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文档简介
1、铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿1总则1.0.1 根据中民防震减灾法,贯彻以预防为主的方针,做好铁路工程抗震设计,保障铁路的畅通和生命的安全,特制定。适用于设防烈度为 7 度、8 度、9 度所在地区的新建、改建标准轨1.0.2距铁路工程的线路、路基、挡土墙、桥梁、隧道等工程的抗震设计及隔震、消能减震设计。设防烈度大于 9 度的地区或有特殊抗震要求的工程及新型结构,其抗震设计应作专门研究。1.0.3 一般情况下,抗震设计可按中国动参数区划图(GB 18306-2001)规定的动参数执行。对做过抗震防灾进行抗震设计。的地区,可按批准的设计动参数或抗震设防烈度设防烈度大于 9 度或技术复杂、修复的
2、重点工程,其场地所在位置应进行灾害性分析(或评估)。1.0.4 铁路工程抗震设计除应符合的要求。外,尚应符合现行有关标准、规范1铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿2 术语、符号2.1术 语抗震设计2.1.1AseismicDesign抗御自然灾害的工程设计。动峰值动度2.1.2SeismicPeakGroundAcceleration与度反应谱最大值相应的水平度。动反应谱特征周期2.1.3CharacteristicPeriodoftheSeismicResponse动概率Spectrum度反应谱曲线开始下降点的周期。2.1.4ProbabilityofExceedance在某一时期某场地可能
3、遭遇大于或等于给定的动参数的概率。隔震技术2.1.5IsolationTechnology在结构某些部位采用特殊元件改变结构的振动特性及耗能机制,减小时产生的力。延性设计结构特性抗震措施2.1.6DuctilityDesign非线性Seismic反应。2.1.7FortifcationMeasures作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容。Site场地2.1.8工程所在地,具有相似的反应谱值。抗震概念设计2.1.9SeismicConceptDesignofBuilding根据灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行结构总体布置并确定细部构造的过程。2.2符号2.2.1 作用和作用效
4、应M0桥墩基顶截面弯矩Mmax桥墩在罕遇下线性响应的最大弯矩2铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿FiwE作用于水中桥墩i 点处V0桥墩基顶截面剪力Ra桥梁支座的反力墩高的水平动水FihEi 质点的水平2.2.2 计算系数力Pi第i 个桥墩支座顶的hc 综合影响系数力i水平作用沿高度的增大系数Kc抗滑动稳定系数K0抗倾覆稳定系数j结构物 j 振型的振型参与系数动力系数(阻尼调整系数度反应谱放大系数)m非线性位移延性比均值与线性弯矩比均值的比例系数K安全系数f 滑动摩擦系数地基土容许承载力的修正系数l液化土的力学指标的折减系数2.2.3 几何参数a桥墩基础底面顺外力作用方向的基础长度b挡土墙墙底面
5、的宽度b0桥墩基础侧面土抗力的计算宽度dw水的埋深ds标准贯入或静力触探试验点的深度du液化土层上覆盖非液化土层的厚度H结构物的总高度h基础置于地面或一般冲刷线以下的深度hi验算 i 截面的计算高度hw桥墩处常水位至基础顶面的高度3铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿基础底面计算方向的I0换算截面的惯性矩L桥梁的跨度2.2.4 材料指标半径C0相应于基底处地基土的竖向地基系数E材料的弹性模量m土的地基系数的比例系数Ip粘性土的塑性指数材料的重力密度Vsm土层等效剪切波速j 土的内摩擦角j 0 土的综合内摩擦角挡土墙墙背或桥台台背与填土之间的摩擦角0地基土的基本承载力地基土的容许承载力u位移延性比
