JTG/T2231-01-2020 公路桥梁抗震设计规范

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    液化导致的大范围地表土层的侧向滑动,往往引起桥、桥合的倾斜失稳和地表

    根据地震灾害和工程经验等归纳的基本设计原则和设计思想,进行桥梁结构总体 、确定细部构造的过程。

    iso标准2.1.15弹性抗震设计6

    不充许桥梁结构发生塑性变形,用构件的强度作为衡量结构性能的指标,只需校 件的强度是否满足要求

    2.1.16延性抗震设计ductilityseismicdesign 允许桥梁结构发生塑性变形,不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标,同时要 核构件的变形能力是否满足要求。

    2.1.16延性抗震设计ductilityseismicd

    允许桥梁结构发生塑性变形,不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标,同时 核构件的变形能力是否满足要求。

    2.1.17延性构件ductilemember

    抗震设计中有意设计的通过局部塑性变形来耗散地震能量、能够承受E2地震作

    下多个循环的弹塑性变形而强度没有显著退化的结构构件。

    2.1.18能力保护设计

    为保证延性抗震设计桥梁在E2地震作用下,可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区 基础、盖梁和上部结构等构件不发生塑性变形和剪切破坏,同时桥墩的塑性铰区也不发 生剪切破坏,对上述部位、构件进行的加强设计。

    2.1.19能力保护构件capacityprotectedmember

    1.19能力保护构件capacityprotectedmember 采用能力保护设计方法设计的构件

    2.1.20减隔震设计seismicisolationdesign

    2.1.20减隔震设计

    在桥梁上部结构和下部结构之间或下部结构与基础之间设置减隔震系统,以增大原 结构体系阻尼和(或)周期,降低结构的地震反应和(或)减小输入到上部结构的能量, 到预期的防震要求。

    2.1.21抗震措施seismicmeasure

    地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。抗震措施等级 根据桥梁抗震设防分类和抗震设防烈度确定

    2.1.22抗震构造措施

    2.1.22抗震构造措施detailsofseismicm

    根据震害经验归纳总结的对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求,一般 地震作用计算和抗力计算

    2.1.24常规桥梁ordinarybridge

    2.1.25特殊桥梁special bridge

    斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的

    2. 2. 1 作用和作用效应

    A 水平向基本地震动峰值加速度; E 地震主动土压力; 顺桥向作用于固定支座顶面或横桥向作用于上部结构质心处的水平 Ex 地震力; Eti 顺桥向作用于活动支座顶面处的水平地震力: Eha 作用于台身质心处的水平地震力: Emax 固定支座容许承受的最大水平力: Ehah 地震作用效应、永久作用效应和均匀温度作用效应组合后板式橡胶支 座或固定盆式支座的水平力设计值: M$ 上部结构的质量或一联上部结构的总质量; Me 盖梁质量; M 墩身质量; G. 基础顶面以上台身重力; Smx 设计加速度反应谱最大值,

    抗震重要性系数; 场地系数; 阻尼调整系数; 液化抵抗系数; 土层液化影响折减系数: 也基抗震容许承载力调整系数; 非地震条件下作用于台背的主动土压力系数: 地震主动土压力系数; 激身质量换算系数; 盖染质量换算系数。

    do 液化土特征深度; d, 基础埋置深度; du 上覆非液化土层厚度: dw 地下水位深度; d. 纵向钢筋的直径; Ief 有效截面抗弯惯性矩; S 箍筋的间距; Zt 板式橡胶支座橡胶层总厚度: 0 斜交角; 0 曲线梁的中心角。 2.2.4材料指标 E. 桥墩的弹性模量; Gd 板式橡胶支座动剪切模量; Jao 地基承载力基本容许值: [fa] 调整后的地基抗震承载力容许值 [f.] 深宽修正后的地基承载力容许值; Y 土的重力密度; Aa 支座动摩阻系数。 2.2.5延性设计参数

