《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2231-01-2020)

公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范SpecificationsforSeismicDesignofHighwayBrid 1 3 3 6 9 9 12 13 14 19 21 22 22 26 32 33 35 35 36 40 41 41 45 45 51 56 58 58 59 65 70 71 71 71 73 76 81 83 83 83 88 91 91 92 93 97 99 100 100 101 103 112 114 114 114 117 118 120 121 123 125 127 12911.0.1為規(guī)范和指導(dǎo)公路橋梁抗震設(shè)計(jì)，減輕公路橋梁的地震破壞，更好地發(fā)揮公運(yùn)輸網(wǎng)是搶救人民生命財(cái)產(chǎn)和盡快恢復(fù)生產(chǎn)、重建家園此期間，國(guó)內(nèi)外公路橋梁抗震技術(shù)有了新的發(fā)展。為此，21.0.4公路橋梁必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防烈度大于Ⅸ度地區(qū)的橋梁和有特殊要1.0.5對(duì)橋梁工程場(chǎng)地已做過專門地震安全性評(píng)價(jià)的橋梁，應(yīng)采用按相關(guān)要求評(píng)審用現(xiàn)行《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306）中橋梁所在地區(qū)的基本地震動(dòng)峰值加32術(shù)語和符號(hào)2.1.1抗震設(shè)防烈度seismicforti現(xiàn)期為475年）的地震烈度，依據(jù)現(xiàn)行《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306）或?qū)?.1.2抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)seismicfortificati2.1.8基本地震動(dòng)峰值加速度basicpeakgroundac2.1.9特征周期characteris設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜曲線下降段起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的周42.1.11多點(diǎn)非一致激勵(lì)multi-supportex2.1.14抗震概念設(shè)計(jì)seismicconce2.1.15彈性抗震設(shè)計(jì)elas2.1.16延性抗震設(shè)計(jì)ductilityseis抗震設(shè)計(jì)中有意設(shè)計(jì)的通過局部塑性變形來耗散地震能量、52.1.18能力保護(hù)設(shè)計(jì)capacityprotect2.1.19能力保護(hù)構(gòu)件capacityprotect2.1.20減隔震設(shè)計(jì)seismicisolat2.1.22抗震構(gòu)造措施detailsofseismicmeasures6AEeaEktpEktiEhauEmaxEhzhMspMcpMpGauSmaxaKKAKaηpηcp——水平向基本地震動(dòng)峰值加速度；——地震主動(dòng)土壓力；——順橋向作用于固定支座頂面或橫橋向作用于上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心處的水平——順橋向作用于活動(dòng)支座頂面處的水平地震力；——作用于臺(tái)身質(zhì)心處的水平地震力；——固定支座容許承受的最大水平力；——地震作用效應(yīng)、永久作用效應(yīng)和均勻溫度——上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量或一聯(lián)上部結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量；——蓋梁質(zhì)量；——墩身質(zhì)量；——基礎(chǔ)頂面以上臺(tái)身重力；——設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜最大值?！拐鹬匾韵禂?shù)；——場(chǎng)地系數(shù)；——液化抵抗系數(shù)；——土層液化影響折減系數(shù)；——地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)；——非地震條件下作用于臺(tái)背的主動(dòng)土壓力系數(shù)；——地震主動(dòng)土壓力系數(shù)；——墩身質(zhì)量換算系數(shù)；——蓋梁質(zhì)量換算系數(shù)。7d0——液化土特征深度；db——基礎(chǔ)埋置深度；du——上覆非液化土層厚度；dw——地下水位深度；ds——縱向鋼筋的直徑；Ief——有效截面抗彎慣性矩；Σt——板式橡膠支座橡膠層總厚度；θ——斜交角；Ec——橋墩的彈性模量；Gd——板式橡膠支座動(dòng)剪切模量；fa0——地基承載力基本容許值；[faE]——調(diào)整后的地基抗震承載力容許值；[fa]——深寬修正后的地基承載力容許值；μd——支座動(dòng)摩阻系數(shù)。fkh——fyh——fck——fcd——Kds——LP——My——8Δu——橋墩容θφφ——等效屈服曲率；φ——極限曲率；pεR——約束鋼筋的折減極限應(yīng)變；suεlu——縱筋的折減極限應(yīng)變；ηk——軸壓比;μΔ——墩柱構(gòu)件位移延性系數(shù)。gvsN1NcrTTTξ負(fù)1ξef93基本要求3.1橋梁抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要意義的橋梁或破壞后修復(fù)（搶修）困難的橋表3.1.1橋梁抗震設(shè)防分類表3.1.2橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)結(jié)構(gòu)總體反應(yīng)在彈性不需修復(fù)或經(jīng)簡(jiǎn)單修復(fù)結(jié)構(gòu)總體反應(yīng)在彈性經(jīng)臨時(shí)加固后可供維持結(jié)構(gòu)總體反應(yīng)在彈性經(jīng)臨時(shí)加固后可供維持結(jié)構(gòu)總體反應(yīng)在彈性 表3.1.3-1橋梁抗震措施等級(jí)ⅥⅦⅧⅨ一級(jí)一級(jí)2橋梁抗震重要性系數(shù)Ci，應(yīng)按表3.1.3-2確定。表3.1.3-2橋梁抗震重要性系數(shù)Ci 準(zhǔn)進(jìn)行了深入研究。研究成果表明，08細(xì)則的橋梁抗震設(shè)防分類、設(shè)防目標(biāo)和設(shè)防標(biāo)與3.1.2條規(guī)定的抗震設(shè)防目標(biāo)相協(xié)調(diào)，各類橋梁的抗震重要性系數(shù)對(duì)應(yīng)的重表3-1抗震重要性系數(shù)和重現(xiàn)期對(duì)照表用下的抗震計(jì)算應(yīng)采用全截面剛度，E2地震作用下的抗震計(jì)算可采用開裂截面剛度。彈性抗震設(shè)計(jì)，保證橋梁結(jié)構(gòu)在E1地震作用下處于彈性狀態(tài)。第二階段的抗震設(shè)即對(duì)應(yīng)E2地震作用的抗震設(shè)計(jì)，采用延性抗震設(shè)計(jì)，并引入能力保護(hù)在E2地震作用下結(jié)構(gòu)具有足夠的延性變形能力，即結(jié)構(gòu)的延性變形能08細(xì)則采用烈度表達(dá)抗震措施等級(jí)，易與抗震設(shè)防烈度混淆、產(chǎn)生歧義，為表述更清晰，本次修訂直接采用四個(gè)級(jí)表達(dá)抗震措施等級(jí)，08細(xì)則中Ⅵ度區(qū)的抗震措施稱3.1.4立體交叉的跨線橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于其跨越的下線工程的抗震設(shè)防），3.2地震作用的基本要求和反應(yīng)譜特征周期，按場(chǎng)地條件和本規(guī)范第3.1.3條第2款規(guī)定的抗震重要性系數(shù)調(diào)整動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306）的附錄C確定，但《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》中只給出3.2.2公路橋梁抗震設(shè)防烈度與現(xiàn)行《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306）基本表3.2.2抗震設(shè)防烈度和基本地震動(dòng)峰值加速度A對(duì)照表ⅥⅦⅧⅨA0.10（0.15）g0.20（0.30）g劃圖的表G.1中，A是用Ⅱ類場(chǎng)地的地震動(dòng)峰值加速度5個(gè)范圍表達(dá)的，本規(guī)范劃圖標(biāo)準(zhǔn)的表F.1是一致的，具體取值可在區(qū)劃圖標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系也采用基本地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)值表達(dá)。