6、fy钢筋屈服应力2.2.5 其它N实测标准贯入锤击数Ncr液化临界标准贯入锤击数N0当 ds3m,dw 和 du2m,a41 时土层的液化临界标准贯入锤击数Fi液化土的抗液化指数Tj结构的 j 振型自振周期T结构的自振周期Tg场地的特征周期Ag设计动峰值度mb桥墩墩顶处的计算质量md桥墩墩顶梁体计算质量4铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿g重力度结构阻尼比u非线性位移延性比m线性弯矩比My桥墩的屈服弯矩5铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿3抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求,就是确保构筑物在预期动作用下的抗震性能。3.0.1按进行抗震设计的铁路工程,其抗震性能标准如下:标准:后一般不受损坏或
7、轻微损坏,不必修补即能保持其正常使用,且不产生过大的变形;标准:标准:后可能损坏,虽需修补,但能早期恢复其正常使用;后可能产生较大破坏,但不出现整体性,经抢修后可限速通车。动分为以下三个水准:设计预期多遇3.0.2:50 年内0.33Ag;:50 年内值为 Ag;:50 年内为 1.6 Ag。概率为 63的动,动峰值度值为设计概率为 10的动,设计动峰值度罕遇概率为 23的动,动峰值度值铁路工程所在地区的度和设计特征周期或影响,应按相应于抗震设防烈度的设计动峰3.0.3值3.0.3 条规定的设计动参数来表征。抗震设防烈度和设计动峰值度值(Ag)的对应关系见表 3.0.3。设计动峰值度为 0.1
8、5g 和 0.30g 地区内的铁路工程, 应分别抗震设防烈度 7 度和 8 度的要求进行抗震设计。抗震设防烈度和设计动峰值度值(Ag)对应表表3.0.3注:g 为重力度3.0.4 铁路工程的抗震设计原则上应采用动力分析法。然而,根据结构的类别,也可采用静力分析法。在结构正常使用周期内,按三个水准的物应达到的设防目标及分析方法应符合表 3.0.4 的规定。作用,构筑6抗震设防烈度6789设计动峰值度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿铁路工程分级抗震设防目标表3.0.43.0.5 验算铁路工程的抗震强度、变形、稳定性时,一般只计水平
9、向设计烈度为 9 度的悬臂结构和预应力混凝土刚构桥等,应计入竖向的作用。的作用,作用可按并按水平与竖向作用同时发生的最不利情况进行组合。竖向结构恒载和活荷载的 7考虑。3.0.6 铁路工程的抗震设计方案,应符合下列原则:1 线路应选择在设防烈度较低和抗震有利的地段通过;2 构筑物体形简单、自重轻、刚度和质量分布匀称,重心低;3 采用有利于提高结构整体性的连接方式。4条件的地方,应采用隔震、耗能原件,减小物的反应。5采用技术先进、合理、便于修复加固的抗震措施。6 采用对抗震有利的延性材料。7 对非岩石地基,尤其是砂土液化地区,应特别注意基础的加深与加强。铁路的跨线桥、天桥、立交明洞、渡槽等物,应
10、按不低于该处铁3.0.7路工程的设计烈度进行抗震设计。3.0.8 铁路构筑物的抗震设计,在按规定范围验算抗震强度、变形和稳定性外,应按采取抗震措施。7水平多遇设计罕遇设计方法1、桥梁进行强度、变形和稳定性验算。2、分析方法:一般桥梁:反应谱法; 重点桥梁、技术复杂及新结构桥梁:反应谱法、时程反应法。1、路基、挡土墙、隧道加强抗震措施。2、加强桥墩基顶处箍筋布置及设置防止落梁措施。3、路基、挡土墙、隧道、桥台:进行强度、变形和稳定性验算。4、验算桥梁上、下部结构连接构造的安全。1、桥梁进行延性设计及最大位移分析。2、分析内容:一般桥梁:1 采用铸钢支座桥墩作钢筋混凝土延性分析;2 采用铅芯橡胶支
11、座桥墩作支座最大位移分析。重点桥梁、技术复杂及新结构桥梁:作非线性时程反应分析。结构反应及工程设防目标结构处于弹性工作阶段, 设防标准采用标准。结构整体进入非弹性工作阶段,、类场地的工程,设防标准采用标准。结构进入弹塑性工作阶段,类场地的工程, 设防标准采用标准。铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿4场地和地基4.0.1桥梁采用反应谱理论计算定:作用时,评定场地类别应符合表 4.0.1-1 规场 地 分 类表4.0.1-11 计算深度应为地面以下 25m 和覆盖层厚度中的小者。2 场地计算深度内存在多层土时,等效剪切波速Vsm 值应按下式计算:nnhi i Vsm =h/Vi-1i=1si式中
