橋梁抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

橋梁抗震設(shè)計(jì)根本要求失。1976梁設(shè)計(jì)的依據(jù)。抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)防目標(biāo)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也是工程抗震設(shè)計(jì)中需要解決的首要問題。通常狀況下，建設(shè)工程從選址到使用壽期內(nèi)的防震措施可分為三個(gè)階段：抗擇等內(nèi)容?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)性和政策性〔或社會(huì)性〕的結(jié)合?？茖W(xué)性就是要嚴(yán)格依據(jù)放在意識(shí)的加強(qiáng)，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也在漸漸提高?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)——工程設(shè)防類別的行業(yè)工程分為二類或三類?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)——設(shè)防地震“設(shè)防烈度”?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)——抗震設(shè)防目標(biāo)大震不倒”?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)——場(chǎng)地選擇系指在地震區(qū)選擇建設(shè)場(chǎng)地時(shí)，宜選擇有利地段，避開不利地段，當(dāng)無法避還有場(chǎng)地條件的因素，諸如地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的不均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。對(duì)有利，不利和危急地段的劃分，應(yīng)按地震活動(dòng)性、構(gòu)造活動(dòng)性，邊坡穩(wěn)定性和場(chǎng)地地基條件等進(jìn)展綜合評(píng)定。合理安全度原則?！矃?shù)〕來進(jìn)展工程設(shè)防。國內(nèi)外常用的參數(shù)為烈度和地震驚參數(shù)兩種。50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。對(duì)橋址已作過地震安全性評(píng)價(jià)的橋梁，應(yīng)按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震驚參數(shù)進(jìn)展抗震設(shè)防?？拐鹪O(shè)防目標(biāo)總目標(biāo)通過抗震設(shè)防，減輕大路橋梁的地震破壞，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，削減經(jīng)的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗震設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)?！皟伤疁?zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)近幾十年來，美國、日本及我國等國家的地震工程專家先后提出了分類設(shè)防〔多遇地震〕作用下，構(gòu)造物不許修理，仍可正常使〔偶遇地震〕作用下，構(gòu)造物無重大損壞，經(jīng)修復(fù)后仍可連續(xù)使用；在大震〔罕遇地震〕作用下，構(gòu)造物可能產(chǎn)生重大破壞，但不致倒塌。我國《大路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》〔JTG/TB02—01—2023〕以及《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔CJJ166—2023〕分別兩個(gè)等級(jí)的地震驚參數(shù)：E1地震作用和E1地震作用時(shí)，一般不受損E2損壞，經(jīng)臨時(shí)加固后可供維持應(yīng)急交通使用。表1各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)類別

E1地震作用

設(shè)防目標(biāo)

E2地震作用A類 一般不受損壞或不需要修復(fù)可可發(fā)生局部稍微損傷不需修復(fù)連續(xù)使用 或經(jīng)簡潔修復(fù)可連續(xù)使用B類 壞或不需要修復(fù)可連續(xù)使用C類 壞或不需要修復(fù)可連續(xù)使用

應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)峻構(gòu)造應(yīng)急交通使用應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)峻構(gòu)造應(yīng)急交通使用D類D類一般不受損壞或不需要修復(fù)可連續(xù)使用“兩階段”的抗震設(shè)計(jì)方法我國《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011—2023〕就是承受三水準(zhǔn)設(shè)防、兩階方法，并引入力量保護(hù)設(shè)計(jì)原則。橋梁工程抗震設(shè)計(jì)流程橋梁工程在其使用期內(nèi)，要承受多種作用的影響，包括永久作用、可變作用靜力設(shè)計(jì)進(jìn)展，并貫穿橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)的全過程。與靜力設(shè)計(jì)一樣，橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)綜合性的工作。橋梁抗震設(shè)和其他抗震措施，使損失掌握在限定的范圍內(nèi)。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)過程一般包括七個(gè)步驟，即抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)選定、地震輸〔或減隔震設(shè)計(jì)〕、地震反響分析、抗震性能驗(yàn)算以及抗震措施選擇，如下圖。抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確定地震驚輸入選擇抗震概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)延性抗震設(shè)計(jì)減隔震設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)參數(shù)地震反響分析不通過抗震性能驗(yàn)算通過抗震措施完畢滿足要求。地震作用及作用效應(yīng)組合橋梁場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)的地震驚參數(shù)和根底資料。地震地質(zhì)災(zāi)難評(píng)價(jià)三局部?！不蚰骋粎^(qū)域、地區(qū)、國家〕在肯定時(shí)期內(nèi)可能患病到的地震驚參數(shù)峰值，得到基巖的地震反響譜，以及地震持續(xù)時(shí)間。該模型為掩蓋在基巖上的一系列完全抱負(fù)的層后、土特征的水平成層模型。標(biāo)，擬合出符合工程構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)要求的地震加速度時(shí)程。地震加速度反響譜震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的反響譜作為地震輸入。由于諸多隨機(jī)因素的影響，使得由不同記錄計(jì)算得到的反響譜具有很大的隨機(jī)的平滑處理后得到的。我國《大路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》承受的反響譜是通過對(duì)823條水平強(qiáng)震記錄統(tǒng)計(jì)10s，其對(duì)應(yīng)阻尼比為0.05的水平加速度反響譜由下式確定：SSS