此外，區(qū)劃圖上沒區(qū)，因此表3.2.2只保留4個(gè)抗震設(shè)防烈度。根據(jù)定義，烈度表達(dá)的是一般場(chǎng)地上地震安全性評(píng)價(jià)》（GB17741）的規(guī)定外，確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及地震作用時(shí)還應(yīng)滿足本規(guī)震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，即對(duì)應(yīng)E1和E2地震作用的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，各類橋3.3抗震設(shè)計(jì)方法分類及流程圖11類，應(yīng)進(jìn)行E1地震作用和E2地震作用33類，應(yīng)滿足相關(guān)構(gòu)造和抗震措施的要求，可不進(jìn)表3.3.2橋梁抗震設(shè)計(jì)方法選用ⅥⅦⅧⅨ規(guī)范和08細(xì)則的規(guī)定，現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明，照此設(shè)計(jì)的橋梁在實(shí)際地震中表現(xiàn)良他橋梁，則應(yīng)進(jìn)行E1地震作用和E2地震作用下的抗震計(jì)算和驗(yàn)算，并滿足相關(guān)構(gòu)造圖3.3.3抗震設(shè)計(jì)總流程圖3.4橋梁結(jié)構(gòu)抗震體系2有明確、可靠的位移約束，能有效地控制結(jié)構(gòu)地震位4應(yīng)具有避免因部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒橋圖3.4.2連續(xù)梁、簡(jiǎn)支梁橋單柱墩和雙柱墩的耗能部位（潛在塑性鉸區(qū)域）示意圖進(jìn)行校核，同時(shí)應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的其他部位不能比橋梁不同墩柱的高差盡量不要太大，斜橋的斜交程度和曲線橋的曲線程度也宜盡量減適當(dāng)?shù)乃苄院哪軝C(jī)制，通過強(qiáng)度和延性設(shè)計(jì)，確3.4.4對(duì)采用板式橡膠支座的橋梁，在E2地震作1采用其他類型支座，根據(jù)選擇的支座類型確定抗震體系類型并按本規(guī)范相關(guān)規(guī)定進(jìn)行抗2通過專項(xiàng)設(shè)計(jì)設(shè)置梁體限位裝置，根據(jù)是否允許支座產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)確定頂無螺栓連接。汶川地震震害表明，這種支座布置形式，在地震作用下梁底與支座其抗滑性能不能滿足要求的情況下，可采用其他對(duì)于更換支座類型的方案，更換采用的支座類型不同，橋梁的抗震體系也可能不同。如選對(duì)采用梁體限位裝置的方案，需要同時(shí)滿足正常使用要求（即不影響正常使用）和抗震要求，不同類型限位裝置的特性也可能不同，計(jì)算分析也相對(duì)復(fù)雜，由于目前這方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)還不夠多，因此規(guī)定通過專項(xiàng)設(shè)計(jì)設(shè)置梁體限位裝置，即根據(jù)實(shí)際情況開展一定研究的基礎(chǔ)上如允許支座和梁底產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，可有效降低橋梁墩柱承受的水平地震力，實(shí)際上是一種減隔震體系，因此規(guī)定按抗震體系類型Ⅱ進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，即橋梁墩柱、基礎(chǔ)等的設(shè)計(jì)滿足減隔震設(shè)計(jì)的要求，不允許橋梁墩柱形成塑性鉸，以避免耗能體系的混亂。支座的滑動(dòng)效應(yīng)、限位裝置的非線性特性對(duì)地震響應(yīng)的影響較大，因此抗采用活動(dòng)支座，橋臺(tái)上的橫向抗震擋塊宜設(shè)計(jì)為在E2地震作用下可以損傷。如需要利橋臺(tái)剛度大，將承受較大的橫向地震慣性力。因此橋臺(tái)上的橫向擋塊宜設(shè)計(jì)為在E2地kkmi20式中：kie、k——分別為第i和第j橋墩考慮支座剛度后計(jì)算出的組合剛度（含順橋向），、mj——分別為第i和第j橋墩墩頂考慮墩身?yè)Q算質(zhì)量和蓋梁換算質(zhì)量的等效梁此將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。美國(guó)在上世紀(jì)90年代，通過對(duì)實(shí)際橋梁震害的調(diào)成果寫進(jìn)了CALTRANS橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和AASHTO橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。本條直接>0.7式中：Ti、Tj——分別為第i聯(lián)和第j聯(lián)的基本周期（含順橋向和橫橋向），Ti<Tj。振動(dòng)，美國(guó)CALTRANS橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和AASHTO橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范給出了相關(guān)21用橡膠支座時(shí)，由墩和支座構(gòu)成的串聯(lián)體系的水平剛度kt為：kt=式中：kp——橋墩的水平剛度；kz——橡膠支座的剪切剛度。3.5.6梁式橋的矮墩不宜設(shè)置固定支座，宜設(shè)置活2地震作用，包括地震動(dòng)的作用和地震土壓力224場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)抗震有利地段一般系指建設(shè)場(chǎng)地及其鄰近無晚近期活動(dòng)性斷裂，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)槽所切割的地段，發(fā)震斷裂、地震時(shí)可能坍塌而中斷交通的各抗震一般地段系指：除抗震有利、不利和危險(xiǎn)本條規(guī)定參考《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第4.1.9條制定，對(duì)巖土工程234.1.6橋梁工程場(chǎng)地土層剪切波速應(yīng)按下列要2C類和D類橋梁，當(dāng)無實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀按表4.1.6劃表4.1.6土的類型劃分和剪切波速范圍土層剪切波速os范圍石800≥os>500500≥os>250稍密的礫、粗（中）砂，除松散外的細(xì)、粉砂，fa0≤150的黏性土和粉土，fa0>130的填土，可塑黃土250≥os>150fa0≤130的填土，流塑黃土注：fa0為由荷載試驗(yàn)等方法得到的地基承載力基本容許值（kPa）。4.1.7工程場(chǎng)地覆蓋層厚度應(yīng)按下列要4土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土240/td0——計(jì)算深度（m取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；t——剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)di——計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度（msiD——計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速（m/ssi表4.1.9橋梁工程場(chǎng)地類別劃分ⅡⅢⅣs00~>50sese~>15，≤80>80），254.1.10橋梁工程場(chǎng)地范圍內(nèi)有發(fā)震斷裂時(shí)，應(yīng)對(duì)斷裂的工程影響進(jìn)3)抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度和Ⅸ度時(shí)，前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大即橋墩邊緣至主斷裂帶外緣的距離分別不宜小于300m和500m。（1）實(shí)際發(fā)震斷裂引起的地表破裂與地震烈度沒有直接的關(guān)系，而是與地（2）在活動(dòng)斷層調(diào)查中取得斷層物質(zhì)（斷層泥、糜棱巖）及上覆沉積物樣本，可26（3）覆蓋土層的變形可以“吸收”部分下伏基巖的錯(cuò)動(dòng)量，是指土層地表的一個(gè)正在研究中的問題。數(shù)值60m和90m，是根據(jù)最近一次大型離心機(jī)模擬試驗(yàn)的結(jié)避開主斷裂距離為橋墩邊緣至主斷裂邊緣分別為300m和500m，主要的依據(jù)是國(guó)的地區(qū)，且地形并不復(fù)雜時(shí)，避讓距離可規(guī)定為50英尺(約16m)。復(fù)雜的斷裂帶要求可修建不重要的結(jié)構(gòu)?！?.2地基的液化4.2.1抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度及以上地區(qū)，存在飽和砂土或飽和粉土(不含黃土)的地27橋梁可不考慮液化影響。