    2.2.5 延性设计参数

    重力加速度: 土层剪切波速; 土层实际标准贯入锤击数; 土层液化判别标准贯入锤击数临界值; 结构自振周期; 场地特征周期 结构自振基本周期; 结构阻尼比; 结构自振基本圆频率; 减隔震桥梁或减隔震装置的等效阻尼比

    桥墩容许位移; 塑性铰区域的最大容许转角; 桥墩正截面极限弯矩超强系数; 等效屈服曲率; 极限曲率; 纵向配筋率; 约束钢筋的折减极限应变; 纵筋的折减极限应变; 轴压比; 墩柱构件位移延性系数

    3.1桥梁抗震设防分类和设防标准

    3.1.1桥梁抗震设防类别应按表3.1.1确定。对抗震救灾以及在经济、国防上具有重 要意义的桥梁或破坏后修复(抢修)困难的桥梁,应提高抗震设防类别

    表3.1.1桥梁抗震设防分类

    1.1桥梁抗震设防分类

    为确保重点和节约投资,将公路桥梁分为A类、B类、C类和D类四个抗震设防类 别,A类抗震设防要求和类别最高,B类、C类和D类抗震设防类别依次降低。 3.1.2A类、B类和C类桥梁应采用两水准抗震设防,D类桥梁可采用一水准抗震设 防,在E1和E2地震作用下,桥梁抗震设防目标应符合表3.1.2的要求

    3.1.2桥梁抗震设防目机

    E1地震作用下,要求各类桥梁在弹性范围工作,结构强度和刚度基本保持不变。 地震作用下,A类桥梁局部可发生开裂,裂缝宽度也可超过容许值,但混凝土保护

    应保持完好,因地震过程的持续时间比较短,地震后,在结构自重作用下,地震过程中 开展的裂缝一般可以闭合,不影响使用,结构整体反应还在弹性范围。B类、C类桥梁 在E2地震作用下要求不倒塌,且结构强度不能出现大幅度降低,对钢筋混泥土桥梁墩 柱,其抗弯承载能力降低幅度不应超过20%。 在E2地震作用下,斜拉桥和悬索桥如允许桥塔进入塑性,将产生较大变形,从而 使结构受力体系发生大的变化,例如,可能出现部分斜拉索或吊杆不受力的情况,甚至 导致桥梁垮塌等严重后果。采用减隔震设计的桥梁,主要通过减隔震装置耗散地震能量, 就能够有效降低结构的地震响应,使桥梁墩柱不进入塑性状态,此外,如允许桥梁墩柱 进入塑性状态形成塑性铰,将导致结构的耗能体系混乱,还可能导致过大的结构位移和 计算分析上的困难。因此规定,B类、C类中的斜拉桥和悬索桥以及采用减隔震设计的 桥梁抗震设防目标应按A类桥要求执行。

    3.1.3桥梁的抗震措施等级和抗震重要性系数,应符合下列要求:

    注:g为重力加速度,各等级抗震措施的具体规定见本规范第11章。

    注:高速公路和一级公路上的B类大桥、特大桥,其抗震重要性系数取B类括号内的值

    本规范采用两水准设防,两阶段设计;D类桥梁,因规模小、路线等级低,一般采 用一水准设防,一阶段设计。对A类桥梁、B类和C类中的斜拉桥和悬索桥以及采用 减隔震设计的桥梁,第一阶段和第二阶段抗震设计均采用弹性抗震设计,但E1地震作 用下的抗震计算应采用全截面刚度,E2地震作用下的抗震计算可采用开裂截面刚度。 对其他B类、C类桥梁,第一阶段的抗震设计,即对应E1地震作用的抗震设计,采用 弹性抗震设计,保证桥梁结构在E1地震作用下处于弹性状态。第二阶段的抗震设计, 即对应E2地震作用的抗震设计,采用延性抗震设计,并引入能力保护设计原则。确保 在E2地震作用下结构具有足够的延性变形能力,即结构的延性变形能力应大于延性变 形需求并有适当的安全储备,通过能力保护设计,确保塑性铰只在选定的位置出现,并 且不出现剪切破坏等破坏模式。 08细则采用烈度表达抗震措施等级,易与抗震设防烈度混淆、产生歧义,为表述 更清晰,本次修订直接采用四个级表达抗震措施等级,08细则中VI度区的抗震措施称 为一级,VI度区的为二级,VI度区的为三级,度区的为四级。各等级抗震措施的具体 规定详见本规范第11章。 3.1.4立体交叉的跨线桥梁的抗震设防标准应不低于其跨越的下线工程的抗震设防 标准。

