鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范ppt課件

1、鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(新)新：GB 50111-2019舊：GBJ 111-87北京邁達斯技術(shù)適用范圍：新規(guī)范將6度區(qū)納入了抗震設(shè)防備圍(1.0.2條)延續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋，跨徑大于m的鋼梁或大于的梁式橋及拱橋，不包含在新規(guī)范中?？拐鹪O(shè)計要求：新規(guī)范添加了按多遇地震、設(shè)計地震、罕遇地震三個水準(zhǔn)設(shè)計的要求1.0.5條。地震動峰值加速度 多遇地震：0.33Ag 設(shè)計地震：1.0Ag 罕遇地震：2.1Ag8度區(qū)1.9Ag，9度區(qū)1.6Ag3. 抗震性能要求3.0.1 性能要求I：地震后不損環(huán)或細(xì)微破壞，可以保證其正常運用，構(gòu)造處于彈性任務(wù)階段 性能要求II: 地震后能夠損壞，經(jīng)修補，短期內(nèi)能恢復(fù)正常運

2、用功能，構(gòu)造處于非彈性任務(wù)形狀 性能要求III: 地震后能夠產(chǎn)生較大破壞，但不出現(xiàn)整體倒塌，經(jīng)搶修后可限速通車，構(gòu)造處于彈塑性任務(wù)階段?？拐鹪O(shè)防烈度和地震動峰值加速度的對應(yīng)表(3.0.2條，7.2.4條)：抗震設(shè)防烈度（度）6789多遇地震0.02g0.04g0.05g0.07g0.10g0.14g設(shè)計地震0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g罕遇地震0.11g0.21g0.32g0.38g0.57g0.64g抗震設(shè)防烈度（度）6789多遇地震19.639.249.068.698137.2設(shè)計地震4998147196294392罕遇地震107.8205.8313.6372

3、.4558.6627.2闡明：g取980 cm/sec2, 單位cm/sec2闡明：對重要橋梁，在多遇地震作用下，表中數(shù)值應(yīng)乘重要性系數(shù)1.4鐵路工程構(gòu)筑物在不同地震動水準(zhǔn)下的抗震設(shè)防目的及分析方法(3.0.3條)：地震動水準(zhǔn)多遇地震設(shè)計地震罕遇地震構(gòu)筑物橋梁路基、擋土墻、隧道、橋臺、橋梁上、下部結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造采用鋼筋混凝土橋墩的橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)達到抗震性能要求 I達到抗震性能要求 II達到抗震性能要求 III分析方法一般橋梁：反應(yīng)譜法重要橋梁及新結(jié)構(gòu)橋梁：反應(yīng)譜法及時程反應(yīng)分析法采用靜力法鋼筋混凝土橋墩采用延性設(shè)計的簡化方法；重要橋梁及新結(jié)構(gòu)橋梁：采用非線性時程反應(yīng)分析法注：橋梁上、下部構(gòu)造銜

4、接構(gòu)造含支座、伸縮縫、防止落梁、抗震擋塊等措施。重要橋梁結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁簡支跨度 = 48 m跨度 = 64 m連續(xù)主跨 = 84 m主跨 = 96 m墩高 = 40 m其它技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難的鐵路橋梁鐵路工程普通情況下可不計豎向地震的作用(3.0.4條)。場地土和場地：場地土類型劃分，是將地基土按其剛度劃分的。類型分為巖石或鞏固土、中硬土、中軟土、脆弱土。場地類別劃分，是按是按場地的地震效應(yīng)劃分的。場地類別分為I、II、III、IV類。 多層土場地的地震效應(yīng)取決于土層剪切波速隨深度的變化規(guī)律、土層厚度或基巖埋深。 規(guī)范采用計算深度內(nèi)的等效剪切波速評定場地類別。橋梁抗震設(shè)計驗算

