递到桥台支座以及桥台背墙，然后传递到台后填土中。
明确了传力路径，还要把握传力路径的实质为不间断由于桥梁的主要构件处若发生了不能使地震荷载有效传递的破坏就可能导致整座桥梁的交通中断甚至完全坍塌为了保证桥梁震后的有效服务性，不间断实际上就是要求桥梁结构的主要构件和节点在地震作用下不能发生威胁到将惯性力顺利传递回土层的严重破坏换言之，就是需要下部结构能够抵抗上部结构惯性力按早期的强度设计方法，就需要保证结构抗力大于预期可能发生的最大地震动所能激起的最大弹性地震力但对于大量的普通桥梁，这种设计方法无疑会造成巨大的材料浪费，也不太现实所以需要采用考虑结构塑性变形能力的延性设计方法，表现在结构中就要求通过各种延性耗能单元的使用来控制结构的强度发展对于需要保证在地震作用下弹性工作的结构还要进行减隔震设计 为了保证桥梁传力路径不问断，就需要对传力路径上所有的抗震单元提出具体的性能要求 3． 2 桥梁保持整体性 仅仅保证结构的传力路径不间断还不足以保证桥梁的抗震安全性，历史震害一再表明了桥梁整体性的重要性因此，还需要采用适宜的连接措施以防止落梁等影响结构整体性的严重破坏形式，如采用合适的能量耗散和限制方法控制结构的位移。
特别是对于减隔震结构，隔震支座的使用会增加体系的柔性，通过延长桥梁的周期降低了结构的地震力，从而使下部结构保持弹性工作成为可能，但周期的延长必然会伴随结构位移的增大为了控制结构过大的变形，需在结构中引入能量耗散装置，以增加结构阻尼，使上部结构位移减少，从而减少墩柱的延性位移需求除了能量耗散装置外，桥梁还需要使用限位装置或构造来限制或适应上部结构的纵向和横向位移 4 保证传力路径连续的抗震单元 抗震单元是抗震体系中最为重要的组成部分，是实现传力路径可靠性和不问断要求的主要结构部件根据桥梁的预期行为特征， A ASH TO 桥梁抗震指南中给出了三种综合抗震设计策略，每种设计策略都有相应的抗震单元来满足设计要求 4 ． 1抗震单元的分类 如前所示，“AASHTO 抗震指南”按抗震单元的使用方式，将抗震单元分为三类， 如表 2 所示 值得注意的是，需经业主同意后使用的这种单元的使用是“ A ASH TO 抗震指南”做出的非常重要的调整，即对可能产生不易检测和修复的塑性变形的单元不再简单的规定不允许使用，而是需要在业主的授意下进行更高层次的额外分析，在充分掌握评估单元的变形性能的情况下允许使用。
即使对于第三种 ER E ，规范也只是不建议在新桥上使用，但是同时又规定，在不影响到桥梁的最低生命安全性能的情况下，在充分考虑了各种潜在的行为模式以及能够抑制各种潜在的不被期望的破坏机制，那么在业主同意的情况下也可以允许使用这就给业主提供了很大的选择空间，并充分考虑了业主的需要，即要求业主提供预期的损伤水平，实际上由业主考虑桥梁的重要性并选择可以承担的风险水平，通过耗能机制和耗能部位的选择来得到体现，也就充分体现了对桥梁的最优抗震性能即保障震后服务性的考虑，反应了基于性能设计的内涵这一点是非常值得我国规范借鉴的 4． 2 墩柱单元 墩柱单元的底部和端部的塑性铰是常用的能量耗散单元，由于其易检测和易修复性，在“ A ASH TO抗震指南”中属于容许使用单元 在“ AASH TO 抗震指南”和“中国抗震规范”中都给出了常用的墩柱塑性铰单元但在 A ASHTO 中，还存在一些在特殊情况下使用的单元，如图 2 中所示的喇叭式墩顶分离缝、桩头铰接、墩底铰接等，并且给出了详细的构造规定，这些仍然是值得我国规范借鉴的 墩底铰接单元一般在墩柱底部截断所有柱中的纵向钢筋，然后在柱中央提供竖向铰钢筋，在墩柱四周放置伸缩缝材料来减少传力键的尺寸，以减少传人基脚和基础中的荷载。
