新公路橋梁抗震設(shè)計細則講解

新公路橋梁梁抗震設(shè)計計細則講解解Copyright?2000-2003MIDASInformationTechnologyCo.,Ltd.北京邁達斯斯技術(shù)有限限公司Copyright?2000-2003MIDASInformationTechnologyCo.,Ltd.主要內(nèi)容1.1橋梁震害落梁破壞廟子坪大橋采用板式橡膠支座，梁體直接擱置在支座上。1.1橋梁震害百花大橋小半徑曲線線橋、橋墩墩剛度變化化大1.1橋梁震害1.1橋梁震害1.1橋梁震害墩柱破壞汶川地震中中的百花大大橋1.1橋梁震害基礎(chǔ)破壞1.1橋梁震害支座滑動、、梁體位移移過大汶川地震中中的壽江大大橋1.1橋梁震害汶川地震中中的其他橋橋梁支座滑動、、梁體位移移過大1.2橋梁震害原原因與啟示示支承連接部部件失效橋梁墩柱破破壞1.2橋梁震害原原因與啟示示基礎(chǔ)破壞1.2橋梁震害原原因與啟示示鐵路工程抗抗震設(shè)計規(guī)規(guī)范2006-12-01實施公路橋梁抗抗震設(shè)計細細則2008-10-01實施2.1新規(guī)范發(fā)布布2.289規(guī)范局限性性采用的設(shè)防防水準均為為50年基準期10%超越概率，，重要結(jié)構(gòu)構(gòu)物的設(shè)防防等級用重重要性系數(shù)數(shù)來體現(xiàn)。。單一水準設(shè)設(shè)防，采用用基于強度度一階段設(shè)設(shè)計；彈性性地震力采采用綜合影影響系數(shù)折折減考慮結(jié)結(jié)構(gòu)進入塑塑性的性能能。采用綜合影影響系數(shù)考考慮結(jié)構(gòu)進進入塑性（（延性），，但塑性鉸鉸保證延性性的細節(jié)構(gòu)構(gòu)造不明確確，綜合影影響系數(shù)取取值模糊并并且明顯不不合理。對于墩柱抗抗剪、基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計計和驗算沒沒有規(guī)定，，實際應用用時存在錯錯誤，沒有有引入能力力保護設(shè)計計的思想。。2.289規(guī)范局限性性2.3新規(guī)范要點點主要適用于于單跨跨徑徑不超過150m的混凝土梁梁橋、圬工工或混凝土土拱橋，大大跨徑橋梁梁只給出抗抗震設(shè)計的的原則和要要點。取消了綜合合影響系數(shù)數(shù)：采用兩兩水平設(shè)防防，兩階段段設(shè)計，并并給出了明明確的性能能目標。第一階段：：E1地震作用下下的彈性抗抗震設(shè)計；；第二階段：：E2地震作用下下的彈塑性性抗震設(shè)計計，采用延延性抗震設(shè)設(shè)計方法，，并引入入能力保護護設(shè)計原則則。地震作用部部分的修訂訂，反應譜譜周期到10秒，并給出出了場地修修正系數(shù)；；給出了時時程地震波波的選用原原則。增加了橋梁梁抗震分析析建模原則則和抗震分分析方法。。增加橋梁減減隔震設(shè)計計，增加了了局部細節(jié)節(jié)設(shè)計和抗抗震構(gòu)造措措施內(nèi)容。。盡可能吸收收了美國、、日本現(xiàn)行行抗震設(shè)計計規(guī)范的理理念和方法法，吸取了近十年橋橋梁震害的的教訓，彌彌補了89規(guī)范的不足足。2.3新規(guī)范要點點抗震設(shè)防標標準設(shè)防目標：：采用兩水水平設(shè)防、、兩階段設(shè)設(shè)計的思想想，取消綜綜合影響系系數(shù)3新規(guī)范基本本要求表3.1.1各設(shè)防類別別橋梁的抗抗震設(shè)防目目標3新規(guī)范基本本要求橋梁抗震設(shè)設(shè)防分類橋梁抗震設(shè)設(shè)防措施等等級3新規(guī)范基本本要求表3.1.4-2各類橋梁的的重要性系系數(shù)Ci注：高速公公路和一級級公路上的的大橋、特特大橋，其其抗震重要要性系數(shù)取取B類括號內(nèi)的的值。