天津市市政公路桥梁减隔震设计规程

备案号J13058-2015天津市市政公路桥梁减隔震设计规程2015-06-01发布2015-09-01实施天津市城乡建设委员会发布天津市市政公路桥梁减隔震设计规程实施日期：2015年9月1日津建科[2015]208号997号)文件要求，编制完成了《天津市市政公路桥梁减隔震设隔震设计规程》(DB29-233-2015)为我市2015年9月1日起在我市实施。其中，第5.2.4、6.1.4条为强2015年6月1日工程建设地方标准编制计划的通知》(建科[2011]997号)文件要本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行过程中如有意见和建议，请寄送天津城建设计院有限公司(地朱宏平崔志刚卢士鹏王秀艳王振南韦亮陆李自林朱劲松王建新 12术语和符号 2 22.2符号 43基本规定 63.1一般规定 63.2减隔震设计的性能目标 6 74抗震性能目标的验算 94.1一般规定 94.2抗震性能目标1 9 4.4抗震性能目标3 5减隔震设计分析方法 5.1一般规定 14 145.3分析模型及分析方法 156隔震桥梁 196.1一般规定 6.2隔震支座的力学模型 226.4隔震支座的验算 237.减震桥梁 7.1一般规定 8防落梁系统 288.1一般规定 298.3防落梁构造 30 30本规程用词说明 34引用标准名录 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为规范天津市市政及公路新建桥梁减隔震设计，增加桥梁1.0.3桥址处地震基本烈度数值可由现行《中国地震动参数区划22.1.1抗震设防烈度seismicfortificationintensity按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈2.1.2抗震设防标准seismicfortificationcriterion2.1.4E1地震作用earthquakeactionE12.1.5E2地震作用earthquakeactionE22.1.6地震动参数seismicgroundmotionparameter2.1.7特征周期characteristicperi32.1.9延性抗震设计ductility2.1.10延性构件ductilemember2.1.11能力保护设计方法capacityprotectiondesignmethod2.1.12能力保护构件capacityprotectedmember2.1.13减隔震设计seismicisolationdesign大原结构体系阻尼和(或)周期，降低结构的地震反应和(或)减2.1.14梁搭接长度laplengthofbeam2.1.15防落梁构造unseatingpreventionstructure2.1.16位移限制构造displacement2.1.17防落梁系统unseatingpreventionsystem2.1.18完全弹性状态fullelasticstate2.1.19基本弹性状态basicelasticstate42.1.20主要塑性化构件mainplasticizationmember2.1.21次要塑性化构件minorplasticizationmember2.2.1几何特征L——桥梁轴线弧长；2.2.2设计参数Da——隔震支座的设计位移；F(Da)——隔震支座对应于设计位移Da的水平力；563.1.1桥梁减隔震设计是通过减隔震技术使桥梁达到预期抗震性3.1.2在进行桥梁减隔震设计时，除考虑地形、场地土分类、地《公路工程抗震规范》(JTGB02)《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)甲类乙类3.2.2桥梁减隔震设计的抗震性能目标应1抗震性能目标172抗震性能目标2E¹地震作用抗震性能目标1E2地震作用抗震性能目标2894.1.1减隔震桥梁主体结构的极限状态4.1.2减隔震桥梁应根据抗震性能目标进行验算，设计地震动作用下桥梁各个构件的受力状态应满足本规程第4.4.1.3应根据桥梁结构特征及地基可能的破坏模式设置防落梁系4.1.4桥梁盖梁、基础和墩柱抗剪作为能力保护构件，应按照现4.2抗震性能目标14.2.1地震作用下，桥梁主要承力构件应处于完全弹性状态，减4.2.2地震作用下，桥梁结构的伸缩装置不宜产生影响正常使用4.3抗震性能目标24.3.1桥梁的主要塑性化构件发生较易修复的塑性变形，主体结4.3.2应选择可有效吸收能量并可快速修复的构件为主要塑性化横桥向顺桥向(c)隔震支座考虑塑性化时塑性化构件分布(顺桥向)(d)隔震支座考虑塑性化时塑性化构件分布(横桥向)(e)连续刚构塑性化构件分布(顺桥向)图4.3.2塑性化构件的分布及组合4.3.3应根据桥梁结构特征及损伤修复难易程度选择塑性化构的构件的极限状态4.3.4拱桥的拱肋及斜拉桥的主塔不4.4抗震性能目标34.4.1主要塑性化构件发生塑性变形，但其塑性变形不应超过该4.4.2塑性化构件的分布及组合如图4.3.2所示。