天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程

備案號(hào)J13058-2015天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程2015-06-01發(fā)布2015-09-01實(shí)施天津市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)發(fā)布天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程實(shí)施日期：2015年9月1日津建科[2015]208號(hào)997號(hào))文件要求，編制完成了《天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)隔震設(shè)計(jì)規(guī)程》(DB29-233-2015)為我市2015年9月1日起在我市實(shí)施。其中，第5.2.4、6.1.4條為強(qiáng)2015年6月1日工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的通知》(建科[2011]997號(hào))文件要本規(guī)程中以黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行過程中如有意見和建議，請(qǐng)寄送天津城建設(shè)計(jì)院有限公司(地朱宏平崔志剛盧士鵬王秀艷王振南韋亮陸李自林朱勁松王建新 12術(shù)語和符號(hào) 2 22.2符號(hào) 43基本規(guī)定 63.1一般規(guī)定 63.2減隔震設(shè)計(jì)的性能目標(biāo) 6 74抗震性能目標(biāo)的驗(yàn)算 94.1一般規(guī)定 94.2抗震性能目標(biāo)1 9 4.4抗震性能目標(biāo)3 5減隔震設(shè)計(jì)分析方法 5.1一般規(guī)定 14 145.3分析模型及分析方法 156隔震橋梁 196.1一般規(guī)定 6.2隔震支座的力學(xué)模型 226.4隔震支座的驗(yàn)算 237.減震橋梁 7.1一般規(guī)定 8防落梁系統(tǒng) 288.1一般規(guī)定 298.3防落梁構(gòu)造 30 30本規(guī)程用詞說明 34引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 35 1 2 2 4 6 6 6 4TheCheckofSeismicPerform 9 9 9 2 22 7.3Low-yieldsteelsheardamper 25 298.3Unseatingpreventi 30 30 30ExplanationofWordinginThisCode 34ListofQuotedStandards Addition:Explanati 3711.0.1為規(guī)范天津市市政及公路新建橋梁減隔震設(shè)計(jì)，增加橋梁1.0.3橋址處地震基本烈度數(shù)值可由現(xiàn)行《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃22.1.1抗震設(shè)防烈度seismicfortificationintensity按國(guó)家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)的作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈2.1.2抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)seismicfortificationcriterion2.1.4E1地震作用earthquakeactionE12.1.5E2地震作用earthquakeactionE22.1.6地震動(dòng)參數(shù)seismicgroundmotionparameter2.1.7特征周期characteristicperi32.1.9延性抗震設(shè)計(jì)ductility2.1.10延性構(gòu)件ductilemember2.1.11能力保護(hù)設(shè)計(jì)方法capacityprotectiondesignmethod2.1.12能力保護(hù)構(gòu)件capacityprotectedmember2.1.13減隔震設(shè)計(jì)seismicisolationdesign大原結(jié)構(gòu)體系阻