1土層地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3）及其以前時(shí)，Ⅶ度、Ⅷ度地區(qū)可判為不du>d0+db2dw>d0+db3du+dw>1.5d0+2db4.5式中：dw——地下水位深度（m宜按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按du——上覆非液化土層厚度（m計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；d0——液化土特征深度（m可按表4.2.2采用。表4.2.2液化土特征深度（m）67878928本次修訂對(duì)條文的表述進(jìn)行了調(diào)整。08細(xì)則的條文表述著重于初步判別為不液化面下15m深度范圍內(nèi)土的液化；當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的基礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)判別15~入錘擊數(shù)臨界值Ncr時(shí)，應(yīng)判為液化土。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用其他判別方法。1在地面下15m深度范圍內(nèi)，液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計(jì)算：Ncr=N00.9+0.1(ds-dw)（ds<15）(4.2.3-1)Ncr=N0(2.4-0.1dw)（15<ds<20）(4.2.3-2)式中：Ncr——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；N0——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，應(yīng)按表4.2.3采用；ds——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度（mpc——黏粒含量百分率當(dāng)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r，表4.2.3標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0注：1特征周期根據(jù)場(chǎng)地位置在《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB129IlE=1-idiWi式中：IlE——液化指數(shù)；n——在判別深度范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù)；Ni、Ncri——分別為i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實(shí)測(cè)值和臨界值，當(dāng)實(shí)測(cè)值大于臨表4.2.4地基的液化等級(jí)IlE＞15IlE＞18表4-1液化等級(jí)對(duì)結(jié)構(gòu)物的相應(yīng)危害程度地面無噴水冒沙，或僅在洼地、河邊有30危害性較大，可造成不均勻沉陷和開IlE＞15一般噴水冒沙都很嚴(yán)重，或僅在洼地，4.2.5抗液化措施應(yīng)根據(jù)橋梁抗震設(shè)防類別及地基的液化等級(jí)按表4表4.2.5抗液化措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處注：A類橋梁的地基抗液化措施應(yīng)進(jìn)行專門研究，但抗液化措施是對(duì)液化地基的綜合治理。本條根據(jù)橋梁抗震設(shè)防分類和地基液化等4.2.6全部消除地基液化沉陷的措施，應(yīng)符合下1采用樁基時(shí)，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度（不包括樁尖部分），2采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于3采用加密法（如振沖、振動(dòng)加密、擠密碎石樁、強(qiáng)夯等）加固時(shí)，應(yīng)處理至液化深度下界；且處理后復(fù)合地基的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于按本規(guī)范第4.2.3條確定的4采用換土法時(shí)，應(yīng)用非液化土替換全部5采用加密法或換土法處理時(shí)，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下4.2.7部分消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合下312加固后復(fù)合地基的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于按本規(guī)范第4.2.3條確定的液化判別4.2.8減輕液化影響的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合采用下列各4.2.6～4.2.8條規(guī)定了消除液化震陷和減輕液化影響的具體措施，這些措施都是在地基土層，如采用樁基礎(chǔ)；圍封可液化地基，消除或本條規(guī)定了有可能發(fā)生液化側(cè)向擴(kuò)展或流動(dòng)時(shí)滑動(dòng)土體的最危險(xiǎn)范圍并要求采?。?）液化側(cè)向擴(kuò)展地段的寬度來自海城地震、唐山地震及日本阪神地震對(duì)擴(kuò)區(qū)的大量調(diào)查。根據(jù)對(duì)阪神地震的調(diào)查，在距水線50m范圍內(nèi)，水平位移及豎向位32（2）側(cè)向流動(dòng)土體對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)向推力，根據(jù)阪神地震后對(duì)受害結(jié)構(gòu)的反算楔向上滑而楔后土體向下，與被動(dòng)土壓力發(fā)生時(shí)的運(yùn)動(dòng)方4.3地基承載力4.3.1地基抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)采用地震作用效應(yīng)與永久作用效4.3.2地基抗震承載力容許值應(yīng)按下[faE]=K[fa]式中：[faE]——調(diào)整后的地基抗震承載力容許值（kPaK——地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)，應(yīng)按本規(guī)范表4.3.2取值；[fa]——深寬修正后的地基承載力容許值（kPa表4.3.2地基土抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)K巖石，密實(shí)的碎石土，密實(shí)的礫、粗（中)砂，fa0≥300kPa的黏性土和粉土150kPa≤fa0＜300kPa的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土稍密的細(xì)、粉砂，100kPa≤fa0＜150kPa的黏性土和粉土，可塑黃土淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近注：fa0——由荷載試驗(yàn)等方法得到的地基承載力基本容許值（kPa）。33p<[faE]pmax<1.2[faE]式中：p——基礎(chǔ)底面平均壓應(yīng)力（kPa）；pmax——基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓應(yīng)力（kPa）。4.4樁基礎(chǔ)4.4.1非液化地基的樁基，進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，E1地震作用下，端承樁的地基抗震容2倍，單樁的抗拉承載能力調(diào)整系數(shù)可根據(jù)地基土類別按本規(guī)范表基系數(shù)）、內(nèi)摩擦角和黏聚力等，可根據(jù)液化抵抗系數(shù)Ce予以折減。折減系數(shù)a應(yīng)按34C=N1eNcrN1、Ncr——分別為實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。表4.4.2土層液化影響折減系數(shù)ds（m）aeeds≤100ds≤20ds≤10ds≤20ds≤10ds≤201注：ds——標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度（m）。355地震作用5.1.1地震作用可以用設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜、設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)程和設(shè)計(jì)地震動(dòng)功率譜表5.1.2公路橋梁的地震作用，應(yīng)按下列1一般情況下，公路橋梁可只考慮水平向地震作用，直線橋可分別考慮順橋向X2滿足下列條件之一時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮水平向和3）抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度地區(qū)且豎向地震作用引起的殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)對(duì)豎向地震作用可能較為敏感，需要考慮豎向地作用在i計(jì)算方向產(chǎn)生的最大效應(yīng)EiY與Z向地震作用在i計(jì)算方向產(chǎn)生的最大效應(yīng)EiZ。