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中华人民共和国交通行业标准 《公路桥梁抗震设计规范》条文框架《公路桥梁抗震设计规范》条文框架 1 总 则 1 总 则 1.0.1 为了贯彻执行中华人民共和国防震减灾法并实行以预防为主的方针, 减轻公路桥梁的 地震破坏, 保障人民生命财产的安全和减少经济损失, 更好地发挥公路运输及其在抗震救灾 中的作用,特制定本规范。 按本规范进行抗震设计的桥梁,其设防目标是: 当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响时, 一般不受损坏或不需修理可 继续使用, 当遭受桥梁设计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时, 应保证不致倒塌或产 生严重结构损伤,经加固修复后仍可继续使用。 1.0.2 抗震设防烈度为 6 度及以上地区的公路桥梁,必须进行抗震设计。 1.0.2 抗震设防烈度为 6 度及以上地区的公路桥梁,必须进行抗震设计。 各类桥梁必须进行多遇地震 E1 作用下的抗震设计,除 6 度地区以外,A、B、C 类桥梁 还必须进行罕遇地震 E2 作用下的抗震设计。 各类桥梁必须进行多遇地震 E1 作用下的抗震设计,除 6 度地区以外,A、B、C 类桥梁 还必须进行罕遇地震 E2 作用下的抗震设计。 1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为 6、7、8 和 9 度地区的常用公路桥梁的抗震设计。抗震 设防烈度大于 9 度地区的桥梁和行业有特殊要求的大跨度或特殊桥梁, 其抗震设计应作专门 研究,并按有关专门规定执行。 1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。一般情况下, 抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图 GB18306-2001 的地震基本烈度。对已作过专门 地震安全性评价的桥址,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。 1.0.5 公路桥梁的抗震设计, 除应符合本规范的要求外, 尚应符合国家现行的有关强制性标 准的规定。 1.0.6 按本规范进行抗震设计的桥梁结构类型为: (1) 主跨径不超过 200 米的混凝土梁桥 (2) 主跨径不超过 200 米的圬工或混凝土拱桥 (3) 主跨径不超过 200 米的混凝土斜拉桥和悬索桥 主跨径超过 200 米的大跨径桥梁,本规范只给出抗震设计原则。 2 2 术 语、符 号 术 语、符 号 2.12.1 术语 术语 2.1.1 抗震设防烈度 seismic fortification intensity 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 2.1.2 抗震设防标准 seismic fortification criterion 衡量抗震设防要求的尺度,由抗震设防烈度和公路桥梁使用功能的重要性确定。 2.1.3 地震作用 earthquake action 由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用。 2.1.4 地震影响 effects of earthquake 由地震动引起的作用于桥梁结构上的惯性力、土压力、水压力以及地基液化、滑移等影 响的总称。 2.1.5 设计基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion 50 年设计基准期超越概率 10%的地震加速度的设计取值。 2.1.6 设计特征周期 design characteristic period of ground motion 抗震设计用的地震影响系数曲线中, 反映地震震级、 震中距和场地类别因素的下降段起 点对应的周期值。 2.1.7 液化 liquefaction 因地震动造成覆盖土内孔隙水压急剧上升, 饱和砂土失去抗剪强度, 土体的构造发生破 坏而出现的破坏现象。 2.1.8 流动(滑移) lateral spreading 伴随液化作用发生的地基土水平移动现象。 2.1.9 抗震概念设计 seismic concept design 根据地震灾害和工程经验等所获得的基本设计原则和设计思想, 进行桥梁结构总体布置 和并确定细部构造的过程。 