尼和(或)周期，降低結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和(或)減2.1.14梁搭接長(zhǎng)度laplengthofbeam2.1.15防落梁構(gòu)造unseatingpreventionstructure2.1.16位移限制構(gòu)造displacement2.1.17防落梁系統(tǒng)unseatingpreventionsystem2.1.18完全彈性狀態(tài)fullelasticstate2.1.19基本彈性狀態(tài)basicelasticstate42.1.20主要塑性化構(gòu)件mainplasticizationmember2.1.21次要塑性化構(gòu)件minorplasticizationmember2.2.1幾何特征L——橋梁軸線弧長(zhǎng)；2.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)Da——隔震支座的設(shè)計(jì)位移；F(Da)——隔震支座對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)位移Da的水平力；563.1.1橋梁減隔震設(shè)計(jì)是通過減隔震技術(shù)使橋梁達(dá)到預(yù)期抗震性3.1.2在進(jìn)行橋梁減隔震設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮地形、場(chǎng)地土分類、地《公路工程抗震規(guī)范》(JTGB02)《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ166)甲類乙類3.2.2橋梁減隔震設(shè)計(jì)的抗震性能目標(biāo)應(yīng)1抗震性能目標(biāo)172抗震性能目標(biāo)2E1地震作用抗震性能目標(biāo)1E2地震作用抗震性能目標(biāo)2894.1.1減隔震橋梁主體結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)4.1.2減隔震橋梁應(yīng)根據(jù)抗震性能目標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計(jì)地震動(dòng)作用下橋梁各個(gè)構(gòu)件的受力狀態(tài)應(yīng)滿足本規(guī)程第4.4.1.3應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及地基可能的破壞模式設(shè)置防落梁系4.1.4橋梁蓋梁、基礎(chǔ)和墩柱抗剪作為能力保護(hù)構(gòu)件，應(yīng)按照現(xiàn)4.2抗震性能目標(biāo)14.2.1地震作用下，橋梁主要承力構(gòu)件應(yīng)處于完全彈性狀態(tài)，減4.2.2地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮裝置不宜產(chǎn)生影響正常使用4.3抗震性能目標(biāo)24.3.1橋梁的主要塑性化構(gòu)件發(fā)生較易修復(fù)的塑性變形，主體結(jié)4.3.2應(yīng)選擇可有效吸收能量并可快速修復(fù)的構(gòu)件為主要塑性化橫橋向順橋向(c)隔震支座考慮塑性化時(shí)塑性化構(gòu)件分布(順橋向)(d)隔震支座考慮塑性化時(shí)塑性化構(gòu)件分布(橫橋向)(e)連續(xù)剛構(gòu)塑性化構(gòu)件分布(順橋向)圖4.3.2塑性化構(gòu)件的分布及組合4.3.3應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及損傷修復(fù)難易程度選擇塑性化構(gòu)的構(gòu)件的極限狀態(tài)4.3.4拱橋的拱肋及斜拉橋的主塔不4.4抗震性能目標(biāo)34.4.1主要塑性化構(gòu)件發(fā)生塑性變形，但其塑性變形不應(yīng)超過該4.4.2塑性化構(gòu)件的分布及組合如圖4.3.2所示。4.4.3應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及損傷修復(fù)難易程度選擇塑性化構(gòu)件的構(gòu)件的極限狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)，進(jìn)入塑性狀態(tài)，4.4.4對(duì)于計(jì)算長(zhǎng)度與矩形截面計(jì)算方向的尺寸之比小于2.5或墩柱的計(jì)算長(zhǎng)度與圓形截面直徑之比小于2.5的矮墩，順橋向和橫5.1.1宜采用動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算地震動(dòng)作用下橋梁各件的內(nèi)力、位移等，并根據(jù)本規(guī)程第4章的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算。