4.4.3应根据桥梁结构特征及损伤修复难易程度选择塑性化构件的构件的极限状态进入塑性状态，进入塑性状态，4.4.4对于计算长度与矩形截面计算方向的尺寸之比小于2.5或墩柱的计算长度与圆形截面直径之比小于2.5的矮墩，顺桥向和横5.1.1宜采用动力时程分析方法计算地震动作用下桥梁各件的内力、位移等，并根据本规程第4章的有关规定进行验算。5.1.2进行动力时程分析时，计算模型应真实模拟桥梁结构的刚5.2.1宜采用桥位处实际测量的强震记录作为输入地震动计算结5.2.2已作地震安全性评价的桥址，设计地震动时程应根据地震5.2.3未进行地震安全性评价的桥址，可以设计加速度反应谱为必须取3组计算结果的最大值；当采用7组及以上地震加速度时程5.3.1进行动力时程分析时，应根据分析目的和设计地震动1对E1、E2地震作用进行抗震性能目标1的验算时，应使2对E2地震作用进行抗震性能目标2或抗震性能目标3的验5.3.2承台底可采用六个自由度的弹簧模拟桩土相互作用的边界用等代土弹簧模拟桩土共同作用，等代土弹簧的刚度可采用m法5.3.3计算模型应准确模拟减隔震装置的构造特性、力学特性及否墩柱、桩基地震响应是查查是图5.3.4-1常规桥梁减隔震设计流程(性能目标1)否墩柱、桩基地震响应是是否否是是否 WDa 6.5.2位移限制构造除满足构造要求以外，宜根据抗震计算结果6.5.3位移限制构造应能确保正常使用状态下伸缩缝的正常伸6.5.4位移限制构造不应影响支座的移动和扭转等功能，不应影6.5.5板式橡胶支座、盆式支座和球形支座等的验算，应按现行7.1一般规定7.1.2在桥梁结构的某些部位可设置耗能装置，通过耗能装置产7.1.3减震装置可采用粘滞流体阻尼器和软钢剪切型阻尼器、E7.2.1粘滞流体阻尼器宜布置在墩和梁相对7.2.2粘滞流体阻尼器内部宜采用双出杆结构，7.2.3粘滞流体阻尼器的阻尼力与运动速度的力学关系可按公式式中：Fa——粘滞流体阻尼器的阻尼力(kN);7.3软钢剪切型阻尼器7.3.1软钢剪切型阻尼器可分为无加劲肋和有加劲肋两种，如图图7.3.1-2有加劲肋软钢剪切型阻尼器纵梁图7.3.2-1软钢剪切型阻尼器横梁安装形式3中墩纵桥向安装形式，如图7.3.2-3所示。3中墩纵桥向安装形式，如图7.3.2-3所示。桥墩是结束符合第8.5.1条的规定是否8.2梁搭接长度8.2.1由于地震的不确定性，上部结构可能发生落梁的桥梁，其梁端应设置足够的梁搭接长度。8.2.2梁搭接长度的最小值，应按照现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)和现行行业标准《公路桥梁抗震设计细则》式中：Lo上部结构总长度(m),对简支梁桥取其跨径；b上部结构总宽度(m);2满足公式(8.5.1-2)的曲线桥，如图8.5.1-2所示。式中：φ——曲线梁的圆心角();L——桥梁轴线弧长(m);b——上部结构总宽度(m)。8.5.2对于本规程第8.5.1条3～5款规定的桥梁，应在中间支点1)表示很严格，非这样做不可的用词：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的2《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63)7《公路桥梁高阻尼隔震橡胶支座》(JT/T842)8《桥梁用黏滞流体阻尼器》(JT/T926) 41 423基本规定 3.1一般规定 433.2减隔震设计的性能目标 3.3减隔震设计考虑的作用及其组合 4抗震性能目标的验算 474.1一般规定 474.2抗震性能目标1 474.3抗震性能目标2 47 485减隔震设计分析方法 5.1一般规定 5.2用于动力时程分析的地震作用 495.3分析模型及分析方法 506隔震桥梁 6.1一般规定 52 536.5支座部位的构造 54 7.1一般规定 567.3软钢剪切型阻尼器 638.2梁搭接长度 8.3防落梁构造 8.4高差限制构造 678.5位移限制构造 1.0.1我国处于世界两大地震带环太平洋地震带和欧亚地强度大、分布范围广、伤亡大、灾害严重，几乎所有的省、市、公布的我国地震烈度基本区划图，我国地震烈度等于或大于7度的地区面积达312万平方公里，占国土总面积的近1/3。