2.1.10 弹性抗震设计 elastic seismic design method 在多遇地震作用下, 不允许桥梁结构发生塑性变形, 仅用构件的强度作为衡量结构性能 的指标,只需校核构件的强度是否满足要求。 2.1.11 延性抗震设计 ductility seismic design method 在罕遇地震作用下, 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,同时要校核构件的延性能力是否满足要求。 2.1.12 减隔震设计 seismic isolation design method 在桥梁上部结构和下部结构或基础之间设置隔震支座,以增大原结构体系周期和阻尼, 减小输入到上部结构的能量,达到结构预期防震的要求。 2.1.13 能力设计 capacity design method 对可能出现塑性铰的构件, 为确保非塑性铰区不发生塑性变形和剪切破坏, 必须对非塑 性铰区进行加强设计,以保证非塑性铰区的能力高于塑性铰区。 2.1.14 抗震措施 seismic fortification measures 除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。 2.1.15 抗震构造措施 details of seismic design 根据抗震概念设计原则, 一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要 求。 2.2 主要符号 (暂略) 3 桥梁抗震设计的基本要求 3.1 桥梁抗震设防分类和设防标准 3.1.1 2.2 主要符号 (暂略) 3 桥梁抗震设计的基本要求 3.1 桥梁抗震设防分类和设防标准 3.1.1 公路桥梁应根据路线等级及桥梁的重要性和修复(抢修)的难易程度,分为 A 类、B 类、C 类、D 类四个抗震设防类别。A 类桥梁是指位于高速公路和一级公路上的主跨径超过 200 米的特大型桥梁 (不含引桥及引道) , B 类桥梁是指高速公路和一级公路上的除 A 类以外 的桥梁及二级公路上的大桥、特大桥等,C 类桥梁是指属 A、B、D 类以外的公路桥梁,D 类 桥梁是指位于三、四级公路上的抗震次要的桥梁。 3.1.2 各类桥梁的设防标准,应符合下列要求: (1)各类桥梁的抗震构造措施,按表 3.1.2-1 规定的标准采用 表 3.1.2-1 各类公路桥梁构造措施等级 Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 地震基本烈度 构造物分类 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 A Ⅷ Ⅸ Ⅸ 更高,专门研究 B Ⅶ Ⅷ Ⅷ Ⅸ Ⅸ ≥Ⅸ C Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ Ⅸ D Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ Ⅸ (2) 各类桥梁的地震作用,按表 3.1.2-2 确定重要性系数 表 3.1.2-2 各类桥梁的重要性系数 Ci 桥梁类别 设计地震 E1(多遇地震)设计地震 E2(罕遇地震) A 类 0.50 1.8 B 类 0.43 1.3 C 类 0.34 1.0 D 类 0.23 0.7 3.1.3 对抗震救灾、经济或国防上具有重要意义的三、四级公路的桥梁,按国家批准权限, 报请批准后,可提高一度设防。 3.1.4 立体交叉的跨线工程,其抗震设计不应低于下线工程的要求。 3.2 地震影响 3.2 地震影响 3.2.1 公路桥梁所在地区遭受的地震影响, 应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速 度和反应谱特征周期或本规范第 1.0.4 条和 3.1.2 条规定的设计地震动参数来表征。 3.2.2 公路桥梁抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系, 应符合表 3.2.2 的规 定。设计基本地震加速度值为 0.15g 和 0.30g 地区内的公路桥梁,除本规范另有规定外,应 分别按抗震设防烈度 7 度和 8 度的要求进行抗震设计。 