2當(dāng)采用時(shí)程分析法時(shí)，應(yīng)同時(shí)輸入兩個(gè)或三個(gè)方向分量的一組地震動(dòng)時(shí)程計(jì)算365.1.4A類橋梁、抗震設(shè)防烈度為Ⅸ度地區(qū)的B類橋梁，應(yīng)根據(jù)專門的工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)確定地震作用?？拐鹪O(shè)防烈度為Ⅷ度地區(qū)的B類橋梁，宜根據(jù)專門的工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)確定地震作用。工程場(chǎng)地地震安全性1當(dāng)橋梁一聯(lián)內(nèi)場(chǎng)地存在地質(zhì)不連續(xù)或地形特征可能造成各橋墩的地震動(dòng)參數(shù)顯5.2設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜5.2.1設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜S(T)應(yīng)由下式確定，如圖5.2.1所示。37maxmax|lSmax(Tg/T)式中：T——周期（s00T<T<T0ggTTmaxS——設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜最大值（g）。max圖5.2.1設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜橋梁抗震設(shè)計(jì)要求描述地震作用的設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜周期更長(zhǎng)些。本規(guī)范2008版5.2.2設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜最大值Smax應(yīng)由下式確定。38Smax=2.5CiCsCdA(5.2.2)式中：Ci——抗震重要性系數(shù)，應(yīng)按本規(guī)范表3.1.3-2取值；A——水平向基本地震動(dòng)峰值加速度，應(yīng)按本規(guī)范表3.2.2取值。表5.2.2-1水平向場(chǎng)地系數(shù)CsⅥⅦⅧⅨⅡ注：本表引自《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）中的表E.1。表5.2.2-2豎向場(chǎng)地系數(shù)CsⅥⅦⅧⅨⅡ征周期的規(guī)定。我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范一直沒有作相應(yīng)改進(jìn)。08細(xì)則根據(jù)一項(xiàng)專題研究得3908細(xì)則采用了譜比函數(shù)的方法規(guī)定豎向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜，比用一個(gè)固定的比值式，僅場(chǎng)地系數(shù)、特征周期采用不同的規(guī)定。本規(guī)范表5.2.2-2的數(shù)值是根據(jù)一項(xiàng)專題研究的結(jié)果歸納的，表達(dá)了場(chǎng)地條件對(duì)豎向和水平向反應(yīng)譜最大值之比的調(diào)查數(shù)據(jù)及隨后的研究成果來看，08細(xì)則規(guī)定的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是合適的。但考慮到隨高抗震設(shè)防要求，以符合國(guó)家的大政方針。本次修訂改用2.5，相 5.2.3設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜的特征周期Tg（s按橋梁工程場(chǎng)地所在地國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306）上查取后，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地類別進(jìn)行調(diào)整，水平、豎表5.2.3-1水平向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜特征周期調(diào)整表ⅡⅣ注：本表引自《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）中的表1。表5.2.3-2豎向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜特征周期調(diào)整表ⅡⅣ40p分方案，《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）的附錄D也采用了完全相同的全一致的。表5.2.3-2是根據(jù)本次修訂的專題研究得到的豎向反應(yīng)譜與水平向反應(yīng)譜差p5.2.4除有專門規(guī)定外，結(jié)構(gòu)的阻尼比ξ應(yīng)取值0.05。式（5.2.2）中Cd0.05ξ0.08+1.60.05ξ0.08+1.6ξ），標(biāo)準(zhǔn)的式（5.1.5-3）。計(jì)算得到的阻尼調(diào)整系數(shù)Cd值小于0.55時(shí)，取0.5.3設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)程定義的相關(guān)系數(shù)p的絕對(duì)值小于0.1。a1j.a2j.aj415.4設(shè)計(jì)地震動(dòng)功率譜）：Sa(o)=式中：S——反應(yīng)譜值；TξS2π2ln-lnpp——不超越概率，取0.5；Tξ——阻尼比；T——周期（s?——圓頻率（rad/s），o=2π/T。不超越概率p，Kaul建議取0.85。設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜是根據(jù)統(tǒng)計(jì)平均確定的，對(duì)％，5.5地震主動(dòng)土壓力和動(dòng)水壓力5.5.1采用延性抗震設(shè)計(jì)的橋梁，E1地震作用抗震設(shè)計(jì)階段，應(yīng)考慮地震時(shí)動(dòng)水壓力和主動(dòng)土壓力的影響。當(dāng)橋梁在E2地震作時(shí)動(dòng)水壓力和主動(dòng)土壓力的影響；當(dāng)橋梁在E2地震425.5.2地震主動(dòng)土壓力應(yīng)按本規(guī)范附錄C規(guī)定計(jì)算。橋臺(tái)后填土無黏性時(shí)，地震時(shí)Eea=YH2KA(1+tanQ)(5.5.2-1)式中：Eea——地震時(shí)作用于臺(tái)背每延米長(zhǎng)度上的主動(dòng)土壓力（kN/m其作用點(diǎn)H——臺(tái)身高度（mKA——無地震時(shí)作用于臺(tái)背的主動(dòng)土壓力系數(shù)，按下式計(jì)算：KA=(5.5.2-2)2當(dāng)判定橋臺(tái)地表以下10m內(nèi)有液化土層或軟土層時(shí)，橋或軟土層；當(dāng)液化土層或軟土層超過10m時(shí)，橋臺(tái)基礎(chǔ)的埋深應(yīng)達(dá)到或超過地表以下Eea=YH2(KA+2CiA/g)(5.5.2-3)43的計(jì)算式是一致的。經(jīng)四個(gè)橋臺(tái)實(shí)例試算，按附錄C規(guī)定的簡(jiǎn)化公式計(jì)算的地震土壓3浸入水中橋墩的附加質(zhì)量，單位長(zhǎng)度水的附式中：ma——橋墩單位長(zhǎng)度水的附加質(zhì)量(kg/m);2）對(duì)軸長(zhǎng)為2ax（m）和2ay（m）的橢圓形截面橋墩：ma=pπ(acos2θ+asin2θ)442ayθ式中：θ——水平向地震動(dòng)輸入方向與橢圓形截面X軸（長(zhǎng)軸或短軸）的夾角。2ayθ3）對(duì)邊長(zhǎng)為2ax（m）和2ay（m）且水平向地震動(dòng)輸入沿x軸方向的矩形截面橋式中：k——矩形截面附加質(zhì)量系數(shù)，可按ay地震作用方向aax地震作用方向22ax（a）橢圓形橋墩截面（b）矩形橋墩截面圖5.5.4橢圓形及矩形橋墩截面尺寸定義表5.5.4矩形截面橋墩附加質(zhì)量系數(shù)ay/axk和墩底剪力比按08細(xì)則的規(guī)定計(jì)算均偏大，墩底剪力偏大更多，而且隨著水深增加，456抗震分析本規(guī)范從橋梁抗震設(shè)計(jì)角度定義的常規(guī)橋梁為單跨跨徑不超過150m的圬工或混凝型質(zhì)量參與系數(shù)小于60％、且結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性的高墩橋梁，其地震響應(yīng)和墩柱塑性鉸形表6.1.3規(guī)則橋梁的定義23456 46求采用比較復(fù)雜的分析方法和設(shè)計(jì)校核過程來確保其在實(shí)際地震作用下的性能滿足本里僅借鑒國(guó)外一些橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定并結(jié)合國(guó)內(nèi)已有的一些研究成果，給出表6.1.4根據(jù)第6.1.3條的規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁分類，橋梁的抗震分析計(jì)算方法可按表6.1.4橋梁抗震分析可采用的計(jì)算方法MM/TH——47由于其動(dòng)力響應(yīng)主要由一階振型控制，因此可采用簡(jiǎn)化的單振型反應(yīng)譜方法計(jì)算。