5、內(nèi)容(7.1.2條)結(jié)構(gòu)形式多遇地震設(shè)計地震罕遇地震簡支梁橋混凝土橋墩墩身及基礎(chǔ)：強度、偏心及穩(wěn)定性驗算驗算連接構(gòu)造一般不驗算，但應(yīng)增設(shè)護面鋼筋鋼筋混凝土橋墩墩身及基礎(chǔ)：強度及穩(wěn)定性驗算驗算連接構(gòu)造可按簡化方法進行延性驗算其他梁式橋及重要橋梁墩身及基礎(chǔ)：強度、偏心及穩(wěn)定性驗算驗算連接構(gòu)造鋼筋混凝土橋墩：按非線性時程反應(yīng)分析方法進行下部結(jié)構(gòu)延性驗算或最大位移分析。注：對于簡支或延續(xù)梁橋的上部構(gòu)造可不進展抗震強度和穩(wěn)定性驗算，但應(yīng)采取抗震措施。橋梁抗震設(shè)計驗算目的(7.1.5條)：1. 根底底面的合力偏心距e的驗算目的地基土e未風(fēng)化至弱風(fēng)化的硬質(zhì)巖石= 2.0上項以外的其它巖石200kPa的土層=

6、 1.2基本承載力0=200kPa的土層= 1.0注：表中為根底底面計算方向的中心半徑。W/A，W-截面邊緣的抵抗矩，WIyy/(z/2)2. 砌體及混凝土墩身截面合力偏心矩e的驗算目的截面形狀e矩形及其他形狀= 0.8S圓形= 0.7S注：表中S為截面形心至最大拉應(yīng)力邊緣的間隔。橋梁抗震設(shè)計驗算目的(7.1.5條)：3. 建筑資料的允許應(yīng)力驗算目的(允許應(yīng)力修正系數(shù)6.1.7-3條)材料名稱應(yīng)力類別修正系數(shù)混凝土、片石混凝土和石砌體剪應(yīng)力、彎曲拉應(yīng)力1.0壓應(yīng)力1.5鋼材剪應(yīng)力、拉、壓應(yīng)力1.54. 滑動穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.1建筑資料的允許應(yīng)力修正系數(shù)5. 傾覆穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.3(舊規(guī)范

7、為1.2)橋梁的地震作用(7.1.4條)：1. 計入地基變形的影響：可用橋墩底部的程度和轉(zhuǎn)動彈簧模擬。2. 地震作用方向：分別計算順橋向、橫橋向程度地震作用。設(shè)防烈度為9度的懸臂構(gòu)造和預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋等，還應(yīng)計入豎向地震作用的影響。 從規(guī)范文字上看，地震作用與豎向地震作用應(yīng)進展組合，順橋向和橫橋向地震作用不用組合。3. 計算上部構(gòu)造的梁體和活載地震作用的質(zhì)量取法： 地震方向上部結(jié)構(gòu)恒載和活載的質(zhì)量轉(zhuǎn)換計算簡圖備注橋墩順橋向不計入活荷載的影響梁體質(zhì)量按一孔梁計，作用在支座中心按7.2.5(b)圖計算橫橋向計入活荷載的影響，將活荷載的50%做質(zhì)量轉(zhuǎn)換，作用在軌頂以上2m處。梁體質(zhì)量按一孔梁計，作

8、用在梁高的1/2處。按7.2.5(a)圖計算轉(zhuǎn)換的活荷載質(zhì)量按7.2.5(a)圖，與橋梁質(zhì)量作用高度一致，即1/2梁高處。豎向活荷載和梁體重量的7%作為豎向地震作用或者，按水平地震基本加速度的65%進行豎向動力分析采用與順橋向或橫橋向相同的模型簡圖按7%計算時，可將恒荷載和豎向荷載按7%轉(zhuǎn)換為豎向地震作用計算用的質(zhì)量橋臺順橋向橋臺端為固定，橋墩端為簡支時，梁體質(zhì)量按一孔梁計。其它情況按半孔梁計。按靜力法計算規(guī)范沒有明確規(guī)定如何考慮活荷載，可參考橋墩。橫橋向同橋墩按靜力法計算規(guī)范沒有明確規(guī)定如何考慮活荷載，可參考橋墩。豎向同橋墩按靜力法計算規(guī)范沒有明確規(guī)定如何考慮活荷載，可參考橋墩。注：作用于橋