表 3.2.2 抗震设防烈度和设计基本地震加速度值 A 的对应关系 抗震设防烈度 6 7 8 9 设计基本地震加速度 值 0.05g 0.10(0.15)g0.20(0.3)g 0.40g 3.2.3 场地土的反应谱特征周期,应按《中国地震动反应谱特征周期区划图》确定,分别为 0.35s、0.4s、0.45s. 3.2.4 对于 A 类特大型桥梁,其场地所在位置应根据《工程场地地震安全性评价技术规范》 (GB17741-1999) 规定的Ⅲ级地震安全性工作和本规范所规定的抗震设防标准对应的地震水 平年超越概率水准提出场地地震动参数和地震地质灾害评价。 3.3 桥位 3.3 桥位 3.3.1 桥位的选择,应充分利用对抗震有利的地段。应按 4.1 的具体要求执行。 3.4 抗震结构体系 3.4 抗震结构体系 3.4.1 桥梁各类基础必须保证其抗震性能强于桥墩、台身的抗震能力。在验算基础强度时 应乘以超强系数 1.2。 3.4.2 避免或减轻在地震影响下因地基变形或地基失效对公路桥梁的破坏。 (1) 当确定通过抗震危险地段的高速、 一级公路工程的桥位时, 应具有岩土稳定性评价 和主要对策和建议。 (2) 地基为软弱粘土、 液化土、 新近填土或严重不均土时应考虑地震时地基不均匀沉陷 或其它不利影响,并采取相应措施。 3.4.3 本着减轻震害和便于修复(枪修)的原则,确定合理的设计方案。 (1) 适当降低桥梁的高度,合理减轻构造物的自重。 (2) 可以有目的地、合理地设置结构的薄弱部位。 3.4.4 抗震结构体系应符合下列要求: (1) 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递路线。 (2) 钢筋混凝土构件应合理选择尺寸,配置钢筋,增加延性,避免剪切先于弯曲破坏 和钢筋錨固粘结先于构件破坏。 (3) 结构各构件之间的连接节点,其强度不应低于构件强度。 (4) 装配式结构应采取加强整体连结措施。 (5) 在设计中提出保证施工质量的要求和措施。 (6) 结构设计应考虑便于震后检修 3.4.5 不同结构体系的概念设计见本规范有关条文。 (具体内容放入各章编写) 3.5 结构分析 3.5 结构分析 3.5.1 除本规范特别规定以外,桥梁结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析,此时 可假定结构与构件处于弹性工作状态, 内力和变形分析可采用线弹性静力方法和或线弹性动 力方法。 3.5.2 除本规范特别规定以外, 桥梁结构应进行罕遇地震作用下的内力和变形分析, 此时, 可根据结构特点采用非线性时程分析方法或等效线弹性分析方法。 3.5.3 在桥梁抗震设计中,应考虑以下荷载: (1) 永久荷载,包括结构重力(恒载) 、预应力、土压、水压、混凝土收缩及徐 变效应、水的浮力; (2) 地震影响,包括地震动造成的地震作用、地震土压力、地震动水压力 3.5.4 荷载组合应包括:永久荷载+地震作用 3.5.5 荷载组合应按使结构产生最不利应力、变形及其他效应进行组合。 4 场地和地基 4 场地和地基 4.1 场 地 4.1 场 地 4.1.1 桥位的选择,应在工程地质勘察和专门工程地质、水文地质研究的基础上,按构造的 活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价。查明对公路桥梁抗震有利、不利和 危险的地段。应充分利用对抗震有利地段。 抗震有利地段一般系指:建设地区及其临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。 4.1.2 当在抗震不利地段布设桥位时,宜适当对地基采取抗震措施。抗震不利地段一般系 指:软弱粘性土层、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。 4.1.3 各级公路桥位宜绕避抗震危险地段,对于高速公路、一级公路必须通过抗震危险地 段时,宜做地震安全性评价评价分析。抗震危险地段一般系指:地震时可能发生滑坡、崩塌 地段;地震时可能塌陷、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、 地震时可能坍塌而中断交通的各种构造物。 4.1.4 对河谷两岸在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 潰决的影响范围,合理确定路线的标高和选定桥位。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,应采取适当措施。 4.1.5 桥梁建设场地的类别的划分,以土层平均剪切波速和场地覆盖土层厚度为定量标准。 