max

T0.1s0.1sTTSmaxS

gTTmax

g g2.25CCCAmax i s dTg

Smax

Ci

Cs

為場(chǎng)地系Cd

A為水平向設(shè)計(jì)根本地震驚加速度峰值。0.05C 1d

0.061.4

0.55為構(gòu)造實(shí)際阻尼比。我國《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》則承受了《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》一樣的反響譜形式，有效周期成分至6s,分別在Tg

g

區(qū)段和5Tg

g

區(qū)段承受不同的下降段，S由下式確定：

max

max

0T0.1sS2 max

0.1sTTgS T 2S2

gmax T

T5Tg g 0.2-2

T5Tg

Smax

TTgTg

為反響譜特征周期，依據(jù)地震驚參數(shù)區(qū)域圖選取，其中計(jì)算8、9度E20.05s；2

0.05時(shí)取1.0，阻尼比不等于0.05時(shí)按式計(jì)算；為Tg

g

區(qū)段曲線衰減指數(shù)，阻1

為5Tg

g

區(qū)段直線下降段下降斜率調(diào)整系數(shù)，阻尼比為0.05時(shí)取0.02，阻尼比不等于0.05時(shí)按式計(jì)算；T為構(gòu)造自震周期；S 為水平設(shè)計(jì)加速度反響譜最大值，按式計(jì)算。max 1 0.05-2 0.061.40.9

0.05-50.05-81S 2.25AmaxA為E1或E2地震作用下水平向地震驚峰值加速度。/水平向譜R得到。其中，基巖場(chǎng)地R取0.65，一般土層場(chǎng)地依據(jù)下式取值；RR0.5

T0.10.1T0.3T0.3T為構(gòu)造自震周期。地震驚加速度時(shí)程度時(shí)程，必需把握住三個(gè)特征，即加速度峰值的大小、波形和強(qiáng)震持續(xù)時(shí)間。得橋址場(chǎng)地四周同類地質(zhì)條件下的強(qiáng)震記錄，則是最正確選擇，應(yīng)優(yōu)先承受。人工地震加速度時(shí)程是依據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論產(chǎn)生的符合所需統(tǒng)計(jì)特征〔加速度峰〕的地震加速度時(shí)程。生成人工地震加速度時(shí)程可以有震安全性評(píng)價(jià)，以供給場(chǎng)地的人工地震加速度時(shí)程。18組扔地震時(shí)程記錄共選用。地震加速度時(shí)程以供比較分析，如美國AASHTO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為5組，我國《大路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》和《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》均規(guī)定不得少于3組〔對(duì)于地震反響分析結(jié)果，3組須取最大值，7組可取平均值〕。地震作用〔恒載〕、預(yù)應(yīng)力、土壓力、水壓力，而地震作用通常包括地震驚的作最不利組合。進(jìn)展支座位移驗(yàn)算時(shí)，還應(yīng)考慮50%均勻溫度作用效應(yīng)。2.2.1地震作用效應(yīng)組合S應(yīng)考慮作用效應(yīng)的根本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮作用效應(yīng)的偶然組合。偶然組合〕、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)的組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0，地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按《橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》規(guī)定承受。〔標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另行規(guī)定。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，作用效應(yīng)Sk效應(yīng)的短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合。1、短期效應(yīng)組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合。S mk