3新規(guī)范基本本要求表3.2.2抗震設(shè)防烈烈度和水平平向設(shè)計基基本地震動動加速度值值A(chǔ)抗震設(shè)防烈度6789A0.05g0.10（0.15）g0.20（0.3）g0.40g按照規(guī)范取取值，按E1和E2地震重要性性系數(shù)乘設(shè)設(shè)計基本地地震動加速速度峰值A(chǔ)地震安全性性評價3新規(guī)范基本本要求確定地震作作用基本要要求5地震作用橋梁結(jié)構(gòu)地地震作用考考慮的原則則一般情況下下，公路橋橋梁可只考考慮水平向向地震作用用，直線橋橋可分別考考慮順橋向向和橫橋向向的地震作作用。設(shè)防烈度為為8度和9度時的拱式式結(jié)構(gòu)、長長懸臂橋梁梁結(jié)構(gòu)和大大跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)，以及豎豎向作用引引起的地震震效應很重重要時，應應同時考慮慮順橋向X、橫橋向Y和豎向Z的地震作用用。地震作用分分量組合采用反應譜譜法或功率率譜法同時時考慮三個個正交方向向的地震作作用時，可可分別單獨獨計算各方方向地震作作用產(chǎn)生的的最大效應應，然后組組合。5.1一般規(guī)定5地震作用當采用時程程分析法時時，應同時輸入入三個方向向分量的一一組地震動動時程計算算地震作用用效應。進行直線橋橋梁地震反反應分析時時，可分別別考慮沿順順橋向和橫橫橋向兩個個水平方向向地震輸入入。進行曲線橋橋梁地震反反應分析時時，可分別別沿相鄰兩兩橋墩連線線方向和垂垂直于連線線水平方向向多方向地地震輸入，，以確定最最不利地震震水平輸入入方向。地震作用可可以用設(shè)計計加速度反反應譜、設(shè)設(shè)計地震動動時程和設(shè)設(shè)計地震動動功譜表達達。給出的是S譜值，不同同于原來的的動力放大大系數(shù)beta譜值最大周期10秒大于Tg段都是以1/T的斜率下降降5地震作用水平設(shè)計加加速度反應應譜10T(s)0.1Tg0SmaxS5.2設(shè)計加速度度反應譜5地震作用公路工程抗抗震設(shè)計規(guī)規(guī)范（JTJ004-89）中給出動動力放大系系數(shù)β譜建筑抗震設(shè)設(shè)計規(guī)范（（GB50011-2001）中給出水水平地震影影響系數(shù)α譜5地震作用水平設(shè)計加加速度反應應譜最大值值5地震作用場地特征周周期Tg場地特征周周期Tg，按場址位位置在《中國地震動動反應譜特特征周期區(qū)區(qū)劃圖》上讀取后，，根據(jù)場地地類別，按按下表取值值。5地震作用阻尼調(diào)整系系數(shù)5地震作用豎向設(shè)計加加速度反應應譜豎向設(shè)計加加速度反應應譜由水平平設(shè)計加速速度反應譜譜乘以下式式給出的豎豎向/水平譜比函函數(shù)R基巖場地的的R=0.65土層場地的的5地震作用做過地震安安全性評價價的橋址，，設(shè)計地震震動時程要要根據(jù)專門門的工程場場地地震安安全性評價價的結(jié)果確確定。未作地震安安全性評價價的橋址，，可根據(jù)本本細則設(shè)計計加速度反反應譜，合合成與其兼兼容的設(shè)計計加速度時時程；也可可選用與設(shè)設(shè)計地震震震級、距離離大體相近近的實際地地震動加速速度記錄，，通過時域域方法調(diào)整整，使其反反應譜與本本細則設(shè)計計加速度反反應譜兼容容。為考慮地震震動的隨機機性，設(shè)計計加速度時時程不得少少于三組（（條），且且應保證任任意二時程程間由下式式定義的相相關(guān)系數(shù)ρ的值小于0.15.3地震動時程程6抗震分析適用范圍：：常規(guī)橋梁梁6.1一般規(guī)定單跨跨徑不不超過150m的混凝土梁梁橋、圬工工或混凝土土拱橋等常常規(guī)橋梁的的抗震分析析，墩高不不超過40m，墩身第一一階振型有有效質(zhì)量大大于60%。