9、臺的土壓力應(yīng)該思索動土壓力，即思索地震角，破壞棱體上的列車荷載的土壓力不計地震角橋梁的地震作用(7.1.4條)：4. 荷載組合：可與地震作用組合的荷載如下表。荷載分類荷載名稱計算地震作用時應(yīng)考慮的質(zhì)量地震作用與其它荷載組合時的注意事項有車時無車時順橫豎順橫豎恒載結(jié)構(gòu)自重100%100%7%100%100%7%1. 有車和無車時的計算地震作用的質(zhì)量不同。2. 橫向和豎向的將荷載轉(zhuǎn)換為質(zhì)量的系數(shù)不同。目前可手動給兩個方向輸入不同質(zhì)量。3. 沒有活載參與的組合地震作用的質(zhì)量也應(yīng)不同。4.雙線橋只考慮單線活載。土壓力-靜水壓力及浮力-活載列車豎向靜荷載-50%7%-離心力-列車荷載產(chǎn)生的土壓力-注：由

10、于程序中列車荷載是按照影響線加載的，活荷載的位置不固定，所以活荷載的質(zhì)量需求用戶按某個不利情況手動輸入。目前程序無法將同一個活荷載按不同的轉(zhuǎn)換系數(shù)分別轉(zhuǎn)換為X，Y，Z方向的質(zhì)量，用戶可以將自定義的活荷載定義為多個荷載工況，轉(zhuǎn)換時用不同的荷載工況轉(zhuǎn)換為不同方向的質(zhì)量。鐵路橋涵設(shè)計根本規(guī)范4.1.1條中的橋涵荷載中的預(yù)加力、收縮和徐變、根底變位、列車豎向動力作用、橫向搖擺力、人行道荷載、一切附加力(包含風(fēng)力、溫度、制動力和牽引力、流水壓力、凍脹力)、其它特殊荷載(如撞擊力)等不參與與地震作用的組合。收縮和徐變、根底變位不參與組合有待商榷，由于地震發(fā)生時收縮和徐變、根底變位曾經(jīng)發(fā)生的能夠性比較大。橋

11、墩的抗震分析方法：1. 模型：單墩模型、全橋模型橋墩的抗震分析方法：2. 分析方法： 地震作用水準(zhǔn)一般橋梁重要橋梁或加減震耗能裝置的橋梁多遇地震反應(yīng)譜法反應(yīng)譜法和時程分析分析方法罕遇地震非線性時程分析或附錄F簡化方法非線性時程分析或附錄F簡化方法3. 地震動力放大系數(shù)：(對I、II類場地新規(guī)范的放大系數(shù)較舊規(guī)范要大，III類場地稍小) 舊規(guī)范的地震動力放大系數(shù) 舊規(guī)范的地震動力放大系數(shù) 橋墩的抗震分析方法：4. 程度地震作用加速度： 抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度多遇地震0.02g0.04g0.05g0.07g0.10g0.14g設(shè)計地震0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40

12、g罕遇地震0.11g0.21g0.32g0.38g0.57g0.64g闡明：對重要橋梁，在多遇地震作用下，表中數(shù)值應(yīng)乘重要性系數(shù)1.4特征周期分區(qū)場地分類IIIIIIIV一區(qū)0.250.350.450.65二區(qū)0.300.400.550.75三區(qū)0.350.450.650.90地震反響譜特征周期Tg(Sec)橋墩的抗震分析方法：5. 反響譜法程度地震力 新規(guī)范： FijE=jjxijmi舊規(guī)范：FijE=cKhjjxijmig ，c普通為0.20.5，Kh在7、8、9度時分別為0.1、0.2、0.4 6. 振型組合采用SRSS方法(7.2.5-4)，振型取前三階。鋼筋混凝土橋墩的延性設(shè)計：1. 罕遇地震