舊公路橋梁抗震規(guī)范比較.ppt

,新舊公路橋梁抗震規(guī)范比較,Copyright 2000-2003 MIDAS Information Technology Co., Ltd.,北京邁達斯技術(shù)有限公司 魏雙科,加洲北嶺地震,1994年1月17日 04時30分 - Magnitude : ML=6.7 - 人員傷亡 : 57名死亡 - 受災(zāi)人數(shù) : 約20,000名 - 財產(chǎn)損失 : 400億美元,神戶地震,1995年1月17日 05點46分 - Magnitude : ML=7.2 - 人員傷亡 : 5,373名死亡 - 受災(zāi)人數(shù) : 約32,000名 - 財產(chǎn)損失 : 9兆9,630億日元,臺灣地震,1999年9月21日 01點47分 - Magnitude : ML=7.6 - 人員傷亡 : 2,329名死亡 - 受災(zāi)人數(shù) : 約2,500,000名 - 財產(chǎn)損失 : 92億美元,公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范1999年開始修訂，2008年報批 城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范1998年開始編制,新規(guī)范進展,鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范 2006-12-01實施,公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范,結(jié)構(gòu)動力平衡方程,慣性力,阻尼力,彈性力,反應(yīng)譜,反應(yīng)譜是單自由度彈性體系在給定的地震作用下，某個最大反應(yīng)量（位移、速度、加速度）與體系自振周期的關(guān)系曲線。,單自由度彈性體系 周期T,假定地震輸入,假定位移反應(yīng),最大值,反應(yīng)譜,位移譜,速度譜,加速度譜,新舊規(guī)范比較,現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ 004-89）已經(jīng)很落后 單一水準強度抗震設(shè)計 地震作用強度烈度 地震力方面 新規(guī)范的發(fā)展方向 抗震設(shè)防標(biāo)準兩水準設(shè)防，兩階段設(shè)計 地震作用強度地震動參數(shù) 延性和位移設(shè)計時程分析法 能力保護設(shè)計 特殊橋梁抗震設(shè)計 橋梁減隔震設(shè)計 合理的抗震構(gòu)造,抗震設(shè)防目標(biāo),E1地震作用下，各類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用； E2地震作用下，A類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用， B、C類橋梁不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使用。,抗震設(shè)防目標(biāo)：,第一階段： E1地震作用下的彈性抗震設(shè)計； 第二階段： E2地震作用下的彈塑性抗震設(shè)計，采用延性抗震設(shè)計方法， 并引入能力保護設(shè)計原則。,兩個階段抗震設(shè)計：,抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的公路橋梁，須進行抗震設(shè)計。,地震動加速度值,表3.2.2 抗震設(shè)防烈度和水平設(shè)計基本地震加速度值A(chǔ),橋梁抗震等級,A類橋梁是指單跨跨徑超過150m的特大橋； B類橋梁是指除A類以外的高速公路和一級公路上的橋梁及二級公路上的大橋、特大橋等； C類橋梁是指除A、B、D類以外的公路橋梁； D類橋梁是指位于三、四級公路上的中橋、小橋。,表3.1.2-1 各類公路橋梁抗震措施等級,抗震重要性系數(shù),表3.1.2-2 各類橋梁的抗震重要性系數(shù),新規(guī)范：橋梁的抗震重要性系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)和地震作用有關(guān),舊規(guī)范：橋梁重要性系數(shù)僅與橋梁結(jié)構(gòu)有關(guān),抗震重要性系數(shù),新規(guī)范在E2地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當(dāng)于舊規(guī)范的重要性系數(shù) 新規(guī)范在E1地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當(dāng)于舊規(guī)范的重要性系數(shù)與綜合影響系數(shù)的乘積 新規(guī)范取消了綜合影響系數(shù)的概念,舊規(guī)范的綜合影響系數(shù)：,地震動作用,直線橋可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用。 曲線橋應(yīng)分別沿相鄰橋墩連線方向和垂直于連線水平方向進行多方向地震輸入，以確定最不利地震水平輸入方向。 設(shè)防烈度為8度和9度時的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時考慮豎向地震作用。 地震作用分量組合。（1+0.3+0.3） 地震作用可以用設(shè)計加速度反應(yīng)譜、設(shè)計地震動時程和設(shè)計地震動功率譜表達。,設(shè)計加速度反應(yīng)譜,水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜,式中，Ci為重要性系數(shù)，Cs為場地系數(shù)，Cd為阻尼調(diào)整系數(shù)，A為設(shè)計基本地震動加速度峰值。,橋梁抗震設(shè)計流程,為了實現(xiàn)兩級抗震設(shè)防原則，橋梁抗震設(shè)計流程： 確定地震中預(yù)期的延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件，選擇地震中延性構(gòu)件潛在的塑性鉸位置； 進行多遇地震、設(shè)計烈度地震作用下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析。 多遇地震反應(yīng)譜方法 設(shè)計烈度地震時程分析方法； 進行多遇地震作用下墩柱強度檢算；設(shè)計烈度地震作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件檢算； 根據(jù)能力保護原則進行能力保護構(gòu)件設(shè)計，以確保在地震作用下能力保護構(gòu)件處于彈性范圍內(nèi)； 抗震構(gòu)造細部設(shè)計。,橋梁抗震分析方法,靜力法：等效靜力法， 非線性靜力法，靜力彈塑性分析，又叫Pushover分析 動力法：反應(yīng)譜分析方法，單模態(tài)、多模態(tài) 功率譜法，單模態(tài)、多模態(tài) 動力時程法（線彈性時程分析，非線性時程分析）,橋梁抗震分析方法,表中：TH：代表線性和非線性時程計算方法 SM：單模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法 MM：多模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法,表6.1.4 橋梁抗震分析可采用的計算方法,橋梁動力分析模型,公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿）6.3節(jié) 首先建立橋梁結(jié)構(gòu)的空間動力計算模型 反映質(zhì)量、阻尼、剛度的分布與性質(zhì) 梁、墩柱（空間桿系單元）、支座（連接單元） 混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.05，鋼結(jié)構(gòu)的可取為0.02 應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。 小震與中震下采用的模型 小震應(yīng)采用總體空間模型 中震可采用局部空間模型 非線性時程分析時采用的單元特性（支座連接、墩柱）,其他,公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿）6.3.6條，進行非線性時程分析時，墩柱應(yīng)采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。根據(jù)抗震設(shè)防原則，E2地震作用下，允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性，發(fā)生損傷，因此需要進行動力彈塑性分析。梁柱單元的彈塑性可以采用 Bresler建議的屈服面來表示，也可采用非線性梁柱纖維單元模擬。 公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿）6.3.7條，活動盆式支座可用雙線性理想彈塑性彈簧連接