对这种构造措施需要注意两点：①对于多柱式桥墩，若梁墩固结，则允许在墩底铰接，但若为支座支承上部结构，则不适合采用柱底铰接来减少基础地震力；②在设计中，通常认为这种构造措施是完全铰即抗弯能力为零，而在确定能力，保护的剪切荷载或评价现有桥梁时，应注意此构造仍可传递一定的弯矩，且具备传递相当大剪力的能力 喇叭式墩柱一般是为了美学要求，但若需要在墩顶形成塑性铰时，喇叭式截面会增加墩柱的超强弯矩所以“ AASH TO 抗震指南”中规定应将喇叭截面的顶面同盖梁底面水平分离，从而减少了柱中的地震剪力需求以及与其相联系的能力，保护构件的内力需求对 SDC C ，最小缝宽应为 4in对 SDC D ，分离缝尺寸应保证其不会在地震中闭合只有在SD C A 和 B 中，才可以使用轻微配筋的整体式扩大墩柱，且扩大墩顶的几何形式应尽可能纤细 4． 3 基础单元 由于基础单元的损伤不能够直观的检测，且修复比较困难和昂贵，所以基础单元在抗震设计中往往被设计为能力保护构件但“ A ASHTO 抗震指南”指出，当液化场地可能发生侧向滑移时，在这种情况下让桩达到一个更高的性能水准是非常困难且耗资巨大的。
所以规范规定对于 SD C 的潜在液化场地，可考虑在满足生命安全性能目标下在基础中形成塑性铰这种在基础中产生塑性损伤的单元一般被归 类为经业主同意后容许使用的单元 “ AASH TO 抗震指南”中给出了若干扩大基础和桩基础的抗震单元分别如图 3 和图 4 所示在本文给出的基础抗震单元中，只有满足倾覆条件的扩大基础属于容许使用的抗震单元，其余单元都属于需同业主协商后容许使用的抗震单元 对于硬土或者岩石条件，采用扩大基础最为经济只要墩柱尺寸能保证重 力提供的抗力超过基脚的倾覆弯矩，就能保证塑性铰在墩柱底部形成对于不满足倾覆条 件的扩大基础，经业主同意后，允许其在较低的地震侧向荷载作用下将趋于两侧摆动而不在柱底产生塑性铰，以大大增加质量中心的侧向反应位移为代价来保护墩柱免遭地震破坏，其作用同隔震支座类似且当使用这种抗震单元时，应充分考虑其对系统行为的影响无论是单墩或者更多的墩发生摆动，都需要考虑全桥或框架系统的整体动力效应，且应考虑基础的岩土能力，包括潜在的沉降评估来保证这种不良变形不会危害桥梁系统的抗力和稳定性 另外，在扩大基础中一般需要保证由柱的塑性超强所建立的剪力需求应小于基础的滑动抗力，以防止基础的滑动破坏。
但在桥台扩大基础中，经业主同意后允许桥台扩大基础发生滑动来限制力的传递，且其运动应限制在相邻排架位移能力之内 在群桩系统中，经业主同意后允许最外层桩及内侧部分桩在地震荷载下下陷和上拔实际上类似于扩大基础的摇摆反应，以达到结构耗能的目的 对于桩柱式基础，可避免采用桩基础一承台体系时在墩台固结处形成较大的弯矩桩柱式基础最大弯矩形成于 1． 5 ～2． 