    立体交叉的跨线桥梁一旦遭受地震破坏,不仅会影响到上线交通,还会影响到下线 交通,因此,应按上、下两线中较高的抗震设防标准来进行抗震设计。如果跨越其他通 道或构筑物(如铁路),也应按本条要求执行。

    3.2地震作用的基本要求

    3.2.1公路桥梁抗震设计的地震作用,应采用桥梁所在地区的基本地震动峰值加速度 和反应谱特征周期,按场地条件和本规范第3.1.3条第2款规定的抗震重要性系数调整 确定。

    对未做专门的地震安全性评价的桥梁工程场地,地震作用只能根据现行《中国地震 动参数区划图》(GB18306)的附录C确定,但《中国地震动参数区划图》中只给出 了IⅡ类场地的基本地震动峰值加速度和特征周期,其他类别场地需根据IⅡ类场地的参数 进行调整,详见本规范第5.2.2条和第5.2.3条。本规范引入抗震重要性系数,对不同设 防类别的桥梁,赋予不同的抗震重要性系数来调整地震作用,表达抗震设防水准的差别。 做过专门的地震安全性评价的桥梁工程场地,地震作用可根据评审通过的地震安全性评 价结果确定。 3.2.2公路桥梁抗震设防烈度与现行《中国地震动参数区划图》(GB18306)基本 地震动峰值加速度的对应关系,应按表3.2.2的规定确定

    2抗震设防烈度和基本地震动峰值加速度A对照

    表3.2.2是根据现行《中国地震动参数区划图》(GB18306)的表G.1确定的。 划图的表G.1中,A是用II类场地的地震动峰值加速度5个范围表达的,本规范A值 直接采用《中国地震动参数区划图》上IⅡI类场地的基本地震动峰值加速度分区值,与区 划图标准的表F.1是一致的,具体取值可在区划图标准的附录C中查取,因此表3.2.2 的对应关系也采用基本地震动峰值加速度分区值表达。此外,区划图上没有≥0.75g的 区,因此表3.2.2只保留4个抗震设防烈度。根据定义,烈度表达的是一般场地上地震 动强烈程度的平均特征,即与Ⅱ类场地对应。其他场地类别的地震动峰值加速度是依相

    3.3抗震设计方法分类及流程图

    3.3.1根据桥梁抗震设防分类及抗震设防烈度,桥梁抗震设计方法可分为以下3类: 11类,应进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震分析和抗震验算,并应满足 本章第3.4节桥梁结构抗震体系的要求以及相关构造和抗震措施的要求。 22类,应进行E1地震作用下的抗震分析和抗震验算,并应满足相关构造和抗震 措施的要求。 33类,应满足相关构造和抗震措施的要求,可不进行抗震分析和抗震验算。 条文说明 为确保桥梁结构的抗震安全性,同时尽可能减小计算工作量,本规范对各抗震设防 类别的桥梁、各抗震设防烈度的桥梁规定了相应的抗震设计要求和抗震设计内容。总的 原则是要求抗震设防类别高的桥梁、抗震设防烈度高的桥梁做更精细的抗震设计。根据 抗震设计要求和抗震设计内容的不同,本规范将抗震设计方法分为3类。 3.3.2桥梁抗震设计方法应按表3.3.2选用