12、Vsm计算深度内的土层等效剪切波速(m/s);hi计算深度内第i 土层的厚度(m); Vsi第 i 土层的剪切波速(m/s); n计算深度内土层数。3跨度 32m 以下的简支梁桥,无土层剪切波速实测资料时,也可根据岩土名称和性状,按表 4.0.1-2 分类或按附录一选用。按场地土类型确定场地类别表4.0.1-24场地计算深度内为单一土层时,场地类别与场地土类型一致。4.0.2 饱和砂土和饱和粉土属可液化土层。当地基中存在可液化土层时应按本规范附录二进行液化判定。4.0.3 可液化土层符合下列条件之一时,可不考虑液化的影响,并不再进行液化判定。1地质年代属于上更新统及其以前年代的饱和砂土、粉土。
13、8场地类别场地土类型岩土名称和性状I岩石或坚硬土岩石、密实的碎石类土II中硬土中密、销密碎石土,密实、中密砾、粗、中砂,基本承载力0250kPa 的粘性土粉土和老黄土(Q1、Q2)III中软土稍密砾、粗、中砂,基本承载力0250kPa 的粘性土、粉土和新黄土(Q3、Q4),0140kPa 的填土。IV软弱土淤泥和淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土,粉土和新黄土,基本承载力0140kPa 的填土。场地类别IIIIIIIV计算深度内平均剪切波速Vsm(m/s)Vsm500250Vsm500150Vsm250Vsm150铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿2 土中采用六偏磷酸钠作分散剂的测定方法测得
14、的粘粒含量百分比 Pc,当设计烈度为 7 度时应大于 10;为 8 度时应大于 13;为 9 度时应大于 16。3 基础埋置深度不超过 2m 的天然地基,应符合图 4.0.3 的要求。砂 土粉 土图4.0.3 利用 du 和dw 的液化初判图图中:du 为第一层液化土顶面至地面或一般冲刷线之间所有上覆非液化土层厚度,不包括软土、砂土与碎石土的厚度;dw 为常水位埋深。4.0.4验算基础的地基抗震强度时,地基土的容许承载力应按下式计算:s E = y s 式中E地基土抗震容许承载力;地基土容许承载力;y 地基土容许承载力修正系数,应按表 4.0.4 采用。地基土容许承载力的修正系数y 值表4.0
15、.4注:1、软质岩是指饱和单轴极限抗压强度为 1530Mpa 的岩石;9地基土修正系数y 值未风化至风化严重的硬质岩石1.5未风化至风化轻微的软质岩1.5基本承载力0500kPa 的岩石和土1.4150kPa0500kPa 的岩石和土1.3100kPa0150kPa 的土1.2铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿2、100kPa0150kPa 的土,不包括液化土、软土、人工弃填土等。非液化土中,柱桩的地基容许承载力的修正系数可取容许承载力的修正系数根据土的性质可取 1.21.4。4.0.5地基内有液化土层时,液化土层的力学指标,应按减。液化土层以下的土层容许承载力修正系数,应符合液化土层以上的土
16、层容许承载力不应修正。1.5;摩擦桩的地基附录三进行折第 4.0.4 条的规定。10铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿5线路5.0.1线路应选择在工程地质条件良好、地形开阔平坦或缓坡地段,并宜绕避近期活动的断层破碎带,易液化砂土、粉土及软土等地基,较厚的松散坡积层, 严重的泥石流发育地区,不稳定的悬崖深谷,严重的山坡变形和易塌陷的空洞等对抗震不利的地段。5.0.2线路应避开抗震设防烈度为 9 度的时,应选择在其较窄处通过。区的主要活动断裂带。难以避开5.0.3 线路通过液化土与软土等松软地区,宜选择在地表有较厚非液化土层或硬壳层处,并宜设置低路堤。5.0.4 土质松软或岩层破碎、地质构造不利地
17、段的线路不应做深长路堑。5.0.5 线路应避开不稳定的悬崖陡壁地段,难以避开时,应采用隧道通过。5.0.6隧道设在傍山地段时,隧道应内移;隧道洞口不应设在塌、滑坡、错落等不良地质地区。时易产生崩5.0.7桥梁位置应选择在良好的地基和稳定的河岸地段。当难以避开液化土和软土地基时,桥梁中线应与河流正交。11铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿6路基和挡土墙6.1抗震强度和稳定性验算6.1.1路基抗震稳定性的验算范围,应符合表 6.1.1-1 的规定。路基抗震稳定性的验算范围表6.1.1-1注:1、H 为路基边坡高度(m);2、Hw 为路堤浸水常水位的深度(m)。挡土墙抗震强度和稳定性的验算范围,应符