E26.1.5E2地震作用下，大跨徑連續(xù)梁橋或連續(xù)剛構(gòu)橋（主跨超過90m）墩柱已進(jìn)入對(duì)樁基礎(chǔ)的地震反應(yīng)不能忽略，如E2地震作用下墩柱已進(jìn)入塑性工作范圍，應(yīng)采用非6.1.7對(duì)斜橋和非規(guī)則曲線橋，應(yīng)采用非線性時(shí)程分析方法進(jìn)行E2地震作用下的抗6.1.8地震作用下，重力式橋臺(tái)臺(tái)身地震慣48抗震構(gòu)造措施等級(jí)(第3.1.3橋梁抗震重要性系數(shù)(第3.1.3條)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算E1地震作用下結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，橋墩抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.2、7.3節(jié))否否滿足否是D類橋梁、圬工拱橋是墩柱有效抗彎剛度(第6.1.9條)E2地震作用下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施等級(jí)(第3.1.3橋梁抗震重要性系數(shù)(第3.1.3條)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算E1地震作用下結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，橋墩抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.2、7.3節(jié))否否滿足否是D類橋梁、圬工拱橋是墩柱有效抗彎剛度(第6.1.9條)E2地震作用下結(jié)構(gòu)地震力和變形計(jì)算規(guī)則與非規(guī)則橋梁劃分(第6.1.3條)結(jié)束 滿足否抗震概念設(shè)計(jì)橋梁抗震設(shè)防分類(第3.1.1條)場(chǎng)地劃分(第4.1.9條)抗震措施(第11章)地震作用(第5章)規(guī)則橋梁非規(guī)則橋梁規(guī)則橋梁建立線性或非線性動(dòng)力模型(第建立線性或非線性動(dòng)力模型(第6.2節(jié))計(jì)算方法選用(第6.1.4條)是E1地震作用下水平地震力計(jì)算(第6.6節(jié))，橋墩抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.2、7.3節(jié))滿足否滿足否是DD類橋梁是否是墩柱有效抗彎剛度(第6.1.9條)E2地震作用下結(jié)構(gòu)地震力和變形計(jì)算(第6.6節(jié))基礎(chǔ)、蓋梁、橋墩抗剪、支座等能力保護(hù)構(gòu)件地震力計(jì)算(第6.7節(jié))結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度與變形驗(yàn)算流程圖（圖6.1.2-2）否是圖6.1.2-1常規(guī)橋梁總體設(shè)計(jì)流程49是 拱橋支座和基礎(chǔ)規(guī)則橋梁否位移驗(yàn)算(第7.4節(jié))橋墩抗剪驗(yàn)算(第7.3節(jié))強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.3節(jié))蓋梁驗(yàn)算(第是 拱橋支座和基礎(chǔ)規(guī)則橋梁否位移驗(yàn)算(第7.4節(jié))橋墩抗剪驗(yàn)算(第7.3節(jié))強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.3節(jié))蓋梁驗(yàn)算(第7.3節(jié))支座驗(yàn)算(第7.5節(jié))橋墩箍筋構(gòu)造(第8.2節(jié))節(jié)點(diǎn)配筋構(gòu)造(第8.3節(jié)) E1地震作用墩臺(tái)、基礎(chǔ)、主拱強(qiáng)度和支座驗(yàn)算(第7.2、7.3節(jié))DD類橋梁、圬工拱橋、重力式橋墩和橋臺(tái)否E2地震作用梁橋主拱圈、橋面系聯(lián)結(jié)系非規(guī)則橋梁矮墩矮墩是橋墩強(qiáng)度驗(yàn)算(第7.3節(jié))能力保護(hù)構(gòu)件（6.7節(jié)）基礎(chǔ)驗(yàn)算(第7.3節(jié))構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)橋墩縱筋構(gòu)造(第8.2節(jié))抗震措施圖6.1.2-2常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)流程506.1.9在進(jìn)行橋梁抗震分析時(shí)，E1地震作用下，常規(guī)橋梁的所有構(gòu)件抗彎剛度均應(yīng)按全截面計(jì)算；E2地震作用下，采用等效線彈性方法計(jì)算時(shí)，延性構(gòu)件的有效截面抗EcM yφy式中：Ec——橋墩的彈性模量(kN/m2)；Ief——橋墩有效截面抗彎慣性矩(m4)；yM——等效屈服彎矩(kN·m)；yE1地震作用下結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作，關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，在此情況下可近似偏較短、計(jì)算出的地震力偏大，對(duì)抗震設(shè)計(jì)來講是偏安全的。而E26.1.10D類橋梁、圬工拱橋、重力式橋墩和橋臺(tái)，可只進(jìn)行E1地震本條沿用08細(xì)則的規(guī)定，由于圬工拱橋、08細(xì)則編寫時(shí)，考慮到原《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004－89）只做一階段51拱橋、重力式橋墩和橋臺(tái)，在實(shí)際地震中表現(xiàn)良好，因此考慮與原89規(guī)范相一致，只剛度、質(zhì)量分布及阻尼特性，從而保證在E1和E2地震作用下引起的慣性力和主要振3混凝土結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.05；鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取0.03；4計(jì)算模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條圖6-1橋梁動(dòng)力空間計(jì)算模型52((a)2ξ(ΦΦ)0a0、a1——可按下式確定：nmnmξ——結(jié)構(gòu)阻尼比，對(duì)于混凝土橋梁ξ=0.05；6.2.3在E1地震作用下，宜采用總體空間模型計(jì)算橋梁的地震反應(yīng)；在E2地震作用下，可采用局部空間模型計(jì)算?？傮w和局2局部空間模型應(yīng)根據(jù)總體模型的計(jì)算結(jié)果，取出部分橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，局部模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)對(duì)邊界條件的影響。53圖6-2局部模型邊界條件的模擬（2）在總體空間模型計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立局部計(jì)算模型，利用局部模型和確方向和垂直于連線水平方向進(jìn)行多方向地震動(dòng)輸入6.2.6進(jìn)行非線性時(shí)程分析時(shí)，墩柱的非線性應(yīng)采用彈塑根據(jù)橋梁抗震設(shè)防原則，在E2地震作用下，允許結(jié)構(gòu)發(fā)E2地震作用下橋梁可以進(jìn)入非線性工作范圍，當(dāng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時(shí)，如6.1.5~6.1.7條規(guī)定54圖6-3典型鋼筋混凝土墩柱截面的屈服面式中：Gd——板式橡膠支座的動(dòng)剪切模量（kN/m2一般取1rA——橡膠支座的剪切面積（m2rΣt——橡膠層的總厚度(m)。2活動(dòng)盆式支座臨界滑動(dòng)摩擦力Fmax（kN）：max=μmax=μd(6.2.7-2)55式中：μd——滑動(dòng)摩擦系數(shù)，一般取0.02；R——支座所承擔(dān)的上部結(jié)構(gòu)重力(kN)；yx——活動(dòng)盆式支座屈服位移(m)，一般y圖6.2.7活動(dòng)盆式支座和四氟滑板橡膠支座恢復(fù)力模型56），=（2~3）m靜。圖6-4考慮樁——土共同作用邊界單元注：K、K、K分別為x、y、z方向上的拉壓彈簧，K、K、K分別為x、y、z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧式中：F——iS——iF=572當(dāng)結(jié)構(gòu)相鄰兩階振型的自振周期Ti和Tj(Tj<Ti)接近時(shí)，即Ti和Tj之比PT滿足PT式中:ξ阻尼比；F=(6.3.3-3)r間的耦合項(xiàng)，故時(shí)常過高或過低地估計(jì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。