5.1.2進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，計(jì)算模型應(yīng)真實(shí)模擬橋梁結(jié)構(gòu)的剛5.2.1宜采用橋位處實(shí)際測(cè)量的強(qiáng)震記錄作為輸入地震動(dòng)計(jì)算結(jié)5.2.2已作地震安全性評(píng)價(jià)的橋址，設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)程應(yīng)根據(jù)地震5.2.3未進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)的橋址，可以設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜為必須取3組計(jì)算結(jié)果的最大值；當(dāng)采用7組及以上地震加速度時(shí)程5.3.1進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)分析目的和設(shè)計(jì)地震動(dòng)1對(duì)E1、E2地震作用進(jìn)行抗震性能目標(biāo)1的驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)使2對(duì)E2地震作用進(jìn)行抗震性能目標(biāo)2或抗震性能目標(biāo)3的驗(yàn)5.3.2承臺(tái)底可采用六個(gè)自由度的彈簧模擬樁土相互作用的邊界用等代土彈簧模擬樁土共同作用，等代土彈簧的剛度可采用m法5.3.3計(jì)算模型應(yīng)準(zhǔn)確模擬減隔震裝置的構(gòu)造特性、力學(xué)特性及否墩柱、樁基地震響應(yīng)是查查是圖5.3.4-1常規(guī)橋梁減隔震設(shè)計(jì)流程(性能目標(biāo)1)否墩柱、樁基地震響應(yīng)是是否否是是否 WDa 6.5.2位移限制構(gòu)造除滿足構(gòu)造要求以外，宜根據(jù)抗震計(jì)算結(jié)果6.5.3位移限制構(gòu)造應(yīng)能確保正常使用狀態(tài)下伸縮縫的正常伸6.5.4位移限制構(gòu)造不應(yīng)影響支座的移動(dòng)和扭轉(zhuǎn)等功能，不應(yīng)影6.5.5板式橡膠支座、盆式支座和球形支座等的驗(yàn)算，應(yīng)按現(xiàn)行7.1一般規(guī)定7.1.2在橋梁結(jié)構(gòu)的某些部位可設(shè)置耗能裝置，通過耗能裝置產(chǎn)7.1.3減震裝置可采用粘滯流體阻尼器和軟鋼剪切型阻尼器、E7.2.1粘滯流體阻尼器宜布置在墩和梁相對(duì)7.2.2粘滯流體阻尼器內(nèi)部宜采用雙出桿結(jié)構(gòu)，7.2.3粘滯流體阻尼器的阻尼力與運(yùn)動(dòng)速度的力學(xué)關(guān)系可按公式式中：Fa——粘滯流體阻尼器的阻尼力(kN);7.3軟鋼剪切型阻尼器7.3.1軟鋼剪切型阻尼器可分為無加勁肋和有加勁肋兩種，如圖圖7.3.1-2有加勁肋軟鋼剪切型阻尼器縱梁圖7.3.2-1軟鋼剪切型阻尼器橫梁安裝形式3中墩縱橋向安裝形式，如圖7.3.2-3所示。3中墩縱橋向安裝形式，如圖7.3.2-3所示。橋墩是結(jié)束符合第8.5.1條的規(guī)定是否8.2梁搭接長(zhǎng)度8.2.1由于地震的不確定性，上部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生落梁的橋梁，其梁端應(yīng)設(shè)置足夠的梁搭接長(zhǎng)度。8.2.2梁搭接長(zhǎng)度的最小值，應(yīng)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ166)和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》式中：Lo上部結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度(m),對(duì)簡(jiǎn)支梁橋取其跨徑；b上部結(jié)構(gòu)總寬度(m);2滿足公式(8.5.1-2)的曲線橋，如圖8.5.1-2所示。