测量土层剪切波速的钻孔数量,对于 B 类的公路桥梁,初步勘察或工程可行性研究阶段,中 桥不少于 1 个、大桥不少于 2 个、特大桥宜适量增加;对于 A 类特大型桥梁应依据具体情况 确定。 对于 C 类及以下的公路桥梁,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状按表 4.1.5 划分土的类型,结合当地的经验,在表 4.1.5 的范围内估计各土层的剪切波速。 表 4.1.5 土的类型划分和剪切波速范围 土的类型 岩土名称和性状 土层剪切波速范围(m/s) 坚硬土或岩石 稳定岩石, 密实的碎石土 s υ>500 中硬土 中密、 稍密的碎石土, 密 实、中密的砾、粗、中砂, ak f>200 的粘性土和粉土, 坚硬黄土 500≥ s υ>250 中软土 稍密的砾、粗、中砂,除 松散外的细、 粉砂, ak f≤200 的粘性土和粉土, ak f>130 的填土,可塑黄土 250≥ s υ>140 软弱土 淤泥和淤泥质土, 松散的 砂,新近沉积的粘性土和粉 土, ak f≤130 的填土,流塑 黄土 s υ≤140 4.1.6 工程场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求: (1) 一般情况下,应按地面至剪切波速大于 500M/S 的坚硬土层或岩层顶面的距离确 定。 (2) 地面 5 米以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速的 2.5 倍的土层, 且其下卧 岩土的剪切波速不小于 400M/S 时,可按地面至该土层顶面距离确定。 (3) 剪切波速大于 500M/S 的孤石、透鏡体,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。 4.1.7 土层平均剪切波速按下列公式计算: () ∑ = = n i siis dDV 1 0/ υ 式中 s υ───土层平均剪切波速(m/s) ; 0 D ───计算深度(m) ,取覆盖层厚度和 20m 二者的较小值; i d ───计算深度范围内第i土层的厚度(m) ; si υ───计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s) ; n───计算深度范围内土层的分层数。 4.1.8 桥梁工程场地类别,根据土层平均剪切波速和场地覆盖层厚度,按表 4.1.8 的规定 划分为四类。 表 4.1.8 各类桥梁场地的覆盖层厚度表 4.1.8 各类桥梁场地的覆盖层厚度(m) 场 地 类 别 场 地 类 别 平均剪切波速 (m/s) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 平均剪切波速 (m/s) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ se v>500 0 >500 0 500≥500≥ se v>250 <5 ≥5 >250 <5 ≥5 250≥250≥ se v>140 <3 3~5 >50 >140 <3 3~5 >50 se v≤140 <3 3~5 >15~80 >80 ≤140 <3 3~5 >15~80 >80 4.1.9 桥梁工程范围内有发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评价。当符合下列条件之 一者,可不考虑发震断裂错动对桥梁的影响。 (1) 地震区划图上规定的加速度值低于 0.2g; (2) 非全新世活动断裂; (3) 地震区划图上规定的加速度系数为 0.2g-0. g 地区的隐伏断裂的土层厚度分别大 于 60M 和 90M。 当不能满足上述条件时,宜采取下列措施: (1) 对于 A 类桥梁,应避开主断裂,当地震区划图上规定的地震峰值加速度系数为 0.2g-0.4g 地区其避开主断裂距离为桥墩边缘至主断裂边缘分别 300-500M; (2) 对于 B 类及 B 类以下的桥梁工程宜采用跨径较小便于修复的结构; (3) 当桥位无法避开发震断裂时,宜将全部墩台布置在断层的同一盘(最好是下盘) 上。 4.1.10 场地岩土工程勘察,除应按国家工程勘察的有关标准执行外,尚应根据国家《工程 场地地震安全性评价技术规范》GB1863-20011863-2001 的要求,划分对桥梁抗震有利、不利、和危险 地段,评价场地类别、测试场地动力性能,评价岩土地震稳定性(如滑坡、崩塌、液化、及 震陷特性等) ,根据设计需要提供设计地震动参数。 