18、合表 6.1.1-2 的规定。挡土墙抗震强度和稳定性的验算范围表6.1.1-2注:表中 H 为挡土墙趾至墙顶面的高度(m)。6.1.2验算路基的抗震稳定性和挡土墙的抗震强度及稳定性时,、级铁路的荷载应包括恒载、列车活荷载和水平作用。其它铁路的荷载应只包括恒载和水平作用。水平作用应采用静力法计算。浸水挡土墙和水库地区浸水路堤,以及滨河地区、级铁路浸水路堤,尚应计常水位的静水和浮力。12铁路等级Ag(m/s2)路基土、级铁路其它铁路0.1、0.15g0.2g0.3g0.4g0.4g岩石及非液化土、非软土地基非浸水不验算H4验算H2验算验算验算浸 水不验算验算验算验算验算液化土及软土地基验算验算验算
19、验算验算铁路等级Ag(m/s2)路基项目、级铁路其它铁路0.1、0.15g0.2g0.3g0.4g0.4g岩石及非液化土、非软土地基上的路堤非浸水用岩块及细粒土(黏土、有机土除外)填筑不验算H20验算H17验算H15验算H20验算用粗粒土(粉砂、细砂除外)填筑不验算H12验算H9验算H6验算H12验算浸水用渗水性土填筑(粉砂、细砂、中砂除外)不验算Hw3验算Hw2.5验算Hw2验算水库地区Hw3 验算地面横坡大于13 的路堤不验算验算验算验算验算路 堑黏性土、黄土、碎石类土一般验算H20验算H17验算H15验算H20验算铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿6.1.3路基与地基抗震稳定性验算时,应
20、采用圆弧条分法,水平系数的计算,应符合以下规定(图 6.1.3):力和稳定1作用于各条土块质心处的水平力应按下式计算:FihE=hc Agmi(6.1.3-1)式中 FihE水平力 kN;hc 综合影响系数,应采用 0.25;Ag设计动峰值度(m/s2);mi第i 条土块的质量(t)。稳定系数应按下式计算:2= tgfi Ni + cili(6.1.3-2)KTi + ti图 6.1.3 验算路基稳定性图式式中K 稳定系数;ci 第i 土条滑裂面处土的固结快剪黏聚力(kPa);fi 第i 土条滑裂面处土的固结快剪摩擦角;Ni 第i 土条自重在滑弧法向的作用力(kN), Ni = Wi cosa
21、i ;a i 第i 土条滑裂面对水平面的夹角;Wi 第i 土条滑面以上土的自重;li 第i 土条滑裂面的长度(m);Ti 第i 土条在滑弧切线方向产生的下滑力(kN),T i= Wi sin ai ;13铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿ti 第i 土条在滑弧切线方向产生的水平r 滑弧半径(m);y 土条质心至滑弧圆心垂直距离(m)。3液化土的强度指标应按附表 3.1 予以折减。力(kN),ti = Fihe ( y / r) ;4路基稳定系数K 的取值,应符合下列规定:、级铁路、路基边坡高度小于或等于 20m 时,路基稳定系数 K 不应小于 1.10,边坡高度大于 20m 时,不应小于 1.
22、15;其它铁路不应小于 1.05。6.1.4路基验算稳定系数小于 6.1.3 条规定时,应采用加固地基土,加筋或设置反压护道等措施。6.1.5作用于挡土墙上的主动土,应按库论公式计算。但土的内摩擦角j 或土的综合内摩擦角j 0 、墙背摩擦角d 、土的重度g ,受作用的影响,应根据角分别按下列公式进行修正。j E = j -q(6.1.5-1)(6.1.5-2)(6.1.5-3)(6.1.5-4)j 0 E= j 0 - qd E = d + q= ggEcosq式中j E 修正后的土的内摩擦角(度);j0E 修正后的土的综合内摩擦角(度);d E 修正后的墙背摩擦角(度);g E 修正后的土的
23、重度(kN/m3);q 角,应按表 6.1.5 采用。地 震 角表6.1.5挡土墙第i 截面以上墙身质心处的水平力,应按下式计算:(6.1.6)力(kN);6.1.6= hc Ag hi miFihE式中FihE 第i 截面以上墙身质心处的水平14Ag(m/s2)角0.10.15g0.2g0.3g0.4gq水上13034306水下230573010铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿hc 综合影响系数,岩石地基采用 0.20,非岩石地基采用 0.25;mi第i 截面以上墙身的质量(t);hi 水平Ag设计作用沿墙高增大系数,其数值应按表6.1.6 采用(图6.1.6);动峰值水平度(m/s2)。
