新公路桥梁抗震设计细则讲解

新公路桥梁梁抗震设计计细则讲解解Copyrightⓒ2000-2003MIDASInformationTechnologyCo.,Ltd.北京迈达斯斯技术有限限公司Copyrightⓒ2000-2003MIDASInformationTechnologyCo.,Ltd.主要内容1.1桥梁震害落梁破坏庙子坪大桥采用板式橡胶支座，梁体直接搁置在支座上。1.1桥梁震害百花大桥小半径曲线线桥、桥墩墩刚度变化化大1.1桥梁震害1.1桥梁震害1.1桥梁震害墩柱破坏汶川地震中中的百花大大桥1.1桥梁震害基础破坏1.1桥梁震害支座滑动、、梁体位移移过大汶川地震中中的寿江大大桥1.1桥梁震害汶川地震中中的其他桥桥梁支座滑动、、梁体位移移过大1.2桥梁震害原原因与启示示支承连接部部件失效桥梁墩柱破破坏1.2桥梁震害原原因与启示示基础破坏1.2桥梁震害原原因与启示示铁路工程抗抗震设计规规范2006-12-01实施公路桥梁抗抗震设计细细则2008-10-01实施2.1新规范发布布2.289规范局限性性采用的设防防水准均为为50年基准期10%超越概率，，重要结构构物的设防防等级用重重要性系数数来体现。。单一水准设设防，采用用基于强度度一阶段设设计；弹性性地震力采采用综合影影响系数折折减考虑结结构进入塑塑性的性能能。采用综合影影响系数考考虑结构进进入塑性（（延性），，但塑性铰铰保证延性性的细节构构造不明确确，综合影影响系数取取值模糊并并且明显不不合理。对于墩柱抗抗剪、基础础抗震设计计和验算没没有规定，，实际应用用时存在错错误，没有有引入能力力保护设计计的思想。。2.289规范局限性性2.3新规范要点点主要适用于于单跨跨径径不超过150m的混凝土梁梁桥、圬工工或混凝土土拱桥，大大跨径桥梁梁只给出抗抗震设计的的原则和要要点。取消了综合合影响系数数：采用两两水平设防防，两阶段段设计，并并给出了明明确的性能能目标。第一阶段：：E1地震作用下下的弹性抗抗震设计；；第二阶段：：E2地震作用下下的弹塑性性抗震设计计，采用延延性抗震设设计方法，，并引入入能力保护护设计原则则。地震作用部部分的修订订，反应谱谱周期到10秒，并给出出了场地修修正系数；；给出了时时程地震波波的选用原原则。增加了桥梁梁抗震分析析建模原则则和抗震分分析方法。。增加桥梁减减隔震设计计，增加了了局部细节节设计和抗抗震构造措措施内容。。尽可能吸收收了美国、、日本现行行抗震设计计规范的理理念和方法法，吸取了近十年桥桥梁震害的的教训，弥弥补了89规范的不足足。2.3新规范要点点抗震设防标标准设防目标：：采用两水水平设防、、两阶段设设计的思想想，取消综综合影响系系数3新规范基本本要求表3.1.1各设防类别别桥梁的抗抗震设防目目标3新规范基本本要求桥梁抗震设设防分类桥梁抗震设设防措施等等级3新规范基本本要求表3.1.4-2各类桥梁的的重要性系系数Ci注：高速公公路和一级级公路上的的大桥、特特大桥，其其抗震重要要性系数取取B类括号内的的值。3新规范基本本要求表3.2.2抗震设防烈烈度和水平平向设计基基本地震动动加速度值值A抗震设防烈度6789A0.05g0.10（0.15）g0.20（0.3）g0.40g按照规范取取值，按E1和E2地震重要性性系数乘设设计基本地地震动加速速度峰值A地震安全性性评价3新规范基本本要求确定地震作作用基本要要求5地震作用桥梁结构地地震作用考考虑的原则则一般情况下下，公路桥桥梁可只考考虑水平向向地震作用用，直线桥桥可分别考考虑顺桥向向和横桥向向的地震作作用。设防烈度为为8度和9度时的拱式式结构、长长悬臂桥梁梁结构和大大跨度结构构，以及竖竖向作用引引起的地震震效应很重重要时，应应同时考虑虑顺桥向X、横桥向Y和竖向Z的地震作用用。地震作用分分量组合采用反应谱谱法或功率率谱法同时时考虑三个个正交方向向的地震作作用时，可可分别单独独计算各方方向地震作作用产生的的最大效应应，然后组组合。5.1一般规定5地震作用当采用时程程分析法时时，应同时输入入三个方向向分量的一一组地震动动时程计算算地震作用用效应。进行直线桥桥梁地震反反应分析时时，可分别别考虑沿顺顺桥向和横横桥向两个个水平方向向地震输入入。进行曲线桥桥梁地震反反应分析时时，可分别别沿相邻两两桥墩连线线方向和垂垂直于连线线水平方向向多方向地地震输入，，以确定最最不利地震震水平输入入方向。地震作用可可以用设计计加速度反反应谱、设设计地震动动时程和设设计地震动动功谱表达达。