    表3.3.2桥梁抗震设计方法选用

    注:坛工拱桥、重力式桥墩和桥台的抗震设计方法可选2类

    参照现行国内外相关桥梁抗震设计规范,本规范规定,对VI度区的B类、C类、D 类桥梁,可只需满足相关构造和抗震措施要求,不需进行抗震分析;对VII度、VI度和IX 度区的D类桥梁,可只进行E1地震作用下的抗震计算和验算,并满足相关构造和抗震 措施要求;亏工拱桥、重力式桥墩和桥台一般为混凝土结构,结构尺寸大,基本无延性, 不能考虑延性抗震设计,因此规定可只进行E1地震作用下的抗震设计,本条沿用了89 规范和08细则的规定,现有经验表明,照此设计的桥梁在实际地震中表现良好;对其 他桥梁,则应进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震计算和验算,并满足相关构造 和抗震措施要求。 3.3.3桥梁抗震设计可采用图3.3.3的抗震设计流程进行

    3.4桥梁结构抗震体系

    图3.3.3抗震设计总流程图

    3.4.1桥梁结构抗震体系应符合下列规定: 1有可靠和稳定的传力途径。 2有明确、可靠的位移约束,能有效地控制结构地震位移,防止落梁。

    3有明确、合理、可靠的能量耗散部位。 4应具有避免因部分结构构件的破坏而导致结构倒塌的能力。 条文说明 桥梁结构抗震体系,是指用于承担地震作用的各种桥梁结构体系的总称,主要功能 为承担水平向和竖向地震作用。 本条是在归纳总结历次地震震害教训基础上给出的规定,目的是避免地震作用下桥 梁结构出现整体破坏和倒塌,保证交通生命线不至中断。 3.4.2对B类和C类梁桥,可采用以下两种抗震体系: 1类型I,地震作用下,桥梁的弹塑性变形、耗能部位位于桥墩,典型单柱墩和双 柱墩的耗能部位即潜在塑性铰区域如图3.4.2所示。 2类型II,地震作用下,桥梁的耗能部位位于桥梁上、下部连接构件,包括减隔震 支座和耗能装置,

    (a)连续梁、简支梁桥单柱墩

    【表潜在塑性铰区域】

    条文说明 对钢筋混凝土桥梁,目前国内外采用的结构抗震体系主要有两类。一类是按延性抗 震设计的桥梁,地震作用下利用桥梁墩柱发生塑性变形,延长结构周期,耗散地震能量。 对这类结构,允许发生塑性变形的耗能部位一般应选择在易于检查和修复的构件上。图 3.4.2给出了简支梁桥单柱墩和双柱墩的适宜耗能部位示意图,对有系梁双柱墩,在墩 柱和系梁的节点部位也可能发生塑性变形,一般宜考虑塑性变形发生在系梁上。另一类 为按减隔震设计的桥梁,地震作用下,利用桥梁上、下部结构的连接构件(支座、耗能 装置)发生塑性变形或增大阻尼,延长结构周期,耗散地震能量,从而减小结构地震反 应。据此,本规范将桥梁结构抗震体系分为两类。 地震作用下,桥梁结构的耗能部位应在抗震设计时预先确定,应对结构的变形能力 进行校核,同时应确保结构的其他部位不能比耗能部位更薄弱。 一般来讲,桥梁结构形式越规则,刚度和强度分布越均,其抗震性能越好。因此, 桥梁不同墩柱的高差尽量不要太大,斜桥的斜交程度和曲线桥的曲线程度也宜尽量减 小。 3.4.3对采用抗震体系类型1的桥梁,抗震设计时,墩柱、系梁应作为延性构件设计, 桥梁基础、盖梁、支座、梁体和节点宜作为能力保护构件,墩柱的抗剪强度应按能力保 护原则设计。 条文说明 美国1971年发生的圣费尔南多地震是桥梁抗震设计理念和设计方法发展的转折 点,人们在震害调查和研究基础上认识到了结构延性能力对结构抗震的重要性。经过数 十年的研究发展,目前国内外桥梁抗震设计规范都采用延性抗震设计方法取代了以前单 纯依靠强度的抗震设计方法。20世纪70年代,新西兰学者Park等提出了结构抗震设计 方法中的一个重要原则一一能力保护设计原则,并最早在新西兰的混凝土结构设计规范 (NZS3101,1982)中得到应用。随后这个设计原则逐渐被世界各国的桥梁抗震设计规 范所采用。 能力保护设计原则的基本思想,和电路设计中采用保险丝的原理是一样的。即在结 构设计中,使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异,确保结构损伤 只发生在延性构件预先选择的部位上,同时确保结构不发生脆性破坏模式。一般来讲, 基于能力保护设计原则的结构设计过程如下: (1)选择合理的结构布局:

    (2)选择地震作用下结构预期出现弯曲型性铰的合理位置,保证结构能形成一个 适当的塑性耗能机制,通过强度和延性设计,确保塑性铰区域截面的延性能力; (3)确立适当的强度等级,确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏模式 (如剪切破坏、粘结破坏等),并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件(能力保护构件) 处于弹性反应范围。 具体到梁桥,按能力保护设计原则设计,应考虑以下几方面: (1)潜在塑性铰的位置一般选择在墩柱上,墩柱按延性构件设计,可以发生弹塑 性变形,耗散地震能量; (2)墩柱的设计剪力值按能力保护设计原则进行计算,应为与墩柱的极限弯矩(考 虑超强系数)所对应的剪力。在计算剪力设计值时,应考虑所有塑性铰位置以确定最大 的设计剪力; (3)盖梁、节点及基础按能力保护构件设计,其设计弯矩、设计剪力和设计轴力 应为与墩柱的极限弯矩(考虑超强系数)所对应的弯矩、剪力和轴力。在计算盖梁、节 点及基础的设计弯矩、设计剪力和设计轴力时,应考虑所有塑性铰位置以确定最大的设 计弯矩、设计剪力和设计轴力。 3.4.4对采用板式橡胶支座的桥梁,在E2地震作用下,如支座抗滑性能不满足本规范第7.5 节的要求,可选择以下措施之一: 1采用其他类型支座,根据选择的支座类型确定抗震体系类型并按本规范相关规定进行抗 震设计。 2通过专项设计设置梁体限位装置,根据是否允许支座产生相对滑动确定抗震体系类型。 1)在确保支座不产生相对滑动的条件下,由限位装置和支座共同传递水平地震力,可按折 震体系类型I进行抗震设计。 2)如允许支座和梁底产生相对滑动,在确保支座和墩(台)顶不产生相对滑动以及不发生 落梁破坏的条件下,应按抗震体系类型II进行抗震设计。抗震分析应采用非线性时程分析方法 考虑支座的滑动效应、限位装置的非线性特性的影响。 条文说明

    我国中小跨径桥梁广泛采用板式橡胶支座,梁体直接搁置在支座上,支座与梁底和墩(台 顶无螺栓连接。汶川地震震害表明,这种支座布置形式,在地震作用下梁底与支座顶面容易产 生相对滑动,导致较大的梁体位移,甚至出现落梁破坏。对于板式橡胶支座在E2地震作用下 其抗滑性能不能满足要求的情况下,可采用其他类型支座或体位移约束装置。

    我国中小跨径桥梁广泛采用板式橡胶支座,梁体直接搁置在支座上,支座与梁底和墩(台 无螺栓连接。汶川地震震害表明,这种支座布置形式,在地震作用下梁底与支座顶面容易户 相对滑动,导致较大的梁体位移,甚至出现落梁破坏。对于板式橡胶支座在E2地震作用下 抗滑性能不能满足要求的情况下,可采用其他类型支座或梁体位移约束装置。