SGik

nj

SQjk

mCGi

G nC Qik Qj 1j jk2、長期效應(yīng)組合

i1

i1 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合。S k

SGik

nj

SQjk

mCGi

G nC Qik Qj 2j jki1 橋梁抗震概念設(shè)計(jì)

i1 因此，要進(jìn)展精準(zhǔn)的抗震設(shè)計(jì)很困難。2070的思想，并認(rèn)為它比“數(shù)值設(shè)計(jì)”〔numericaldesign〕計(jì)的目的。合理的抗震設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)出來的構(gòu)造，在強(qiáng)度、剛度和延性的等指標(biāo)上有最正確的組合，使構(gòu)造能夠經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)思想。橋梁震害20余年發(fā)生的幾次大抗震設(shè)計(jì)水平不斷的得到提高。大量的震害分析說明，引起橋梁震害的緣由主要有死個(gè)：①所發(fā)生的地震強(qiáng)從構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)動(dòng)身，可以將橋梁震害歸為兩大類，即地基失效引起動(dòng)產(chǎn)生的慣性力引起的破壞。地基失效引起的破壞地基失效指的是由地基喪失承載力量的現(xiàn)象。猛烈地震時(shí)，地裂縫、滑坡、沙土為工程難以抵擋的，因此應(yīng)盡量通過場(chǎng)地選擇避開。構(gòu)造猛烈振動(dòng)引起的破壞能發(fā)生的地震驚，所以，設(shè)計(jì)對(duì)地震驚特性不敏感的構(gòu)造就顯得特別重要。上部構(gòu)造的震害害，上不構(gòu)造的位移震害〔包括落梁震害〕，以及上部構(gòu)造的碰撞震害。上部構(gòu)造自身的震害要是鋼構(gòu)造的局部屈曲破壞。上不構(gòu)造的位移震害固然，橋梁支座和橋墩的毀壞也會(huì)導(dǎo)致上部構(gòu)造的墜落。上部構(gòu)造的碰撞震害碰撞，上部構(gòu)造與橋臺(tái)的碰撞，以及相鄰橋梁間的碰撞。支座的震害比例到達(dá)了調(diào)查總數(shù)的28%。支座的破壞形式一般表現(xiàn)為支座位移，錨固螺栓拔材料本身的缺陷。支座的破壞會(huì)引起構(gòu)造的傳力路徑轉(zhuǎn)變，甚至是中斷，從而對(duì)構(gòu)造其他部位的震害需要特別關(guān)注。下部構(gòu)造和根底的震害力，瞬時(shí)反復(fù)振動(dòng)在相對(duì)薄弱的界面產(chǎn)生破壞而引起的。1)橋梁墩柱的震害的破壞形式。束箍筋配置缺乏、縱向鋼筋的搭接或焊接不牢等引起的墩柱的延性缺乏。墩柱以及上部構(gòu)造的倒塌，震害較為嚴(yán)峻。2)框架墩的震害式與其他墩柱類似，而節(jié)點(diǎn)的破壞主要是剪切破壞。3)橋臺(tái)的震害在歷年的地震中，橋臺(tái)的震害較為常見。除了地基喪失承載力〔如砂土液化〕等〔如梁的碰撞破壞，以及橋臺(tái)向后傾斜。根底的震害地基失效〔如土體滑移和砂土液化〕是橋梁根底產(chǎn)生震害的主要緣由。橋梁抗震設(shè)計(jì)原則的強(qiáng)度與延性的均衡，力量設(shè)計(jì)原則和多道抗震防線。場(chǎng)地選擇內(nèi)的場(chǎng)地選擇。選擇的根本原則是：避開地震時(shí)可能發(fā)生地基失效的松軟場(chǎng)地，選擇堅(jiān)硬場(chǎng)不均勻變形。體系的整體性和規(guī)章性構(gòu)造的整體性要好。對(duì)于橋梁構(gòu)造，上部構(gòu)造應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成連續(xù)的。整體作用的根本條件。對(duì)稱、規(guī)整，避開突然變化。構(gòu)造和構(gòu)件的強(qiáng)度與延性的均衡延性確