5 倍桩径的深度但由于桩柱式基础柔性较大，结构质量中心处的弹性位移也很大，导致塑性铰截面的转动延性需求与结构位移延性需求的比值较高 在竖桩支承的桥台中，若桥台抗力作为 ERS 的一部分，桩基础就要被设计为承担地震位移，则整体式桥台桩或没有横向保险的桩支撑的座式桥台处的桩的塑性位移就是可接受的 在模拟斜桩在地震荷载下的反应时，塑性机制可能是由岩土强度而不是桩的结构强度所控制的 需要注意的是，这里桩的塑性变形都被限制在有限的延性反应之内，即延性需求要求小于 4 ，以获得较好的抗震性能 4． 4桥台单元 桥台抗震单元是“ AA SH TO 抗震指南”中非常有特色的抗震单元，这一点在“中国抗震规范”中也没有考虑。
桥台按上部结构与桥台的连接方式分为整体式桥台以及支座支承的座式桥台规范中给出了两种属于容许使用类型的座式桥台抗震单元此外，还可以选择是否将桥台作为ERS 的一部分 在地震荷载下，作用于桥台边墙的土压力从静止状态转变到以下两种可能的状态的一种： (1)当墙离开回填土运动时动力的主动压力状态； (2)当桥梁惯性力推动墙向填土内运动时的被动压力状态控制土压力条件依赖于桥台墙、上部结构的位移量以及桥梁／桥台的构造对于座式桥台，当伸缩缝宽度足以承担在背墙和上部结构间的往复运动时，在背墙上的地震引起的土压力，应该被视为主动土压力状态但当伸缩缝处宽度不足以承担往复运动时，背墙承受上部结构传递的纵桥向地震力，而在背墙后的土压力接近于一个更大的被动压力荷载状态在这里，桥台背墙可以被设计为弹性的抵抗预期的冲击力，也可以被制定为保险，即在强震作用下发生破坏脱离桥台，发挥耗能作用应当认识到，这种破坏在震后是可以通过采取临时措施来满足紧急车辆的通行要求的，尽管震后修复更为昂贵 除了座式桥台的背墙在地震中的保险作用，应更为关注的是：是 否选择将桥台作为 ERS 的一部分当桥台不作为 ERS 的一部分时，下部结构 被设计为抵抗所有的侧向荷载而不需要桥台的贡献。
而桥台则提供了一种无法量化的额外的安全机制为了保证墩柱可以抵抗侧向荷载，应假设桥台的刚度和能力都为零而当桥台作为 ERS的一部分时，就需要更高水平的分析这个设计方案需要一个连续的上部结构，将荷载纵向传递至桥台，而桥台则作为一个附加的能量耗散单元在设计和分析中应该包含桥台的刚度和能力，并且由桥台位移引起的被动土压力区域会延伸到一般被用于静力使用荷载设计的主动压力区域在这里，规范给出了假设的被动土压力数值当使用 100％的假设被动土压时，则应经业主同意后方可使用，当设计基于不大于 70％给定的被动土压时，则被归类为容许使用的抗震单元 总之，是否将桥台作为 ERS 的一部分，要看设计意图是要减少中间墩柱的造价还是要将桥台作为一个良好的安全储备一个好的设计是需要有一定的结构冗余度的，如果可能的话，可以使墩柱被设计为抵抗所有的地震力，以保证在在桥台抗力无效的情况下，桥梁仍能抵抗地震力和位移在这种情况下，桥台就提供了一个更强的安全储备 5 保证桥梁整体性的连接措施 目前，保证桥梁整体性的连接措施主要有三类，即设置足够的支承宽度、设置纵向位移限制器和横向剪力键(挡块 )对这三方面，中美规范都有一些具体的规定。
5 ．1 最小支承宽度 最小支承长度是在超过预期强度的地震作用下，假定不用限位装置时，防止上部结构从下部结构顶部脱落而需要确保的梁端到下部结构支承边缘的距离为了防止梁与下部结构的相对变位过大而产生落梁，需要加大墩台的支承长度在斜桥、曲线桥、高墩桥梁中，常采用增大支承长度的方法来。