    对于更换支座类型的方策,更换采用的支座类型不同,桥染的抗震体系也可能不同。如选 用减隔震支座,则按抗震体系类型IⅡI进行抗震设计,满足本规范第10章减隔震设计的要求。 对采用梁体限位装置的方案,需要同时满足正常使用要求(即不影响正常使用)和抗震要 求,不同类型限位装置的特性也可能不同,计算分析也相对复杂,由于目前这方面的设计经验 还不够多,因此规定通过专项设计设置梁体限位装置,即根据实际情况开展一定研究的基础上 进行设计。 如允许支座和梁底产生相对滑动,可有效降低桥梁墩柱承受的水平地震力,实际上是一种 减隔震体系,因此规定按抗震体系类型Ⅱ进行抗震设计,即桥梁墩柱、基础等的设计满足减隔 震设计的要求,不允许桥梁墩柱形成塑性铰,以避免耗能体系的混乱。支座的滑动效应、限位 装置的非线性特性对地震响应的影响较大,因此抗震分析时需要考虑。 3.4.5地震作用下,连续梁桥固定支座水平抗震能力不满足本规范的要求时,可通过 算设置连接梁体和墩柱间的剪力键,由剪力键承受支座所受水平地震力,或按本规范 第10章的要求进行减隔震设计。 条文说明 纵向地震作用下,多跨连续梁桥的固定支座一般要承受较大的水平地震力,可能出 现支座不能满足抗震验算要求的情况,对于这种情况,如固定墩及固定墩基础具有足够 的抗震能力,能满足相关的抗震性能要求,可以通过计算设置剪力键,由剪力键承受支 座所受水平地震力。 3.4.6一般情况下,多跨桥梁的桥台不宜作为抵抗梁体地震惯性力的构件,桥台处宜 采用活动支座,桥台上的横向抗震挡块宜设计为在E2地震作用下可以损伤。如需要利 用桥台承担部分梁体地震惯性力,则应进行专门研究和设计。 条文说明 顺桥向,对于连续梁桥或多跨简支梁桥,我国一般都在桥台处设置纵向活动支座。 因此,顺桥向地震作用下,梁体纵向地震惯性力主要由桥墩承受。横桥向,如在桥台处 设置横向抗震挡块,横桥向地震作用下,梁体地震惯性力按墩、台水平刚度分配,由于 桥台刚度大,将承受较大的横向地震惯性力。因此桥台上的横向挡块宜设计为在E2地 震作用下可以破坏,以减小桥台所受横向地震力。对于单跨简支梁桥,通常在桥台处采 用板式橡胶支座,使两侧桥台共同承担水平地震力。

    3.4.7当B类和C类梁桥抗震体系不能满足本规范第3.4.2条对结构抗震体系的要求 的性能必须满足本规范表3.1.2的要求。

    3.5.1根据工程场地条件,应按本规范第4章的相关要求,选择合适的桥位。在场地 地质条件不连续、地震时地基可能产生较大相对位移的地段,不宜修建拱桥。在液化场 地或软弱土层场地,桥梁基础应穿过液化土层或软土层

    震害经验表明,拱桥对地基的相对位移很敏感,地震时如地基产生较大相对位移 能导致桥梁整体塌,因此,在这种地段,不宜选择修建拱桥。在液化场地或软弱 场地,为避免地震时因地基失效而导致桥梁倾斜或垮塌,桥梁基础应穿过液化土层, 土层。 3.5.2桥梁应尽量采用对称的结构形式和均匀的布置方案

    震害经验表明,拱桥对地基的相对位移很敏感,地震时如地基产生较大相对位移, 可能导致桥梁整体垮塌,因此,在这种地段,不宜选择修建拱桥。在液化场地或软弱土 层场地,为避免地震时因地基失效而导致桥梁倾斜或垮塌,桥梁基础应穿过液化土层或 软土层。 3.5.2桥梁应尽量采用对称的结构形式和均匀的布置方案。 条文说明 采用对称的结构形式和均匀的布置方案,使桥梁结构刚度和质量对称和均衡分布, 有利于桥梁结构各部分共同承担水平地震力。 3.5.3梁式桥一联内桥墩的刚度比宜满足下列要求: 1任意两桥墩的水平向抗推刚度比 1)桥面等宽