1969年，Rosenblueth和Elorduy提出了DSC(DoubleSumCombination)法來考慮振型間的耦合項(xiàng)影響，之后Humar和帶、高斯平穩(wěn)過程，根據(jù)隨機(jī)過程理論導(dǎo)出了線性多自由度體系的振型組合規(guī)則CQC586.4.1地震加速度時(shí)程應(yīng)按本規(guī)范第5因此，需要對(duì)多個(gè)樣本的分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)才能得到可靠的結(jié)果。本規(guī)范參照美國(guó)6.5.3結(jié)構(gòu)響應(yīng)的期望極值可根據(jù)其自功率譜Sy(o)按附錄B.3計(jì)算。6.5.1~6.5.3條對(duì)功率譜法用于設(shè)計(jì)工具（如挪威、美國(guó)、中國(guó)規(guī)范）。1995年頒布的歐洲橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也已把59和一個(gè)高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程的乘積形成偽非平穩(wěn)過程，來代替真非過程研究的困難，有時(shí)不得不使用地震動(dòng)平穩(wěn)性假定，如反應(yīng)譜法CQC振型組合規(guī)則點(diǎn)的非一致運(yùn)動(dòng)，如行波效應(yīng)（wavepassageeffect）、局部效應(yīng)（localeffect）、失相干效應(yīng)（incoherenceeffect）時(shí)，由于這些效應(yīng)由各支點(diǎn)處的功率譜密度和它們之間的6.6.1對(duì)滿足本規(guī)范第6.1.3條要求的規(guī)則橋梁，可按本節(jié)分析方法將結(jié)構(gòu)等效為單60Mt=Msp+ηcpMcp+ηpMp(6.6.2-2)2ηcp=X0(6.6.2-3)2ηp=0.16(|（X+X+2X+XfXf+X0Xf(6.6.2-4)式中：Ektp——順橋向作用于固定支座頂面或橫橋向作用于上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心處的水平力S——根據(jù)結(jié)構(gòu)基本周期，按本規(guī)范Mt——換算質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量(t)；Msp——橋梁上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量(t)，相應(yīng)于墩頂固定支座的一孔梁的質(zhì)量；M——Mp——ηcp——ηp——X0——考慮地基變形時(shí)，順橋向作用于支座頂面或橫橋向作用于上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心處XfXfXf的單位水平力在墩身計(jì)算高度H處引起的水平位移與單位力作用處的 12結(jié)構(gòu)質(zhì)心處的單位水平力在一般沖刷線或基礎(chǔ)頂面、墩身計(jì)算高度H261圖6.6.2簡(jiǎn)支梁橋計(jì)算簡(jiǎn)圖Tδ——在順橋向作用于支座頂面或橫橋向作用于上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心處的單位水平力62Ektp=SMt-μiRi(6.6.3-1)Mt=Msp+Mcp+ηpMp(6.6.3-2)Mt——固定墩支座頂面處的換算質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量(t)；Msp——一聯(lián)橋梁上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量(t)；Mcp——固定墩蓋梁的質(zhì)量(t)；Mp——固定墩墩身質(zhì)量(t)；Ri——第i個(gè)活動(dòng)支座的恒μi——第i個(gè)活動(dòng)支座的摩擦系2順橋向作用于活動(dòng)支座頂面的地震力Ekti=μiRi(6.6.3-3)Ri——第i個(gè)活動(dòng)支座的恒載反力(kN)；μi——第i個(gè)活動(dòng)支座的摩擦系數(shù)，一般取0.02。Tδ——在順橋向作用于固定支座頂面或上部結(jié)構(gòu)質(zhì)心上單位水平力在該處引起地震作用下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)可以簡(jiǎn)化為單墩模型計(jì)算，但應(yīng)考慮各活動(dòng)支座的摩擦效63計(jì)算均布荷載p0沿一聯(lián)梁體軸線作用下結(jié)構(gòu)的位移vs(x)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.6.4所示。圖6.6.4連續(xù)梁橋順橋向計(jì)算模型2計(jì)算橋梁的順橋向剛度Kl：Kl=式中：po——均布荷載(kN/m)；L——一聯(lián)橋梁總長(zhǎng)(m)；vs,max——po作用下的最大水平位移(Kl——橋梁的順橋向等效剛度(kN/m)。 T4計(jì)算地震等效均布荷載pe：p=SMteL5按靜力法計(jì)算均布荷載pe作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移反應(yīng)。646.6.5連續(xù)剛構(gòu)橋以及全橋墩梁間橫橋向位移為固定約束的連續(xù)梁橋和橋面連續(xù)簡(jiǎn)1建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，在模型中應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)、支座、橋墩及基礎(chǔ)等剛度的影2計(jì)算均布荷載p0沿計(jì)算模型（包含邊界聯(lián)長(zhǎng)度）垂直梁體軸線作用下，計(jì)算聯(lián)橫橋向的最大結(jié)構(gòu)位移vs(x)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.6.5所示：圖6.6.5橫橋向計(jì)算模型Kt=式中：po——均布荷載(kN/m)；L——計(jì)算模型總長(zhǎng)（包含左右邊界聯(lián)的長(zhǎng)度）(m)；vs,max——po作用下計(jì)算聯(lián)橫向的最大水平Kt——橫橋向等效剛度(kN/m)。 T5計(jì)算地震等效均布荷載pe：pe=6按靜力法計(jì)算均布荷載pe作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移反應(yīng)。656.6.6采用多模態(tài)反應(yīng)譜方法計(jì)算規(guī)則橋梁的變形和內(nèi)力時(shí)，可參照本規(guī)范第66.7能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算6.7.1在E2地震作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)未進(jìn)入塑性工作范圍時(shí)，橋?qū)τ诮孛娉叽巛^大的橋墩，在E2地震作用下可能不會(huì)發(fā)生屈護(hù)方法計(jì)算過于保守，可直接采用E2地震作用計(jì)Mn=φ0Mu(6.7.2)式中：Mn——順橋向和橫橋向超強(qiáng)彎矩；Mu——按截面實(shí)配鋼筋，采用材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在最不利軸力作用下計(jì)算出的）；這種現(xiàn)象稱為墩柱抗彎超強(qiáng)現(xiàn)象（Overstrength）。引起墩柱抗彎超強(qiáng)的原因很多，但66），在確定它們的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值時(shí)，采用墩柱抗彎超強(qiáng)系數(shù)φ0來考慮超強(qiáng)現(xiàn)象。各國(guó)混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)超強(qiáng)系數(shù)的取值也進(jìn)行了研究力（絕對(duì)值），最小軸力為恒載軸力減地震動(dòng)軸力（絕對(duì)值）。計(jì)算Mu時(shí)最不利軸力傳力途徑，以達(dá)到橋梁墩柱等延性構(gòu)件發(fā)生彈塑性變形、耗散地震計(jì)算Mu時(shí)最不利軸力可取為恒載軸力。單柱墩沿順橋向和橫橋向的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)取與墩柱塑性鉸區(qū)域截面超強(qiáng)彎矩所對(duì)應(yīng)的剪力值，根據(jù)塑性67建立靜力學(xué)模型，根據(jù)墩柱塑性鉸區(qū)域截面超強(qiáng)彎矩c0c0MnHnHn——取墩頂?shù)蕉盏姿苄糟q中心距離(m)（如圖6-5所示）。Hn圖6-5單柱墩的剪力設(shè)計(jì)值VM——按式(6.7.2)計(jì)算出的單柱墩墩Hn——取墩頂塑性鉸中心到墩底塑性鉸中心的距離(m)。6.7.5雙柱墩和多柱墩塑性鉸區(qū)域截面順橋向超強(qiáng)彎矩和剪力設(shè)計(jì)值可按本規(guī)范第683計(jì)算各墩柱相應(yīng)于其超強(qiáng)彎矩的剪力值，并按下式計(jì)算各墩柱剪力值之和式中：Qi各墩柱相應(yīng)于塑性鉸區(qū)域截面的超強(qiáng)彎矩的剪力值(kN)。）