24、作用沿墙高增大系数hi表6.1.6(1)挡土墙验算第i 截面以上墙体(2)水平作用增大系数图6.1.6 水平作用增大系数图式hi第i 截面以上墙身质心至墙底的高度(m)。6.1.7挡土墙的抗震强度和稳定性验算,应符合下列规定:1基础底面合力偏心距应符合表 6.1.7-1 的规定。基础底面合力偏心距表6.1.7-1注:b 为挡土墙底面的宽度(m)。2混凝土和石砌体墙身截面偏心距,不应大于验算截面处的宽度的0.4 倍。15地基土偏心距未风化至弱风化的硬质岩石b/3上项以外的其它岩石b/4基本承载力0200kPa 的土层b/5基本承载力0200kPa 的土层b/6铁路等级墙高(m)、级铁路其它铁路H
25、1211H121+hi/H1铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿材料的容许应力的修正系数,应按表 6.1.7-2 的规定采用。3材料容许应力修正系数表6.1.7-24 抗滑动稳定系数Kc 取值不应小于 1.1,抗倾覆稳定系数K0 取值不应小于 1.2。5 挡土墙的稳定系数,应按下列公式计算(图 6.1.7)。1)沿基底的抗滑动稳定系数= N + ( Ex + FihE )tga 0 f(6.1.7-1)K Ex + F- N tgacihE0式中N作用于基底上的总垂直力(kN);ExEy主动土主动土的总水平分力(kN);的总垂直分力(kN);a 0 基底倾斜角(度);FihE挡土墙墙身的总水平f
26、基底与地层间摩擦系数。力(kN);图6.1.7 验算挡土墙稳定性图式2)抗倾覆稳定系数= M y(6.1.7-2)K0 M0式中My稳定力系对墙趾的总力矩(kNm);16材 料 名 称应 力 类 别修 正 系 数混凝土和石砌体剪应力、弯曲拉应力1.0压应力1.5钢材剪应力、拉、压应力1.5铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿M0倾覆力系对墙趾的总力矩(kNm)。6.2抗震措施6.2.1 路堤填料的选择,应符合下列规定:1 路堤填料应选用抗震稳定性较好的土,不宜用粉砂、细砂、黏土和有机土。、级铁路当受条件限制采用上述填料时,应改良土质或采取加固措施。2 路堤浸水部分的填料,应选用抗震稳定性较好的渗
27、水性土。当采用粉砂、细砂、中砂作填料时,应采取防止液化的措施。6.2.2 在岩石和非液化土、非软土地基上的路堤,边坡高度大于表 6.2.2 规定时,可采用土工材料加筋等措施加固边坡;当填料及用地不受限制时,其边坡坡度应按现行铁路路基设计规范规定放缓一级。路堤边坡高度限值表6.2.26.2.3路基为半填半挖和路堤修筑在地面横坡大于 1:5 的稳定斜坡上时,原地面应挖台阶,台阶宽度不应小于 1.5m。并应做好排水工程。必要时,尚应采取设置支挡物等防滑措施。6.2.4 路堤地基中存在液化土层时,应进行抗震稳定性验算。若稳定系数小于值,应采取加固地基土、或设置反压护道等措施。但满足下列条件之一者, 可
28、不采取抗震措施。1 、级铁路路堤高度小于 3m;其它铁路路堤高度小于 4m。2 、级铁路路堤高度小于 5m;其它铁路路堤高度小于 6m,且设计烈度为 7 度、8 度、9 度时,地面以下分别为 5、6、7m 深度内,液化土层累计厚度小于 2m。3上覆非液化土层厚度 du 或水位深度 dw 大于表 6.2.4 的规定。17Ag(m/s2)铁路等级填 料、级铁路其它铁路0.2g0.3g0.4g0.4g不易风化的块石及细粒土(黏土、有机土除外)15121015粗粒土(细砂、粉砂除外)107510铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿du 或dw 的限值表6.2.46.2.5 在液化地区取土时,、级铁路路堤
29、高度大于 3m 的地段,取土坑至路堤坡脚的距离不应小于 3m。6.2.6 软土地基上小于临界高度的路堤,当地面硬壳的厚度大于表 6.2.6 规定时,可不采取抗震措施。当硬壳厚度小于表 6.2.6 规定时,设计烈度为 8 度和 9 度,路堤边坡坡度应按现行铁路路基设计规范规定放缓一级或加设宽为 12m 的护道,护道的高度不宜小于路堤高度的 1/2。硬壳厚度限值表6.2.66.2.7软土地基上大于临界高度的路堤,应符合下列规定:1当地基已采取碎石桩、砂井、旋喷桩、粉喷桩、石灰桩等加固时,可不再考虑影响。2当采用反压护道加固且设计烈度为 8 度和 9 度时,、级铁路应将护道和堤身的边坡坡度均按现行铁