给出的是S谱值，不同同于原来的的动力放大大系数beta谱值最大周期10秒大于Tg段都是以1/T的斜率下降降5地震作用水平设计加加速度反应应谱10T(s)0.1Tg0SmaxS5.2设计加速度度反应谱5地震作用公路工程抗抗震设计规规范（JTJ004-89）中给出动动力放大系系数β谱建筑抗震设设计规范（（GB50011-2001）中给出水水平地震影影响系数α谱5地震作用水平设计加加速度反应应谱最大值值5地震作用场地特征周周期Tg场地特征周周期Tg，按场址位位置在《中国地震动动反应谱特特征周期区区划图》上读取后，，根据场地地类别，按按下表取值值。5地震作用阻尼调整系系数5地震作用竖向设计加加速度反应应谱竖向设计加加速度反应应谱由水平平设计加速速度反应谱谱乘以下式式给出的竖竖向/水平谱比函函数R基岩场地的的R=0.65土层场地的的5地震作用做过地震安安全性评价价的桥址，，设计地震震动时程要要根据专门门的工程场场地地震安安全性评价价的结果确确定。未作地震安安全性评价价的桥址，，可根据本本细则设计计加速度反反应谱，合合成与其兼兼容的设计计加速度时时程；也可可选用与设设计地震震震级、距离离大体相近近的实际地地震动加速速度记录，，通过时域域方法调整整，使其反反应谱与本本细则设计计加速度反反应谱兼容容。为考虑地震震动的随机机性，设计计加速度时时程不得少少于三组（（条），且且应保证任任意二时程程间由下式式定义的相相关系数ρ的值小于0.15.3地震动时程程6抗震分析适用范围：：常规桥梁梁6.1一般规定单跨跨径不不超过150m的混凝土梁梁桥、圬工工或混凝土土拱桥等常常规桥梁的的抗震分析析，墩高不不超过40m，墩身第一一阶振型有有效质量大大于60%。6抗震分析地震作用B类C类D类规则非规则规则非规则规则非规则E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH————表中：TH：代表线性性和非线性性时程计算算方法SM：单模态反反应谱和功功率谱方法法MM：多模态反反应谱和功功率谱方法法表6.1.4桥梁抗震分分析可采用用的计算方方法6抗震分析截面特性取取值6抗震分析E1地震作用下下，常规桥桥梁的所有有构件抗弯弯刚度均按按毛截面计计算。E2地震作用下下，延性构构件的有效效截面抗弯弯刚度应按按下式计算算，但其他他构件抗弯弯刚度仍按按毛截面计计算。6抗震分析6.2梁桥延性抗抗震设计6抗震分析单元质量可可采用集中中质量代表表；墩柱和和梁体的单单元划分应应反映结构构的实际动动力特性；；支座单元应应反映支座座的力学特特性混凝土结构构的阻尼比比可取为0.05；进行时程程分析时，，可采用瑞瑞利阻尼计算模型应应考虑相邻邻结构和边边界条件的的影响。6抗震分析6.3建模原则6抗震分析惯性力阻尼力弹性力6抗震分析经典解法二阶线性微微分方程杜哈梅积分分将外荷载视视为由时间间间隔非常常短的冲击击荷载组成成的结构反应为为对各冲击击荷载反应应之和Responsetoimpulse1Responsetoimpulse2ResponsetoimpulseTotalResponse6抗震分析数值方法可适用于线线性和非线线性领域中心差分法法、常加加速度法、、线性加速速度法Newmark-法、Wilson-法不同参数对对应的逐步步积分法6抗震分析6抗震分析6.4反应谱法SRSS方法组合CQC方法组合6抗震分析振幅频谱持续时间6抗震分析6.5时程分析方方法地震动三要要素时程分析的最终结果，当采用3组时程波计算时，应取3组计算结果的最大值；当采用7组时程波计算时，可取7组结果的平均值。6抗震分析在E1地震作用下，线性时程法的计算结果不应小于反应谱法计算结果的80%。优点：带有统计特性；给出结构地震反应的最大值；缺点：目前只适用于线性分析；各振型都是取最大值计算的；6抗震分析反应谱法时程分析法法优点：适用于线性和非线性的情况；给出随时间变化的结构反应；缺点：地震波有随机性，计算结果也带有随机性；和其他工况组合时麻烦一些。6抗震分析6.8能力保护构件计算7强度与变形形验算7.1一般规定7.3B类、C类桥梁抗震强度验算7强度与变形形验算7强度与变形形验算墩柱塑性铰铰区域沿顺顺桥向和横横桥向的斜斜截面抗剪剪强度验算算7.4B类、C类桥梁墩柱的变形验算7强度与变形形验算E2地震作用用下，一一般情况况应验算算潜在塑塑性铰区区域沿顺顺桥向和和横桥向向的塑性性转动能能力，但但对于规规则桥梁梁，验算算桥墩墩墩顶的的位移，，对于高高宽比小小于2.5的矮墩，，验算强强度。7强度与变变形验算算E2地震作用用下，桥桥墩潜在在塑性铰铰区域沿沿顺桥向向和横桥桥向的塑塑性转动动应满足足：7强度与变变形验算算等效屈服服曲率、、极限破破坏状态态的曲率率7强度与变变形验算算E2地震作用用下，规规则桥梁梁可按下下式验算算桥墩墩墩顶的