4.2 天然地基的承载力 4.2 天然地基的承载力 4.2.1 天然地基抗震验算时,应采用地震作用效应与恒载组合,且地基抗震容许承载力乘以 地基抗力调整系数计算。 4.2.2 天然地基的抗震承载力应符合下列要求: (计算公式,待补) 表 4.2.2 地基土抗震承载力调整系数 表 4.2.2 地基土抗震承载力调整系数 岩 土 名 称 和 性 状 a ζ 岩石,密实的碎石土,密实的砾、粗、中砂, ak f≥300 的粘性土和粉土 1.5 中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂, 150≤ ak f<300 的粘性土和粉土,坚硬黄土 1.3 稍密的细、粉砂,100≤ ak f<150 的粘性土和粉土,可塑黄土 1.1 淤泥,淤泥质土,松散的砂,杂填土,新近堆积黄土及流塑黄土 1.0 4.2.3 验算天然地基地震作用下的竖向承载力时, 按地震作用与恒载组合的基础底面平均压 应力和边缘最大压应力应符合下列要求: p≤ aE f (4.2.3-1) max p≤1.2 aE f (4.2.3-2) 式中 p───地震作用效应标准组合的基础底面平均压力; max p───地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。 4.3 地基的液化和软土地基 4.3 地基的液化和软土地基 4.3.1 存在饱和砂土或粉土的地基, 除 6 度设防外, 应进行液化判别; 存在液化土层的地基, 应根据构造物的抗震设防类别,地基化等级,结合具体情况采取相应措施。 4.3.2 当地面以下 20 米范围内有饱和砂土或饱和亚砂土时, 可根据下列情况初步判定其是 否有可能液化: (1) 地质年代为第四记纪晚更新世(Q3)及其以前时,可判定为不液化。 (2) 在《中国地震动峰值加速度区划图》上加速度值为 0.1-0.15、0.2-0.3、0.4 的 地区,亚砂土的粘粒(粒径<0.005MM 的颗粒含量百分率 PC(按重量计)分别不小于 10、 13、16 时,可判定为不液化。 注: 用于液化判别的粘粒含量系采用六酸偏磷酸钠作分散剂测定, 采用其它方法时 应按有关规定换算。 4.3.3 经初步判定有可能液化的土层,可通过标准贯入试验(有成熟经验时,也可采用其它 方法),进一步判定土层是否液化。当土层实测的修正标准贯入錘击数 N1 小于按式(4.3.3) 计算的修正的液化临界准贯入錘击数 Ncr 时,则判别为液化. (计算公式,待补) 4.3.4 存在液化土层的地基,应按下式确定液化指数,并根据其液化指数按表 4.3.4 确定 液化等级。 (液化指数的计算公式及液化等级划分的表格) 4.3.5 抗震液化措施,应根据构造物重要性等级及液化等级,按表 4.3.5 选择。 (液化等级划分表 4.2.6) (按 1 全部消除地基液化沉降的措施;2 部分消除地基液化沉降的措施;3、采用减小不 均匀沉降或提高结构对不均匀沉降适应能力的措施划分) 。 4.3.6 全部消除地基液化沉降的措施应符合下列要求: 4.3.7 部分消除地基液化沉降的措施应符合下列要求 4.3.8 软土震陷的判别 4.3.9 采用减小不均匀沉降或提高结构对不均匀沉降适应能力的措施。 5 地震作用 5.1 一般规定 5 地震作用 5.1 一般规定 5.1.1 各类桥梁结构的地震作用,应按下列原则考虑: (1)一般情况下,公路桥梁可只考虑水平向地震作用,分别考虑顺桥向 X 和横桥向 Y 的地 震作用并进行抗震验算。 (2)设防烈度为 7 度以上的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构,应同时考虑竖向 Z 地震作用。 (3)墩高超过 30 米的桥梁,应同时考虑竖向 Z 地震作用。 5.1.2 地震作用可以用设计加速度反应谱、设计地震动时程和设计地震动功率谱表达。 5.1.3 A 类或处于地震基本烈度Ⅷ及以上地区的 B 类桥梁,要根据专门的工程场地地震安 全性评价确定地震作用。 距有发生6.5级以上地震潜在危险的地震活断层30KM以内的桥址, 在工程场地地震安全性评价中,要选定适当的设定地震,考虑近断裂效应。 其他桥梁的地震作用,按本章以下各节的规定确定。 5.2 5.2 设计加速度反应谱 5.2.1 设计加速度反应谱的形状 设计加速度反应谱由下式确定 ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ >⋅ <<+ <<− <θθ θ , 式中 θ L是上部结构的跨径 (m) ,θ斜交角, E a 是极限脱落角。 