    采用对称的结构形式和均匀的布置方案,使桥梁结构刚度和质量对称和均衡分布, 利于桥梁结构各部分共同承担水平地震力。 3.5.3梁式桥一联内桥墩的刚度比宜满足下列要求: 1任意两桥墩的水平向抗推刚度比 1)桥面等宽

    kjmi≥0.5 km;

    2相邻桥墩的水平向抗推度比

    ki ≥0.75 k kmj≥0.75 1.33 ≥ km;

    ki ≥0.75 k kmj≥0.75 1.33 ≥ km;

    式中:k、k分别为第i和第j桥墩考虑支座刚度后计算出的组合刚度(含顺桥向 和横桥向),k≥k; 体质量。 条文说明 刚度和质量均衡分布是桥梁抗震设计理念中最重要的一条。对于上部结构连续的桥 梁,各桥墩高度宜尽可能相近。对于相邻桥墩高度相差较大导致刚度相差较大的情况, 水平地震力在各墩间的分配一般不理想,刚度大的墩将承受较大的水平地震力,同时, 刚度小的墩将会有较大的墩顶位移,从而使上部结构产生偏转并导致墩柱承受扭矩,因 此将严重影响结构的整体抗震能力。美国在上世纪90年代,通过对实际桥梁震害的调 查和分析研究,认识到了刚度和质量均衡分布的重要性,并开展了系统研究,相关研究 成果写进了CALTRANS桥梁抗震设计规范和AASHTO桥梁抗震设计规范。本条直接 I用了CALTRANS(2013版)桥梁抗震设计规范的相关条款。

    式中:T、T,一分别为第i联和第j联的基本周期(含顺桥向和横桥向),T,

    为保证桥梁刚度和质量的均衡分布,设计时应优先考虑等跨径、等墩高、等桥面宽 度的结构形式。如受条件限制不能均衡布置,也可通过调整墩柱截面尺寸和支座等方法 来改善桥梁刚度和质量的分布。调整支座参数是最简单易行的办法,效果也很显著。采 用橡胶支座时,由墩和支座构成的串联体系的水平刚度k为:

    式中:k一一桥墩的水平刚度; k,一一橡胶支座的剪切刚度。 由上式可以看出,调整支座的刚度,可使各墩位处的刚度更为均衡。由于水平地震 力是根据各墩串联体系的水平刚度按比例进行分配的,因此,通过调整支座刚度,可有 效调整水平地震力在各墩间的分配。 3.5.6梁式桥的矮墩不宜设置固定支座,宜设置活动支座或板式橡胶支座。 3.5.7双柱墩或多柱墩在横桥向地震作用下,盖梁的抗震设计应考虑盖梁可能会出现 正负弯矩交替作用的情况

    3.6.1公路桥梁抗震设计应考虑以下作用效应: 1永久作用,包括结构重力(恒载)、预应力、土压力、水压力。 2地震作用,包括地震动的作用和地震土压力、动水压力等。 3在进行支座等墩梁连接构件抗震验算时,还应计入50%的均匀温度作用效应

    由于地震发生概率很小,持续时间也很短,参考美国、日本和欧洲桥梁抗震设计 的处理方法,本规范未考虑与活载的组合。 3.6.2作用效应组合应包括本规范第3.6.1条的各种作用效应的最不利组合。作用 应的组合系数应取1.0,当有特殊规定时,组合系数应按相关规定取值