；5將合剪力Q產(chǎn)生的軸力與恒載軸力組合后，采用組合的軸力，返回步驟2進(jìn)行6采用上述組合中的軸力最大壓力組合，按步驟2計(jì)算各墩柱塑性區(qū)域截面超強(qiáng)Q圖6.7.5相應(yīng)于墩柱達(dá)到超強(qiáng)彎矩時(shí)的軸力計(jì)算模式69部可能出現(xiàn)塑性鉸處的彎矩承載能力（考慮超強(qiáng)系數(shù)φ0），剪力設(shè)計(jì)值和相應(yīng)的墩柱軸力來計(jì)算，在計(jì)算這些設(shè)計(jì)值時(shí)應(yīng)和自重產(chǎn)6.7.9對(duì)低樁承臺(tái)基礎(chǔ)，承臺(tái)本身的水平地震慣性力可用靜力法按式6.7.9計(jì)算；對(duì)于高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，可采用彈性分析方法，如反應(yīng)譜方法，計(jì)算E2地震作用下承臺(tái)本身Fbp=CiCsAGbp/g）；A——水平向基本地震動(dòng)峰值加速度，按本規(guī)范第3.2.2條取值；70底的水平剪力FD，則承臺(tái)本身的水平地震慣性力Fbp=FD-FTEhau=CiCsAGau/g式中：Ehau——作用于臺(tái)身質(zhì)心處的水平地震作用力(kN)；A——水平向基本地震動(dòng)峰值加速度，按表3.2.2取值；Gau——基礎(chǔ)頂面以上臺(tái)身的重力(kN)。2驗(yàn)算設(shè)有固定支座的梁橋橋臺(tái)時(shí)，還應(yīng)計(jì)入由上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平地震力，其值按式（6.8.1）計(jì)算，但Gau取一孔梁的重力。一般情況下，橋臺(tái)為重力式橋臺(tái)，其質(zhì)量和剛6.8.2作用在橋臺(tái)上的主動(dòng)土壓力和717強(qiáng)度與變形驗(yàn)算為了使橋梁的延性構(gòu)件在E2地震作用下保護(hù)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)。而橋梁基礎(chǔ)一旦發(fā)生損傷后很難發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，因此要作用下應(yīng)基本不發(fā)生損傷，也應(yīng)按能力保護(hù)設(shè)計(jì)7.1.3在E2地震作用下，鋼筋混凝土拱橋的主拱圈、基力非常小，為了保證其抗震安全，要求在E2地震作用下基本不發(fā)生損傷。典型系7.1.4D類橋梁、圬工拱橋、重力式橋墩和橋臺(tái)，可只進(jìn)行E1地地震作用下的抗震分析和設(shè)計(jì)，因此，可只進(jìn)行7.2D類橋梁、圬工拱橋、重力式橋7.2.1順橋向和橫橋向E1地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)7.2.2順橋向和橫橋向E1地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)72EXE=adXD+XH+0.5XT(7.2.3-2)式中：XE——考慮地震作用、均勻溫度作用和永久作用組合后的橡膠支座位移；Σt——橡膠層的總厚度（mtany——橡膠片剪切角正切值，取tany=1.0；XD——E1地震作用下橡膠支座的水平位移（mXH——永久作用產(chǎn)生的橡膠支座的水平位移（mXT——均勻溫度作用產(chǎn)生橡膠支座的水平位移（mda——支座調(diào)整系數(shù)，一般取2.3。dμdRb之EhzhEhzh=adEhze+Ehzd+0.5EhzT(7.2.3-4)Ehzh——支座水平組合地震力（kN）；Rb——上部結(jié)構(gòu)重力在支座上產(chǎn)生的反力（kN）；Ehze——E1地震作用下橡膠支座的水平地震力（kN）；hzdE——永久作用產(chǎn)生的橡膠支座水平力（kN）；hzdEhzT——均勻溫度引起的橡膠支座的水平力（kN）；ad——支座調(diào)整系數(shù)，一般取2.3。73XE<Xmax(7.2.3-5)Ehzh<Emax(7.2.3-6)式中：Xmax——活動(dòng)支座容許滑動(dòng)的水平位移（mEmax——固定支座容許承受的水平力（kN）；造成落梁，因此，對(duì)于支座需要考慮E2地地震反應(yīng)分析，但采用一個(gè)支座調(diào)整系數(shù)ad來考慮E2地建議取ad＝2.3。7.3.1順橋向和橫橋向E1地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)7.3.2對(duì)于計(jì)算長(zhǎng)度與矩形截面計(jì)算方向的尺寸之比小于2.5（或墩柱的計(jì)算長(zhǎng)度與地震作用下，矮墩的主要破壞模式為剪切破壞，為脆性破壞，沒有延性。因此E274橋7.3.3順橋向和橫橋向E2地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)證其抗震安全，要求在E2地震作用下基本不發(fā)生損傷,應(yīng)按現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范7.3.4墩柱塑性鉸區(qū)域沿順橋向和橫橋向的斜截面抗VλgpsfyhVeccVVcVsvcfcdAg ）， ）； ）； 75AeμΔPcAAvsfyhb'Dφ——核芯混凝土面積，可取Ae=0.8Ag(cm2)； ——抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)，φ=0.85。土的抗剪能力，新西蘭規(guī)范NZS－3101中規(guī)定當(dāng)軸壓比小于0.1時(shí)，不考慮混凝土的設(shè)計(jì)中采用的斜截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式來進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，存在較大缺陷。08細(xì)則編寫時(shí)LRFDSeismicBridgeDesign》（2014年版）的抗剪計(jì)算公式，計(jì)算復(fù)雜一些，但更接橋墩構(gòu)件位移延性系數(shù)μΔ的說明參見7.4.2條的條文說明，如不進(jìn)行計(jì)算，μΔ近似7.3.5應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第6.7節(jié)計(jì)算出的基礎(chǔ)彎76組合后，按本規(guī)范的第4章以及現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)D63）和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62）進(jìn)行樁基礎(chǔ)單7.3.6應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第6.7節(jié)計(jì)算出的蓋梁彎矩設(shè)計(jì)值組合后，按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62）驗(yàn)算蓋保護(hù)構(gòu)件，要求其在E2地震作用下基本不發(fā)生損傷，應(yīng)按能力保護(hù)原7.4.1E2地震作用下，可按本規(guī)范式（7.4.3-1）驗(yàn)算橋墩墩頂?shù)奈灰?，?duì)高寬比小于2.5的矮墩，可不驗(yàn)算橋墩的變形，但應(yīng)按本規(guī)范第7.3.2條驗(yàn)算抗彎和抗剪強(qiáng)度。采用非線性時(shí)程進(jìn)行地震反應(yīng)分析的橋梁可按式（7.4.的地震位移修正系數(shù)Rd，地震位移修正系數(shù)Rd可按下式計(jì)算：RdTT*g式中：T——計(jì)算方向的結(jié)構(gòu)第一階自振周期；gT——反應(yīng)譜特征周期；gμΔ——橋墩構(gòu)件位移延性系數(shù)，可按本規(guī)范附錄D計(jì)算，或近似77dθp<θu(7.4.3-2)θp——E2地震作用下，潛在塑性鉸區(qū)域的塑性轉(zhuǎn)角；θu——塑性鉸區(qū)域的最大容許轉(zhuǎn)角，可按本規(guī)范式（7.4.5）計(jì)算。u=H2yLp1=0.08H+0.022fyds之0.044fyds(7.4.4-2)Lp2=b（7.4.4-3）Lp=min(Lp1；Lp2)（7.4.4-4）H——懸臂墩的高度或塑性鉸截面到反彎點(diǎn)的距離(cm)；yy78θu——塑性鉸區(qū)域的最大容許轉(zhuǎn)角，可按本規(guī)范式（7.4.5）計(jì)算；Lp——等效塑性鉸長(zhǎng)度(cm)，取式（7.4.4-2）和式（fy——縱向鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；ds——縱向鋼筋的直徑(cm)。等效塑性鉸長(zhǎng)度Lp同塑性變形的發(fā)展和極限壓應(yīng)變有很大的關(guān)系，由于試驗(yàn)結(jié)果θu=Lp(φu-φy)/Kds(7.4.5)計(jì)算；但對(duì)于矩形截面和圓形截面橋墩，可Kds——延性安全系數(shù)，可取2.0。），H LHLLpa)相應(yīng)于鋼筋屈服b圖7-1曲率分布模式79圖7.4.6雙柱墩的容許位移7.4.7截面的等效屈服曲率φy和等效屈服彎矩My可通過把實(shí)際的軸力－彎矩－曲率彎矩MuMyMy0φφ?qǐng)D7.4.7彎矩—曲率曲線圖中：My0和φy0分別為截面初始屈服彎矩和初始屈服曲率；Mu和φu分別為截面極限彎矩和極限破壞狀態(tài)的曲率能力。