式中：φ——曲線梁的圓心角();L——橋梁軸線弧長(zhǎng)(m);b——上部結(jié)構(gòu)總寬度(m)。8.5.2對(duì)于本規(guī)程第8.5.1條3～5款規(guī)定的橋梁，應(yīng)在中間支點(diǎn)1)表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：2)表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：3)表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的2《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD63)7《公路橋梁高阻尼隔震橡膠支座》(JT/T842)8《橋梁用黏滯流體阻尼器》(JT/T926) 41 423基本規(guī)定 3.1一般規(guī)定 433.2減隔震設(shè)計(jì)的性能目標(biāo) 3.3減隔震設(shè)計(jì)考慮的作用及其組合 4抗震性能目標(biāo)的驗(yàn)算 474.1一般規(guī)定 474.2抗震性能目標(biāo)1 474.3抗震性能目標(biāo)2 47 485減隔震設(shè)計(jì)分析方法 5.1一般規(guī)定 5.2用于動(dòng)力時(shí)程分析的地震作用 495.3分析模型及分析方法 506隔震橋梁 6.1一般規(guī)定 52 536.5支座部位的構(gòu)造 54 7.1一般規(guī)定 567.3軟鋼剪切型阻尼器 638.2梁搭接長(zhǎng)度 8.3防落梁構(gòu)造 8.4高差限制構(gòu)造 678.5位移限制構(gòu)造 1.0.1我國(guó)處于世界兩大地震帶環(huán)太平洋地震帶和歐亞地強(qiáng)度大、分布范圍廣、傷亡大、災(zāi)害嚴(yán)重，幾乎所有的省、市、公布的我國(guó)地震烈度基本區(qū)劃圖，我國(guó)地震烈度等于或大于7度的地區(qū)面積達(dá)312萬平方公里，占國(guó)土總面積的近1/3。自20世旦，引發(fā)長(zhǎng)期的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)問題，并帶來難以慰籍的感情創(chuàng)傷。0.15g和0.20g等三種，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為7度或8度。3)在地基條件和構(gòu)造條件有明顯變化的地方，尤其要注意橋梁主體結(jié)構(gòu)指橋梁結(jié)構(gòu)的主要承力構(gòu)件，包括樁基、承臺(tái)、墩柱、蓋梁、主梁、主塔以及主拱等，不包括護(hù)欄、伸縮縫、抗震擋等附屬結(jié)構(gòu)。MMMyMy圖1等效屈服曲率實(shí)際的彎矩-曲率曲線等效為理想彈塑性彎矩-曲率曲線求得，等效方法可根據(jù)圖中兩個(gè)陰影面積相等求得，計(jì)算中應(yīng)考慮最不利抗震性能目標(biāo)1定義為發(fā)生地震后橋梁基本無損傷，可以立即使用?？拐鹦阅苣繕?biāo)1包括防止落梁、震后結(jié)構(gòu)總體反應(yīng)在彈性范圍、基本無損傷、不經(jīng)過修復(fù)即能保證橋梁基本使用功能、稍微修復(fù)即可保證橋梁的長(zhǎng)期使用功能。橋梁結(jié)構(gòu)的墩臺(tái)及基礎(chǔ)抗震性能目標(biāo)2定義為地震僅會(huì)造成橋梁一定程度的損傷，經(jīng)過簡(jiǎn)單搶修可以繼續(xù)使用?？拐鹦阅苣繕?biāo)2包括防止落梁的同時(shí)，震后通過應(yīng)急修復(fù)能快速地恢復(fù)橋梁基本使用功能，永久性修復(fù)后可恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)功能。橋梁結(jié)構(gòu)的墩臺(tái)及基礎(chǔ)在地震作用下部分鋼筋進(jìn)入屈服狀態(tài)，但截面彎矩小于截面等效屈服彎矩抗震性能目標(biāo)3定義為不因地震發(fā)生而導(dǎo)致橋梁倒塌的情況表1列出了三種抗震性能目標(biāo)?？