6抗震分析地震作用B類C類D類規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH————表中：TH：代表線性性和非線性性時程計算算方法SM：單模態(tài)反反應譜和功功率譜方法法MM：多模態(tài)反反應譜和功功率譜方法法表6.1.4橋梁抗震分分析可采用用的計算方方法6抗震分析截面特性取取值6抗震分析E1地震作用下下，常規(guī)橋橋梁的所有有構(gòu)件抗彎彎剛度均按按毛截面計計算。E2地震作用下下，延性構(gòu)構(gòu)件的有效效截面抗彎彎剛度應按按下式計算算，但其他他構(gòu)件抗彎彎剛度仍按按毛截面計計算。6抗震分析6.2梁橋延性抗抗震設(shè)計6抗震分析單元質(zhì)量可可采用集中中質(zhì)量代表表；墩柱和和梁體的單單元劃分應應反映結(jié)構(gòu)構(gòu)的實際動動力特性；；支座單元應應反映支座座的力學特特性混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的阻尼比比可取為0.05；進行時程程分析時，，可采用瑞瑞利阻尼計算模型應應考慮相鄰鄰結(jié)構(gòu)和邊邊界條件的的影響。6抗震分析6.3建模原則6抗震分析慣性力阻尼力彈性力6抗震分析經(jīng)典解法二階線性微微分方程杜哈梅積分分將外荷載視視為由時間間間隔非常常短的沖擊擊荷載組成成的結(jié)構(gòu)反應為為對各沖擊擊荷載反應應之和Responsetoimpulse1Responsetoimpulse2ResponsetoimpulseTotalResponse6抗震分析數(shù)值方法可適用于線線性和非線線性領(lǐng)域中心差分法法、常加加速度法、、線性加速速度法Newmark-法、Wilson-法不同參數(shù)對對應的逐步步積分法6抗震分析6抗震分析6.4反應譜法SRSS方法組合CQC方法組合6抗震分析振幅頻譜持續(xù)時間6抗震分析6.5時程分析方方法地震動三要要素時程分析的最終結(jié)果，當采用3組時程波計算時，應取3組計算結(jié)果的最大值；當采用7組時程波計算時，可取7組結(jié)果的平均值。6抗震分析在E1地震作用下，線性時程法的計算結(jié)果不應小于反應譜法計算結(jié)果的80%。優(yōu)點：帶有統(tǒng)計特性；給出結(jié)構(gòu)地震反應的最大值；缺點：目前只適用于線性分析；各振型都是取最大值計算的；6抗震分析反應譜法時程分析法法優(yōu)點：適用于線性和非線性的情況；給出隨時間變化的結(jié)構(gòu)反應；缺點：地震波有隨機性，計算結(jié)果也帶有隨機性；和其他工況組合時麻煩一些。6抗震分析6.8能力保護構(gòu)件計算7強度與變形形驗算7.1一般規(guī)定7.3B類、C類橋梁抗震強度驗算7強度與變形形驗算7強度與變形形驗算墩柱塑性鉸鉸區(qū)域沿順順橋向和橫橫橋向的斜斜截面抗剪剪強度驗算算7.4B類、C類橋梁墩柱的變形驗算7強度與變形形驗算E2地震作用用下，一一般情況況應驗算算潛在塑塑性鉸區(qū)區(qū)域沿順順橋向和和橫橋向向的塑性性轉(zhuǎn)動能能力，但但對于規(guī)規(guī)則橋梁梁，驗算算橋墩墩墩頂?shù)牡奈灰?，，對于高高寬比小小?.5的矮墩，，驗算強強度。7強度與變變形驗算算E2地震作用用下，橋橋墩潛在在塑性鉸鉸區(qū)域沿沿順橋向向和橫橋橋向的塑塑性轉(zhuǎn)動動應滿足足：7強度與變變形驗算算等效屈服服曲率、、極限破破壞狀態(tài)態(tài)的曲率率7強度與變變形驗算算E2地震作用用下，規(guī)規(guī)則橋梁梁可按下下式驗算算橋墩墩墩頂?shù)?/p>