30、路路基设计规范规定的坡值放缓一级。6.2.8软土地基上的路堤基底采用砂石垫层时,垫层材料应采用碎石或粗砂夹碎石(卵石),不得采用细砂;9 度及以上区不宜采用中、粗砂。6.2.9黏性土路堑边坡高度大于表 6.2.9 规定时,应按现行铁路路基设计规范规定边坡放缓一级或采取加固措施。18设计烈度硬壳厚度(m) 铁路等级8 度9 度、级铁路23其它铁路2设计烈度du 或dw 值(m) 铁路等级7 度8 度9 度、级铁路567其它铁路345铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿黏性土路堑边坡高度限值表6.2.96.2.10 当设计烈度为 8 度和 9 度时,、级铁路的碎石类土路堑边坡坡形和坡值,应根据土的密
31、度、含水量和土层的成因,并结合边坡高度确定。当受地形、地质限制不宜放缓边坡时,应采取加固措施。6.2.11 岩石路堑,当石质破碎或有软弱夹层、山坡有危石或上部覆盖层受震易坍塌时,应采用支挡加固措施,、级铁路宜设置轻型柔性防护、隧道或明洞。6.2.12 设计烈度为 8 度和 9 度时,、级铁路的岩石路堑,宜采用光面、预裂、,不应采用大施工。6.2.13 、级铁路挡土墙应采用片石混凝土或混凝土整体灌筑,其强度等级不宜低于 C20。不得采用干砌片石砌筑。6.2.14 、级铁路挡土墙的高度路肩、路堤和土质路堑挡土墙高度不宜大于8m,石质路堑挡土墙高度不宜大于 10m。6.2.15 混凝土挡土墙的施工缝
32、或衡重式挡土墙的变截面处,必须设置榫头或采用短钢筋加固,榫头的面积不应小于截面面积的 20%。6.2.16 当设计烈度为 8 度和 9 度时,、级铁路总高度大于 10m 的护墙, 应采用强度等级为 C20 混凝土整体灌筑。6.2.17 挡土墙应分段修筑在同一类土层上,每段长度不宜大于 15m。在墙的分段处,地基土层及墙高变化较大处,应设置沉降缝。6.2.18 位于液化土及软土地基上的挡土墙,宜采取砂桩、碎石桩等加固地基措施。当采用桩基时,桩尖应稳定土层。6.2.19不能满足路基工程稳定要求的液化土层,对挡土墙、高路堤、深路堑等工程,若液化等级为严重的地基应采用桩基、深基础、复合地基全部消除液化
33、19Ag(m/s2)边坡高度(m) 铁路等级0.2g0.3g0.4g、级铁路151210其它铁路201715铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿沉陷,对其它工程或液化等级为中等的结构应采用受力条件、加强结构刚度、减轻荷截、合理设置沉降缝等措施部分消除液化沉陷。6.2.20对滑坡工程应按 6.1.3 条计算滑体上的水平力,将其作为临时荷载进行稳定分析,安全系数取值应根据滑坡的发展阶段、滑面岩土坑剪强度受地震影响的程度、铁路等级、工程的重要性综合确定,一般可采用 1.01.2。20铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿7 桥梁7.1一般规定7.1.1 本章适用于跨度小于 150m、桥墩高度不超过 60m
34、 的铁路钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥的抗震设计。7.1.2 桥梁的抗震设计应结合地形、地质条件、构造特点、工程规模及震害经验等,选择适当的桥型及墩台、基础型式。当桥梁必须穿越断层时,宜采用跨度较小、墩高较低的简支梁桥通过。7.1.3桥梁的抗震设计采用多遇通常情况下,常规桥梁按多遇、设计、罕遇三水准设防标准。验算桥墩和基础的强度、稳定性,按设计地震检算上、下部结构连接构造的安全,一般可不进行第三水准设计;对特别重要、技术复杂、修复及新结构桥梁,在验算桥墩和基础的强度、稳定性及上、下部结构连接构造的安全时应乘以重要性系数 1.6,并按罕遇性设计及最大位移分析。进行延7.1.4 下列构筑物可不进行
35、抗震强度和稳定性验算,但应采取抗震措施:1 基本烈度低于 8 度,位于非液化土和非软弱粘性土地基上的实体墩台。2 简支或连续梁桥的上部结构。7.1.5 位于非岩石地基上桥墩的抗震设计,应计入地基变形的影响。7.1.6桥梁抗震验算时,应分别计算顺桥向和横桥向的水平作用。对于抗震设防烈度为 9 度的悬臂结构和预应力混凝土刚构桥等,还应考虑竖向作用与水平作用的不利组合。竖向作用可取结构恒载和活荷载的 7,有条件时,也可按 0.2Ag 进行计算。7.1.7桥梁抗震验算荷载,应为组合。作用与表 7.1.7 所列的荷载进行最不利的21铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿桥 梁 荷 载表7.1.7注: 双线桥