自20世旦，引发长期的社会、经济问题，并带来难以慰籍的感情创伤。0.15g和0.20g等三种，对应地震基本烈度为7度或8度。3)在地基条件和构造条件有明显变化的地方，尤其要注意桥梁主体结构指桥梁结构的主要承力构件，包括桩基、承台、墩柱、盖梁、主梁、主塔以及主拱等，不包括护栏、伸缩缝、抗震挡等附属结构。MMMyMy图1等效屈服曲率实际的弯矩-曲率曲线等效为理想弹塑性弯矩-曲率曲线求得，等效方法可根据图中两个阴影面积相等求得，计算中应考虑最不利抗震性能目标1定义为发生地震后桥梁基本无损伤，可以立即使用。抗震性能目标1包括防止落梁、震后结构总体反应在弹性范围、基本无损伤、不经过修复即能保证桥梁基本使用功能、稍微修复即可保证桥梁的长期使用功能。桥梁结构的墩台及基础抗震性能目标2定义为地震仅会造成桥梁一定程度的损伤，经过简单抢修可以继续使用。抗震性能目标2包括防止落梁的同时，震后通过应急修复能快速地恢复桥梁基本使用功能，永久性修复后可恢复正常运营功能。桥梁结构的墩台及基础在地震作用下部分钢筋进入屈服状态，但截面弯矩小于截面等效屈服弯矩抗震性能目标3定义为不因地震发生而导致桥梁倒塌的情况表1列出了三种抗震性能目标。抗震性能目标1防止保证桥梁基本使用不必做功能恢复的防止防止—4.1.3减隔震设计中应避免由于地基破坏而导致的桥梁体系破4.1.4桥梁减隔震设计中，能力保护构件的验算按照现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)第6.6节、第7.4节的规4.2抗震性能目标14.2.1为了确保地震发生后桥梁基本无损伤，4.3抗震性能目标24.3.2桩基截面处于基本弹性状态时，截面的裂缝宽度可能会超影响使用，满足E2地震作用下局部可发生可修复的损伤，基本不4.3.3桥梁上部结构中设置有桥面铺装、栏杆等，并且为汽车、4.3.4对于拱桥、斜拉桥和悬索桥，应根据各类桥梁的构造特性4.4抗震性能目标34.4.1抗震性能目标3中，桥墩不能丧失承载能力、不能发生落4.4.4地震作用下，矮墩的主要破坏模式为剪切破坏，为脆性破坏，没有延性。因此E2地震作用效应和永久作用效应组合后，应5.1.1根据桥梁结构体系、抗震设防目标和减隔震装置的力学特1)在分析模型中假定弹性的构件不应进入塑性；2)桥梁整体结构不会因部分构件的塑性变形而变得不稳定。5.2.3使用动力时程分析法计算桥梁结构的地震响应，宜采用桥5.2.4一组时程分析结果只是结构随机响应的一个样本，不能反6.3.2隔震支座可能存在伴随着吸收能量的累积而导致温度上6.4.1隔震支座应具有荷载传递和适应变形的功能。传统隔震支座的上述功能一般集中于一个支座构造中，支座构造过于复杂，支座的局部损伤和耐久性降低造成的功能损失也会对支座的其它功能造成影响。事实上，这些功能也可以通过具有单一功能的支座组合实现，即在考虑桥梁构造和规模等的基础上，采用拥有单连接墩两侧梁高不相等时，可采用高低盖梁或梁端变高等方式处理，以避免采用过高的支座，并在梁端预留足够的间隙，避免梁与桥墩或梁与梁之间的碰撞，如图2所示。6.4.2由于地震作用是偶然作用，因此在验算支座连接构件的抗6.4.3由于支座受到损伤，上部结构存在落梁风险时，原则上采用B类隔震支座。随着支座高度的增加，隔震橡胶支座本体可能设计篇)。具备以下性能：支座受到损伤时，位移限制构造应快速发挥作7减震桥梁7.1一般规定7.1.1需综合考虑桥梁结构类型、自振特性等条件确定是否适宜7.1.2减震装置通过摩擦、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输7.2粘滞流体阻尼器7.2.3粘滞流体阻尼器可采用下列力学分析模型1)线性模型u(t)-运动速度(m/s)。由上式可知，阻尼器的力和位移之间符合椭圆关系，如图4阻尼器每周期消耗能量见下式：式中：w——阻尼器的频率；当粘滞阻尼器的刚度不可忽略时，可采用Kelvin模型，如图5。尼力的表达式如下：Fa(t)=ku(t)+Cu(t)=F₀sk阻尼器的储存刚度；F₀——阻尼力的幅值；φ阻尼力与位移的相位差。图5Kelvin模型图相位差为：3)Maxwell模型式见式(7),当粘滞阻尼器的阻尼力与频率之间存在较强的阻尼单元与弹簧单元采用串联的形式，如图6所示。C₀C₀k图6Maxwell模型图7.3软钢剪切型阻尼器7.3.1软钢剪切型阻尼器模型及其力学模型如图7、8所剪切型阻尼器力学参数可按式(8)～(14)计算。图7软钢剪切型阻尼器模型图8软钢剪切型阻尼器力学模型各参数的计算公式如下：极限剪切应变； 翼缘厚度；8.1.1由于地震的不确定性，地基的