6.2.5 曲 线 桥 梁 端 至 墩 、 台 帽 或 盖 梁 边 缘 的 最 小 的 距 离 ( 如 图6.2.5) 应 满足 () 30 2/cos sin +> φ φ δEa ,式中705 . 0+=φδE,是上部结构端部向外侧的移动量的跨径 (m) ,φ是曲线梁的中心角。 6.2.6 在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀地层上,不宜修建大跨度超静定桥梁。 注: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。 6.2.7 在软弱粘性土层、液化土层和不稳定的河岸处建桥时,对于大、中桥,可适当增加 桥长,合理布置桥孔,使墩、台避开地震时可能发生滑动的岸坡或地形突变的不稳定地段。 否则,应采取措施增强基础抗侧移的刚度和加大基础埋置深度;对于小桥,可在两桥台基础 之间设置支撑梁或采用浆砌片(块)石满铺河床。 6.2.8 在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀地层上建桥时,应根据具体情况采取下列 措施: (1) 换土或采用砂桩。 (2) 减轻结构自重、加大基底面积,减少基底偏心。 (3) 增加基础埋置深度、穿过液化土层。 (4) 采用桩基础或沉井基础。 6.3 7 度区度区 6.3.1 必须设置防落梁系统以防止当结构体系伴随结构构件或地基的破坏而发生无法预测 的破坏时,上部结构的跌落。典型的防落梁措施见图6.3.1。 6.3.2 防落梁构造必需满足如下要求: 1. 防落桥构造的强度不低于其所承担的设计地震力,同时防落桥构造应不妨碍支座的 变形; 2. 防止落桥构造必须无损于支承的移动或回转等机能; 3. 防止落桥构造必须能顺应垂直桥轴方向的移动; 4. 防止落桥构造必须考虑到便于支承部分的维护管理; 5. 防止落桥构造的安装部分必须能将作用于防止落桥构造上的地震力,切实地传递到 上下部结构。 6.3.3 桥台胸墙应适当加强,并在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间加装橡胶垫或其它弹性 衬垫,以缓和冲击作用和限制梁的位移。其构造示意如图 6.3.3-1、图 6.3.3-2 所示。 6.3.4 桥面不连续的简支梁(板)桥和吊梁,宜采用挡块、螺栓连接和钢夹板连接等防止纵 横向落梁的措施。连续梁和桥面连续简支梁(板)桥,应采取防止横向产生较大位移的措施。 6.4 8 度区度区 6.4.1 8 度区的抗震措施,除应符合本节第 I 部分的规定外,尚应符合本部分的规定。 6.4.2 大跨径拱桥的主拱圈宜采用抗扭刚度较大、整体性较好的断面型式,如箱形拱、板 拱等。当采用钢筋混凝土肋拱时,必须加强横向联系。 6.4.3 拱上建筑的立柱或立墙顶端宜设饺,允许这些部位有些变形。 6.4.4 双曲拱桥应采取措施加强拱圈的整体性,如减少接头的数量;适当增设横隔板;加 强拱波与拱肋之间的连接强度; 增设拱板横向钢筋网并与拱肋锚固钢筋联成整体; 将主拱圈 的纵向钢筋锚固于墩台拱座内,适当加强主拱圈与墩台的连接等。 6.4.5 桥墩、台高超过 3m 的多跨连拱,不应采用双柱式桥墩或排架桩墩;当多跨连拱桥 跨数过多时,不宜超过 5 孔,且总长不宜超过 200m 设一个制动墩。 6.4.6 梁桥活动支座,不应采用摆柱支座。当采用辊轴支座时,应采取限制其位移的措施。 6.4.7 连续梁桥宜采取使上部构造所产生的水平地震荷载能由各个墩、 台共同承担的措施, 以免固定支座墩受力过大。 6.4.8 连续曲梁的边墩和上部构造之间宜采用铺栓连接,防止边墩与梁脱离。 6.4.9 高度大于 7m 的柱式桥墩和排架桩墩应设置横系梁。为了提高柱式桥墩和排架桩墩 的纵向刚度,宜根据具体情况适当加大柱(桩)直径或采用双排的柱式桥墩和排架桩墩。 6.4.10 柱式桥墩和排架桩墩的柱(桩)与盖梁、 承台连接处的配筋不应少于柱(桩)身的最大配 筋。 6.4.11 柱式桥墩和排架桩墩的截面变化部位, 宜做成坡度为 2:1~3:1 的喇叭形渐变截面或在 截面变化处适当增加配筋。 6.4.12 柱式桥墩和排架桩墩加密区段箍筋应按第 6.4.13 条规定的箍筋面积布设,其加密区 段的位置和高度应符合下列要求: (1) 扩大基础的柱式桥墩和排架桩墩应布置在柱(桩)的顶部和底部, 其布置高度取柱(桩) 的最大横截面尺寸或 1/6 柱(桩)高,并不小于 50cm。 (2) 桩基础的柱式桥墩和排架桩墩应布置在柱(桩)的顶部(布置高度同上)和柱(桩)在地 面或一般冲刷线以上 1 倍柱(桩)径处延伸到最大弯矩以下 3 倍柱(桩〉 径处, 并不小于 50cm。 6.4.13 柱式桥墩和排架桩墩加密区段箍筋配置及箍筋接头应符合下列要求: (1) 圆形截面应采用螺旋式箍筋,其间距不大于 10cm,箍筋直径不小于 8mm 矩形截面 的最小含箍率ρsmin,顺桥向和横桥向均为 0.3%。即 (6.4.13) (2) 螺旋式箍筋的接头,必须采用焊接;矩形箍筋应有 135弯钩,并伸入混凝土核心之 内。 6.4.14 石砌或混凝土墩(台)的墩(台)帽与墩(台)身、墩(台)身与基础连接处、截面突变处, 施工接缝处均应采取提高抗剪能力的措施。 6.4.15 桥台宜采用整体性强的结构型式。 如 U 形桥台、 箱形桥台和支撑式桥台等。 对于桩、 柱式桥台,宜采用埋置式。 6.4.16 石砌或混凝土墩、台和拱圈的最低砂浆标号,应按现行的《公路砖石及混凝土桥涵 设计规范》 》JTJ022 一 85 的要求提高一级采用。 6.4.17 下部为钢筋混凝土结构,其混凝土标号,中、小跨径桥梁不低于 20 号;大跨径桥梁 不低于 25 号。 6.4.18 构造物的基础宜置于基岩或坚硬的土层上。基础底面一般采用平面型式。当基础置 于基岩上时,方可采用阶梯型式。 6.4.19 梁桥桥墩高度超过 10m 时,应采用混凝土或钢筋混凝土结构,并宜在施工缝部位配 置适量短钢筋。 6.5 9 度区度区 6.5.1 9 度区的桥梁抗震措施,除应符合本节第 6.2 、6.3 部分的规定外,尚应符合本部分 的规定。 6.5.2 梁桥各片梁间必须加强横向连接,以提高上部结构的整体性。当采用桁架体系时, 必须加强横向稳定性。 6.5.3 拱桥拱圈的宽跨比不应小于 1/20。 6.5.4 混凝土或钢筋混凝土无饺拱,宜在拱脚的上、下缘配置或增加适当的钢筋,并按锚 固长度的要求伸入墩〈台〉拱座内。 6.5.5 拱桥墩、台上的拱座,混凝土标号不应低于 25 号,并应配置适量钢筋。 6.5.6 桥梁墩、台采用多排桩基础时,宜设置斜桩。 6.5.7 桥台台背和锥坡的填料不宜采用砂类土,填土应逐层穷实。并注意排水措施。 6.5.8 梁桥活动支座应采用限制其竖向位移的措施。 6.5.9 钢筋混凝土柱式桥墩或排架桩墩,当墩高大于 15m 时,宜控制墩顶在地震作用下产 生的弹塑性位移。 6.5.10 必须保证支座与构件之间有可靠的连接。 7 桥梁抗震分析基本方法 7.1 一般规定 7 桥梁抗震分析基本方法 7.1 一般规定 7.1.1 桥梁结构应进行多遇地震(设计地震 E1)作用下的弹性抗震设计,除本规范特别规 定以外,根据结构特点,还应进行罕遇地震(设计地震 E2)作用下的延性抗震设计或减隔 震设计。 7.1.2 各类桥梁抗震设计结构分析计算方法的选取, 应考虑各项因素, 按本规范有关条款规 定的要求执行。弹性抗震设计、延性抗震设计和减隔震设计可采用的分析计算方法见表 7.1.2。 表 7.1.2 桥梁抗震设计可采用的分析计算方法 7.1.3 桥台按静力法进行分析计算。 7.2 反应谱法 7.2 反应谱法 7.2.1 反应谱法包括单振型反应谱法和多振型反应谱法, 单振型反应谱法的适用范围为: 多振型反应谱法的适用范围为: 7.2.2 在多遇地震(设计地震 E1)作用下的弹性抗震设计阶段,水平地震加速度系数按 下式确定: (公式及符号说明) 7.2.3 在罕遇地震(设计地震 E2)作用下的延性抗震设计阶段,采用等效弹性反应谱进 行分析时,等效水平地震加速度系数按下式确定: (公式及符号说明) 7.2.4 当采用多振型反应谱法分析时,振型阶数选取和组合应符合下列原则: 7.3 功率谱法 7.3 功率谱法 7.3.1 功率谱法的适用范围: 7.3.2 在多遇地震(设计地震 E1)作用下的弹性抗震设计阶段,设计地震动功率谱表达式 为: (公式及符号说明) 7.3.3 在罕遇地震(设计地震 E2)作用下的延性抗震设计阶段,等效设计地震动功率谱 表达式为: (公式及符号说明) 7.4 动力时程法 7.4 动力时程法 7.4.1 动力时程法的适用范围: 7.4.2 在多遇地震(设计地震 E1)作用下的弹性抗震设计阶段,设计地震动时程按下述 方法获取: 7.4.3 在罕遇地震(设计地震 E2)作用下的延性抗震设计阶段,设计地震动时程按下述 方法获取: 7.5 结构分析建模原则 7.5 结构分析建模原则 7.5.1 一般情况下,可建立顺桥向和横桥向两个计算模型进行结构分析,在弹性抗震设 计阶段,计算模型应能反应结构在弹性范围内的性能,在延性抗震设计阶段,计算模型应能 反应结构的非线性特性。 