36、只考虑单线活荷载。 验算桥墩桥台时,一律采用常水位设计。常水位包括地表水或水。7.1.8桥梁抗震验算对于、级铁路,应分别按有车、无车进行计算,当桥上有车时,顺桥向不计活荷载引起的力,横桥向只计 50活荷载引起的地震力,作用点在轨顶以上 2m 处,活荷载垂直力均计 100。其余各级铁路均按无车进行计算。7.1.9多遇下,桥梁抗震验算应符合下列规定:1基础底面的合力偏心距e,应符合表 7.1.9-1 的规定。基础底面合力偏心距e表7.1.9-1注:为基础底面计算方向的半径。2砌石及混凝土截面合力偏心距 e,应符合表 7.1.9-2 的规定。砌石及混凝土截面合力偏心距e表7.1.9-2注:S 为截面
37、形心至最大压应力边缘的距离。3配有少量钢筋的混凝土重力式桥墩、桥台截面的偏心距可大于表22截 面 形 状e矩形及其它形状0.8S圆形0.7S地基土e未风化至风化颇重的硬质岩石2.0上项以外的其它岩石1.5基本承载力0200KPa 的土层1.2基本承载力0200KPa 的土层1.0荷 载 分 类荷 载 名 称恒载结构自重土静 水及 浮 力活荷载活载重力离心力列 车 活 载 产 生 的 土铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿7.1.9-2 的规定值。配筋量应按强度计算确定,配筋率和裂缝开展度可不计算。4多遇及设计下,材料容许应力的修正系数,应符合本规范表 6.1.72 的规定。5 滑动稳定系数不应小
38、于 1.1。6 倾覆稳定系数不应小于 1.2。7.2抗震分析方法7.2.1一般情况下,简支梁桥抗震分析可采用单墩力学模型,梁部只计质量影响;条件时也可采用全桥力学模型进行计算,并计入桥面系刚度影响,如图 7.2.1。道碴桥面顺桥向刚度一般可按 25000kN/m 计取。图7.2.1 全桥力学模型水平位移所需的水平力(kN/m);转角所需的弯矩(kNm/rad)。K11基础顶产生K22基础产生7.2.2 一般桥梁(墩高 H40m、跨度 L80m),按 13 阶模态,用反应谱法验算桥墩的强度、稳定性。位于类场地的大、中桥,按 35 阶模态,用反应谱法验算桥墩的强度、稳定性。振型遇合值取各阶模态反应
39、(弯矩、剪力、位移)的平方和开方。7.2.3 深水(常水位水深大于 5.0m)、高墩(墩高 H40m)、大跨(跨度 L80m)桥及新结构,按线性时程反应法,验算桥墩及基础的强度、稳定性。7.2.4 特别重要桥梁,特殊结构及采用减震、耗能元件的桥梁,应选用符合桥址场地特性、动峰值度幅值的人工波或实际波 13 条,作线性、非线性时程反应分析,验算桥墩及基础的强度、稳定性。23铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿7.2.5结构阻尼比=0.05,场地特征周期为 Tg 的动力放大系数曲线如图7.2.5,根据场地类别和动参数区划的特征周期Tg 区划如表 7.2.5。图7.2.5 动力放大系数曲线特征周期值T
40、g(s)表7.2.57.2.6当结构阻尼比0.05 时,反应谱动力放大系数 max,应乘以按式 7.2.6计算的调整系数,=1+ 0.05 - x (7.2.6)0.06 + 1.7x当小于 0.55 时,取=0.55。7.2.7一般桥梁,可按动度同时作用于各桥墩、台、基础考虑,当桥长L 大于 1000m 时,顺桥向应考虑7.2.8桥台采用静力法,按设计波在各桥墩、台基础的相位差影响。验算其强度及稳定性。计算分析中,一般桥梁不计桥台及填土的刚度、质量影响;特别重要及技术复杂的桥梁,可计入桥台及填土的刚度、质量影响。7.2.9多遇作用下,简支梁桥墩的水平作用,应符合下列规定:1桥墩各段的作用,应
41、位于其质心。梁体的作用顺桥向应位于24设计特征周期分区场地类别区0.250.350.450.65二区0.300.400.550.75三区0.350.450.650.90铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿支座中心,横桥向应位于梁高的 1/2 处。2 桥墩的3 水平作用应计入地基变形的影响。作用应按下列公式计算(图 7.2.9)(1)横桥向(2)顺桥向荷载计算图式图 7.2.9桥墩d11 柔度系数,当基底或承台底作用位移(m/kN);岩石地基d11 =0;d22 柔度系数,当基底或承台底作用(rad/kNm);岩石地基d22 =0;水平力时,基础地面产生的水平弯矩时,基础地面产生的转角mb桥墩顶处