-曲率(P-M-)分析來得到，截面的軸力－彎矩－曲率(P-M-)關(guān)系曲線，可采a)b)圖7-2計(jì)算簡(jiǎn)圖為混凝土應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變?chǔ)與u，或約束鋼筋達(dá)到折減極限應(yīng)變?chǔ)?，或縱筋達(dá)到折減ε=0.004+1.4ps.fkh.εcufc式中：ps——約束鋼筋的體積含筋率，對(duì)于矩形箍筋：ps=px+pypx、py——分別為順橋向與橫橋向箍筋體積含筋fkh——箍筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；fcc'——約束混凝土的峰值應(yīng)力（MPa），一般情況下可取1.25倍的混凝土抗壓ε——約束鋼筋的折減極限應(yīng)變，ε=0.09；作用而吸收的能量相等的條件進(jìn)行推導(dǎo)。美國(guó)MaXB=XD+XH+0.5XT(7.5.1-2)式中：Σt——橡膠層的總厚度(m)；tany——橡膠片剪切角正切值，取tany=1.0;XB——按照本規(guī)范第6.7.6條計(jì)算的支座水平地震設(shè)計(jì)力產(chǎn)生的支座水平位移、XD——按照本規(guī)范第6.7.6條計(jì)算的支座水平地震設(shè)計(jì)力產(chǎn)生的支座水平位移XH——永久作用產(chǎn)生的橡膠支座的水平位移(m)XT——均勻溫度作用引起的橡膠支座的水平位移（m）。μdRb之EhzhEhzh=Ehze+Ehzd+0.5EhzT式中：μd——支座的動(dòng)摩阻系數(shù)，橡膠支座與混凝土表面的動(dòng)摩阻系數(shù)采用0.25；與）；hzeE——按本規(guī)范第6.7.6條計(jì)算的支座水平地震設(shè)計(jì)力（kN）；hzeEhzd——永久作用產(chǎn)生的橡膠支座的水平力(kN)；EhzT——均勻溫度作用引起的橡膠支座的水平力（kN）。BmaxX<BmaxXB=XD+XH+0.5XTEhzh<EmaxEhzh=Ehze+Ehzd+0.5EhzT式中：XB——E2地震作用效應(yīng)、永久作用效應(yīng)以及均勻溫度作用組合后得到的活動(dòng)支Xmax——活動(dòng)支座容許滑動(dòng)水平位移(m)；Emax——固定支座容許承受的水平力(kN)。8延性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)8.1.1本章適用于采用延性抗震設(shè)計(jì)的常規(guī)橋梁8.2墩柱構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)2加密區(qū)箍筋沿墩高縱向最大間距不應(yīng)大于10cm或6ds或b4螺旋式箍筋接頭應(yīng)采用對(duì)接，矩形箍筋端部應(yīng)有135°彎鉤，彎鉤伸入核心混5加密區(qū)箍筋肢距不宜大于25cm；截面寬度內(nèi)采用拉結(jié)筋時(shí)，其至少一端采用6塑性鉸加密區(qū)域配置的箍筋應(yīng)延續(xù)到蓋梁和承臺(tái)內(nèi)，延伸到蓋梁和承臺(tái)的距離橫向鋼筋在橋梁墩柱中的功能主要有以下三個(gè)方為了防止縱向受壓鋼筋的屈曲，矩形箍筋和螺旋箍筋的間距不應(yīng)過大，Ps式中：fy、fu——縱向鋼筋的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度；ds——縱筋的直徑。矩形墩柱潛在塑性鉸區(qū)域內(nèi)加密箍筋的最小配箍率ps,min應(yīng)比抗震設(shè)防烈度Ⅶ度、Ⅷ度式中：ps,min——對(duì)于矩形截面為截面計(jì)算方向的配箍率，對(duì)于圓形截面為截面螺旋箍ηk——軸壓比，為結(jié)構(gòu)的最不利組合軸向壓力與柱的全截面面pt——縱向配筋率；fck——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；fyh——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）。各國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)塑性鉸區(qū)域橫向鋼筋的最小配筋率都進(jìn)行了具體規(guī)定。表8-1學(xué)通過大量的試驗(yàn)和分析，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)橫向鋼筋最表8-1各國(guó)規(guī)范對(duì)橫向構(gòu)造的規(guī)定pv=0.45或=0.12fc'pvfyhps=0.3或0.12fc'ps=fyhΦwd>ληk+0.13(pL-0.01)ps=0.3%pvfyh=λvpvfyh注：Ag,Ahe——墩柱橫截面的面積和核心混凝土面積（按箍筋外圍邊長(zhǎng)計(jì)算）；fc'——混凝土強(qiáng)度；fyh——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；wdwdλ——根據(jù)延性性能要求取的系數(shù)；ηk——截面軸壓比；pl——縱筋的配筋率；ps——對(duì)于矩形截面為截面計(jì)算方向的含箍率，對(duì)于圓形截面為截面螺旋箍筋的體積配箍率；λv——最小配箍特征值。圖8-1最小配箍率比較示意圖超過0.04Ag，其中Ag為墩柱截面總面積。），圖8-2柱中橫向和縱向鋼筋的約束作用一上限。各國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都對(duì)墩柱縱向最小、最大配筋率進(jìn)形了規(guī)定，其中AASHTO抗震規(guī)范（2014年版）建議的縱筋配筋率范圍震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）建議為0.0（a）圓形空心截面圖8.2.5常用空心截面類型計(jì)規(guī)范》（JTGD62）要求的基礎(chǔ)上增加10ds，ds為縱向鋼筋的直徑，不應(yīng)在塑性鉸4橋墩伸入蓋梁和承臺(tái)的束筋應(yīng)增加錨固長(zhǎng)度，對(duì)于由2根鋼筋組成的束筋應(yīng)增加大距離?？v筋的錨固和搭接長(zhǎng)度應(yīng)在按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的要求基礎(chǔ)上增加10ds（ds為縱筋的直徑），不應(yīng)在塑性鉸區(qū)域進(jìn)行縱筋的搭接。墩柱在計(jì)算方向的內(nèi)箱尺寸b和壁厚h之比b/h或圓形墩柱內(nèi)箱直徑D1和壁厚h之比8.3節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)=土(fvfh)2+vhVjh33σc，σt——分別為節(jié)點(diǎn)的名義主壓應(yīng)力和名義主拉應(yīng)力（MPavjh——節(jié)點(diǎn)的水平方向名義剪應(yīng)力（MPa）；vjvjVhjTtcCbcfv，fhbje,hbPbPtPb），——分別為節(jié)點(diǎn)沿豎直方向和水平方向的正應(yīng)力（MPa)；）；——橫梁的軸力（kN包括預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的軸力）圖8.3.1節(jié)點(diǎn)受力圖ps,min=px+py=(8.3.2)90式中：fcd——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fyh——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；8.3.3如主拉應(yīng)力σt>0.34（MPa應(yīng)按以下要求進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的水平和A0.174As式中：As——立柱縱筋面積；3節(jié)點(diǎn)中的豎向箍筋可取Av/2。 hb/2hb/2圖8.3.3節(jié)點(diǎn)配筋示意圖919特殊橋梁抗震設(shè)計(jì)設(shè)9.1.2進(jìn)行特殊橋梁地震反應(yīng)分析時(shí)，宜按本規(guī)范第5.1.4條考慮地面運(yùn)動(dòng)的空間變9.1.3采用樁基時(shí)，應(yīng)考慮樁土相互作用對(duì)橋梁地震響應(yīng)92考慮各種可能出現(xiàn)的情況，建立相應(yīng)的計(jì)算模型并確定相應(yīng)的地震作用方式9.2抗震概念設(shè)計(jì)9.2.1應(yīng)盡量采用對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，上、下部結(jié)構(gòu)之間的連接構(gòu)造應(yīng)盡量均93拱橋的主拱圈在強(qiáng)烈地震作用下，不僅在拱平面內(nèi)受彎，而且還在拱平面外受扭，當(dāng)?shù)鼗捎趶?qiáng)烈地震產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)，主拱圈還會(huì)發(fā)生斜向扭轉(zhuǎn)和斜向剪切。因此，9.3建模與分析原則94加速度時(shí)程或反應(yīng)譜曲線的頻譜含量應(yīng)包括第一階自振周期在內(nèi)的長(zhǎng)952墩、塔、拱肋及拱上立柱可采用空間梁?jiǎn)卧M；橋面系應(yīng)視截面形式選用合3