拐鹦阅苣繕?biāo)1防止保證橋梁基本使用不必做功能恢復(fù)的防止防止—4.1.3減隔震設(shè)計(jì)中應(yīng)避免由于地基破壞而導(dǎo)致的橋梁體系破4.1.4橋梁減隔震設(shè)計(jì)中，能力保護(hù)構(gòu)件的驗(yàn)算按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ166)第6.6節(jié)、第7.4節(jié)的規(guī)4.2抗震性能目標(biāo)14.2.1為了確保地震發(fā)生后橋梁基本無損傷，4.3抗震性能目標(biāo)24.3.2樁基截面處于基本彈性狀態(tài)時(shí)，截面的裂縫寬度可能會(huì)超影響使用，滿足E2地震作用下局部可發(fā)生可修復(fù)的損傷，基本不4.3.3橋梁上部結(jié)構(gòu)中設(shè)置有橋面鋪裝、欄桿等，并且為汽車、4.3.4對(duì)于拱橋、斜拉橋和懸索橋，應(yīng)根據(jù)各類橋梁的構(gòu)造特性4.4抗震性能目標(biāo)34.4.1抗震性能目標(biāo)3中，橋墩不能喪失承載能力、不能發(fā)生落4.4.4地震作用下，矮墩的主要破壞模式為剪切破壞，為脆性破壞，沒有延性。因此E2地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)組合后，應(yīng)5.1.1根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)體系、抗震設(shè)防目標(biāo)和減隔震裝置的力學(xué)特1)在分析模型中假定彈性的構(gòu)件不應(yīng)進(jìn)入塑性；2)橋梁整體結(jié)構(gòu)不會(huì)因部分構(gòu)件的塑性變形而變得不穩(wěn)定。5.2.3使用動(dòng)力時(shí)程分析法計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，宜采用橋5.2.4一組時(shí)程分析結(jié)果只是結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)的一個(gè)樣本，不能反6.3.2隔震支座可能存在伴隨著吸收能量的累積而導(dǎo)致溫度上6.4.1隔震支座應(yīng)具有荷載傳遞和適應(yīng)變形的功能。傳統(tǒng)隔震支座的上述功能一般集中于一個(gè)支座構(gòu)造中，支座構(gòu)造過于復(fù)雜，支座的局部損傷和耐久性降低造成的功能損失也會(huì)對(duì)支座的其它功能造成影響。事實(shí)上，這些功能也可以通過具有單一功能的支座組合實(shí)現(xiàn)，即在考慮橋梁構(gòu)造和規(guī)模等的基礎(chǔ)上，采用擁有單連接墩兩側(cè)梁高不相等時(shí)，可采用高低蓋梁或梁端變高等方式處理，以避免采用過高的支座，并在梁端預(yù)留足夠的間隙，避免梁與橋墩或梁與梁之間的碰撞，如圖2所示。6.4.2由于地震作用是偶然作用，因此在驗(yàn)算支座連接構(gòu)件的抗6.4.3由于支座受到損傷，上部結(jié)構(gòu)存在落梁風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，原則上采用B類隔震支座。隨著支座高度的增加，隔震橡膠支座本體可能設(shè)計(jì)篇)。具備以下性能：支座受到損傷時(shí)，位移限制構(gòu)造應(yīng)快速發(fā)揮作7減震橋梁7.1一般規(guī)定7.1.1需綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)類型、自振特性等條件確定是否適宜7.1.2減震裝置通過摩擦、彈塑性滯回變形來耗散或吸收地震輸7.2粘滯流體阻尼器7.2.3粘滯流體阻尼器可采用下列力學(xué)分析模型1)線性模型u(t)-運(yùn)動(dòng)速度(m/s)。由上式可知，阻尼器的力和位移之間符合橢圓關(guān)系，如圖4阻尼器每周期消耗能量見下式：式中：w——阻尼器的頻率；當(dāng)粘滯阻尼器的剛度不可忽略時(shí)，可采用Kelvin模型，如圖5。尼力的表達(dá)式如下：Fa(t)=ku(t)+Cu(t)=F?sk阻尼器的儲(chǔ)存剛度；F?——阻尼力的幅值；φ阻尼力與位移的相位差。圖5Kelvin模型圖相位差為：3)Maxwell模型式見式(7),當(dāng)粘滯阻尼器的阻尼力與頻率之間存在較強(qiáng)的阻尼單元與彈簧單元采用串聯(lián)的形式，如圖6所示。C?C?k圖6Maxwell模型圖7.3軟鋼剪切型阻尼器7.3.1軟鋼剪切型阻尼器模型及其力學(xué)模型如圖7、8所剪切型阻尼器力學(xué)參數(shù)可按式(8)～(14)計(jì)算。圖7軟鋼剪切型阻尼器模型圖8軟鋼剪切型阻尼器力學(xué)模型各參數(shù)的計(jì)算公式如下：極限剪切應(yīng)變； 翼緣厚度；8.1.1由于地震的不確定性，地基的