42、换算质点的质量(t)。顺桥向:mb =md ;横桥向:mb =m1+md ;md桥墩顶梁体质量,等跨桥墩顺桥向、横桥向和不等跨桥墩横桥向均为相邻两孔梁及桥面质量之和的一半,不等跨桥墩顺桥向为较大一跨梁及桥面质量之和;m1桥墩顶活荷载反力换算的质量(t),按lbmb 质心距桥墩顶的高度(m);mi桥墩第 i 段的质量(t)。FijE=0.33Ag b j g j xij miMfjE=0.33Ag b j g j k fj J f第 7.1.8 条规定计算;(7.2.9-1)(7.2.9-2)式中FijEj 振型 i 点的水平力(kN);b j j 振型动力系数。按自振周期 Tj ,并按g j
43、j 振型参与系数。并按下式计算:25第 7.2.5 条采用;铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿 mi xij + mf x fi(7.2.9-3)g=i m x 2 + m x 2 + J k 2jiijffjffiix fj j 振型基础质心处的振型坐标;m f 基础的质量(t);xij j 振型在第 i 段桥墩质心处的振型坐标;MfjE非岩石地基的基础或承台质心处 j 振型k fi j 振型基础质心角变位的振型函数(/m);J f 基础对其质心轴的转动惯量(tm2)。力矩(kNm);作用效应弯矩、剪力、位移,一般可取前三阶振型遇和,并应按4下式计算:3iE ijE(7.2.9-4)S=2S
44、j =1式中SiE 作用下,i 点的作用效应弯矩、剪力或位移;SijE 在j 振型作用下,i 点的作用效应弯矩、剪力或位移。5桥墩作用的简化计算方法可采用附录四。7.2.10计算非岩石地应按下列公式计算。础的柔度系数d11 、d 22 、d12 时,应计土的弹性抗力,1明挖、沉井基础底面的地基柔度系数1)置于非岩石地基上的基础(包括基础置于岩石风化层内和置于风化层面上)。6(3 b m h4 + 6 C a W )d(7.2.10-1)=0011b m h2 (b m h4 + 18C a W )00036d(7.2.10-2)=22b m h4 + 18C a W00- 24h(7.2.10
45、-3)d=12b m h 4 + 18C a W002)明挖、沉井底面嵌入岩层内较浅的基础d11= d12 = 026铁路工程抗震设计规范(修订)送审稿12d=(7.2.10-4)22b m h4 + 6C a W00式中 b0基础侧面土抗力的计算宽度(m),应按现行铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-99)的规定计算。明挖基础侧面土抗力的计算宽度应由基础的平均确定;m非岩石地基系数的比例系数(kN/m4),可按表 7.2.10 采用。非岩石地基系数的比例系数m 值表7.2.10注:IL 为液性指数。h基础底面位于地面以下或一般冲刷线以下的深度(m);C0基础底面竖向地基系数(kN
46、/m3),按现行铁路桥涵地基和基础设计规范的规定计算; 基础底面顺外力作用方向的基础长度(m);W计算方向基础底截面抵抗矩(m3);12当基础底或承台底作用弯矩时,基础底面产生的水平位移(m/kNm)。2桩基础承台底面的地基柔度系数,应按现行铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-99)的方法计算。梁式桥跨结构的实体桥墩,在常年水位以下部分,水深超过 5m 时,应7.2.11计入动水对桥墩的作用。当采用圆形或圆端形桥墩时,应按下列公式计算(图 7.2.11)。图7.2.11 圆形圆端形桥墩动水计算图式27序 号土的名称m(kN/m4)1流塑粘性土IL1,淤泥300050002软塑粘性土1IL0.5,粉砂5000100003硬塑粘性土 0.5IL0,细砂、中砂10000200004半干硬的粘性土、粗砂20000300005砾砂、角砾土、圆砾土、碎石土、卵石土30
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