7.5.2 计算模型及模型自由度的选择应能恰当地反应结构的刚度和质量的分布,从而保 证在设计地震作用下引起的惯性力和主要变形模态能够得到表达。 7.5.3 当桥梁结构型式较为简单,其地震响应主要由一阶振型控制时,可按单自由度系 统建立计算模型。 7.5.4 当桥梁结构型式较为复杂,或地震响应较为复杂时,应按多自由度系统建立计算模 型。其计算结果用于抗震设计或用于对单自由度模型计算结果的校核。这些情况一般包括: 1. 可能在多个位置出现塑性铰时 2. 等能量原则不能适用时 3. 桥梁自振周期大于或等于 1.5 秒 4. 桥梁墩高超过 30 米 5. 斜拉桥和悬索桥 6. 中承和下承式拱桥 7. 带减隔振装置的桥梁 7.5.5 一般情况下,设计地表即天然地表,当存在承载能力为零的软弱土层时,设计地 表应为该土层的下表面。 8 抗震验算 8.1 一般规定 8 抗震验算 8.1 一般规定 8.1.1 验算桥梁结构抗震强度时,按现行的公路桥涵设计规范有关规范进行验算。 8.1.2 验算桥梁结构的变形和防落梁构造措施能力时,按本规范有关条款进行验算。 8.2 弹性抗震设计验算 8.2 弹性抗震设计验算 8.2.1 结构各部件在多遇地震(设计地震 E1)作用下最危险截面的应力不能超过相应材 料的许用应力,保证结构在多遇地震作用下,处于弹性范围内工作,即: σE≤[σM] (8.2.1) 式中,σE为结构危险截面部位上的最大地震组合效应,σM为结构危险截面部位上不同材料 的许用应力。 (按构件列出明细) 8.2.1 结构各部件在多遇地震(设计地震 E1)作用下的变形验算(待补) 8.3 延性抗震设计验算 8.3 延性抗震设计验算 8.3.1 结构各部件在罕遇地震(设计地震 E2)作用下最危险截面的极限强度和变形验算 按下式执行: PE≤Pa (8.3.1) δR≤δRa (8.3.2) 式中,PE为为构件最危险截面的最大地震组合效应,Pa为构件最危险截面的极限承载能力。 δR为构件的残留塑性变形,δRa为许用塑性变形。 (按构件列出明细) 8.4 防落梁措施验算 8.4 防落梁措施验算 8.4.1 桥梁结构应采取适当措施防止在设计地震作用下发生落梁现象, 相应构造措施的能力 应按本规范有关条款验算。 8.5 桥台强度和稳定性验算 8.5 桥台强度和稳定性验算 8.5.1 桥台强度和稳定性按下式进行验算: 9. 常规桥梁抗震设计 9.1 一般规定 9. 常规桥梁抗震设计 9.1 一般规定 9.1.1 适用范围 本章适用于跨度不超过 200 米的常规梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的抗震设计。 常规桥梁定义: 9.1.2 根据桥梁结构在地震作用下动力响应的复杂程度,将常规桥梁分为简单桥梁和复杂 (或特殊)桥梁两类,表 9.1.2 限定范围内的桥梁属于简单桥梁,不在此限定范围内的桥梁 属于复杂(或特殊)桥梁,简单桥梁的抗震分析可采用单自由度模型。 表 9.1.2 简单桥梁定义 9.1.3 复杂桥梁的计算模型,只能采用多自由度有限元模型。 9.1.4 结构十分复杂的桥梁,抗震设计应进行专门研究。 9.1.5 对于砖石或圬工墩的抗震设计与校核,需进行专门考虑。 9.1.5 延性构件和塑性铰位置的选取,应考虑易于发现和便于修复。 9.1.6 塑性铰区域应按延性抗震设计,非塑性铰区域应进行能力设计。 9.2 设计地震动输入 9.2 设计地震动输入 9.2.1 反应谱 1. 多遇地震(设计地震 E1) S1= 2.5.Ci1 .Cs.CD.S01 式中,S1为设计加速度反应谱,Cs为场地修正系数,CD为阻尼修正系数,S01为标准加速度反 应谱。 2.罕遇地震(设计地震 E2) S2=2.5.Ci2.Cs.CD.S02 式中,S2为设计加速度反应谱,Cs为场地修正系数,CD为阻尼修正系数,S02为标准加速度反 应谱。 9.2.2 功率谱 按 5.3 节的原则确定。 9.2.3 时程 按 5.3 节的原则确定。 9.3 抗震计算要点 9.3 抗震计算要点 9.3.1 对简单桥梁,在设计地震 E1 和设计地震 E2 的作用下, 可先按附录 1 计算桥梁结构的 国有周期, 再按附录 2 计算地震引起的惯性力, 然后再按静力方法计算桥梁结构的内力和变 形。 9.3.2 对复杂桥梁, 应分别建立设计地震 E1 和设计地震
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