    范的处理方法,本规范未考虑与活载的组合。 3.6.2作用效应组合应包括本规范第3.6.1条的各种作用效应的最不利组合。作用 效应的组合系数应取1.0,当有特殊规定时,组合系数应按相关规定取值。 条文说明 作用效应的组合系数一般应取1.0,当有特殊规定时,组合系数按相关的具体规定 取值。

    作用效应的组合系数一般应取1.0,当有特殊规定时,组合系数按相关的具 取值。

    4.1.1桥位选择应在工程地质勘察和专项工程地质、水文地质调查的基础上,按地 造的活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价,应查明对公路桥梁抗 利、一般、不利和危险的地段,宜充分利用对抗震有利地段

    H个小 条文说明 抗震有利地段一般系指建设场地及其部近无晚近期活动性断裂,地质构造相对稳 定,同时地基为比较完整的岩体、坚硬土或开阔平坦密实的中硬土等。 抗震不利地段一般系指软弱黏性土层、液化土层和地层严重不均匀的地段;地形陡 峭、孤突、岩土松散、破碎的地段;地下水位埋藏较浅、地表排水条件不良的地段。严 重不均匀地层系指岩性、土质、层厚、界面等在水平方向变化很大的地层。 抗震危险地段一般系指地震时可能发生滑坡、崩塌的地段;地震时可能塌陷的地段、 溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段,河床内基岩具有倾向河槽的构造软弱面被深切河 槽所切割的地段,发震断裂、地震时可能玥塌而中断交通的各种地段。 抗震一般地段系指:除抗震有利、不利和危险地段以外的其他地段。 412场地岩十工程勘察、应根据实际需要划分对桥梁抗需有利、一般、不利和危险

    4.1.2场地岩土工程勘察,应根据实际需要划分对桥梁抗震有利、一般、不利和危险 的地段,提供场地类别和岩土地震稳定性(含滑坡、崩塌、液化和震陷特性)评价。对 需要采用时程分析法计算的桥梁,尚应根据设计要求提供土层部面、场地覆盖层厚度和 抗震计算必须的动力参数

    4.1.5对地震时可能因发生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段,应估计其淹没和溃决的 影响范围,合理确定路线的高程,选定桥位。当可能因发生滑坡、崩塌而改变河流流向、 影响岸坡和桥梁墩台以及路基的安全时,应采取应对措施。 4.1.6桥梁工程场地土层剪切波速应按下列要求确定: 1A类和B类桥梁,可通过现场实测确定。现场实测时钻孔数量应满足如下要求: 中桥不少于1个、大桥不少于2个、特大桥宜适当增加。 2C类和D类桥梁,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状按表4.1.6划 分土的类型,并结合当地的经验,在表4.1.6的范围内估计各土层的剪切波速

    钢丝绳标准表4.1.6士的类型划分和剪切波速范围

    注:f为由荷载试验等方法得到的地基承载力基本容让

    一般情况下,A类桥梁工程场地土层剪切波速的现场实测工作,属于其工程场地地 震安全性评价的工作内容之一。 4.1.7工程场地覆盖层厚度应按下列要求确定: 1一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土剪切波速均不 小于500m/s的土层顶面的距离确定。 2地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层,且其下卧各 层岩土剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。 3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。 4土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除

    本条规定参考《建筑抗震设计规范》 (GB50011一2010)的有关规定,作了少量修 0

    土层平均剪切波速应按下式计算:

    Use =d. /t t=Z(d. /ua)

    式中:Use一土层平均剪切波速(m/s); d。一一计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值; t一一剪切波在地面至计算深度之间的传播时间(s); d;一一计算深度范围内第i土层的厚度(m); Usi——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s); n一一计算深度范围内土层的分层数。 4.1.9桥梁工程场地类别,应根据土层平均剪切波速和场地覆盖土层厚度,按表4.1.9 的规定划分为四类,其中I类分为Io、I两个亚类

    表4.1.9桥梁工程场地类别划分

    注:表中数据为场地覆盖土层厚度(m)水利标准规范范本,U.为岩石的剪切波速

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