《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》-鮑衛(wèi)剛

技術(shù)交流

公路橋梁震害與抗震設(shè)計

二、《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)那么》JTG/TB02-01--2008

中交橋梁技術(shù)

鮑衛(wèi)剛

2008年8月31日大連1總那么

2術(shù)語、符號

3根本要求

4場地和地基

5地震作用

6抗震分析

7強度與變形驗算

8延性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計

9特殊橋梁抗震設(shè)計

10橋梁減隔震設(shè)計

11抗震措施

附錄A梁橋結(jié)構(gòu)根本周期的近似公式

附錄B圓形和矩形截面屈服曲率和極限曲率計算

附錄C功率譜法的實施原那么

附錄D粘性填土的地震土壓力計算公式根據(jù)交通部：“關(guān)于下達1999年度建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、定額等編制、修訂工作方案的通知”〔交通部公路發(fā)[1999]82號〕，由重慶交通科研設(shè)計院組織對《公路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ004-89〕橋梁抗震設(shè)計局部進行修訂，編寫《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)那么》。修訂后的《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)那么》共有11章4個附錄。修訂的主要內(nèi)容包括：1擴大了適用范圍，增加了非規(guī)那么橋梁的抗震設(shè)計內(nèi)容；對斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋給出了抗震設(shè)計原那么和有關(guān)規(guī)定；增加了減隔震橋梁的設(shè)計原那么和有關(guān)規(guī)定。2修訂了相應(yīng)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)，采用了兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計的抗震設(shè)計思想，由單一的強度抗震設(shè)計修改為強度和變形雙重指標(biāo)控制的抗震設(shè)計。3補充、細(xì)化了場地和地基局部的有關(guān)規(guī)定。4修訂了地震作用局部，修訂了水平設(shè)計加速度反響譜，反響譜周期由5s增加到10s，增加了場地系數(shù)、阻尼調(diào)整系數(shù)、豎向設(shè)計加速度反響譜等內(nèi)容，增加了地震作用分量組合、設(shè)計地震動時程等有關(guān)規(guī)定，取消了綜合影響系數(shù)。補充修訂了地震土壓力計算公式。5增加了橋梁延性抗震設(shè)計和能力保護原那么的有關(guān)規(guī)定，增加了延性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定。6增加了抗震分析建模原那么和抗震分析方法等有關(guān)規(guī)定。7修訂了抗震措施的有關(guān)規(guī)定。1總那么

為貫徹執(zhí)行《中華人民共和國防震減災(zāi)法》，實行預(yù)防為主的方針，減輕公路橋梁的地震破壞，保障人民生命財產(chǎn)平安，減少經(jīng)濟損失，更好地發(fā)揮公路交通網(wǎng)的功能及其在抗震救災(zāi)中的作用，特制定本細(xì)那么。

本細(xì)那么主要適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋，可參照本細(xì)那么給出的抗震設(shè)計原那么進行設(shè)計。

按本細(xì)那么進行抗震設(shè)計的橋梁，依據(jù)本細(xì)那么第條進行分類，其抗震設(shè)防目標(biāo)是：

當(dāng)橋梁遭受E1地震作用時：各類橋梁一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用。

當(dāng)橋梁遭受E2地震作用時：A類橋梁可發(fā)生局部輕微損傷，不需修復(fù)或經(jīng)簡單修復(fù)可繼續(xù)使用；B類、C類橋梁應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)加固修復(fù)后仍可繼續(xù)使用。參照國外橋梁抗震設(shè)防的性能目標(biāo)要求，同時考慮了和原《公路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ004-89〕中橋梁抗震設(shè)防性能目標(biāo)要求的延續(xù)性和一致性，本細(xì)那么規(guī)定，A類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是中震〔E1地震作用，重現(xiàn)期約為475年〕不壞，大震〔E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年〕可修，B、C類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是小震〔E1地震作用，重現(xiàn)期約為50-100年〕不壞，中震〔重現(xiàn)期約為475年〕可修，大震〔E2地震作用，重現(xiàn)期約為2000年〕不倒，D類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是小震〔重現(xiàn)期約為25年〕不壞。需要指出的是，對于B、C類橋梁，其抗震設(shè)計只進行E1地震作用下的彈性抗震設(shè)計和E2地震作用下的延性抗震設(shè)計，滿足了這兩個階段的性能目標(biāo)要求后，中震〔重現(xiàn)期約為475年〕可修的目標(biāo)即認(rèn)為已隱含滿足。因此，本細(xì)那么實質(zhì)上是采用兩水平設(shè)防，兩階段設(shè)計。1.0.4抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的公路橋梁，須進行抗震設(shè)計。

A類、B類和C類橋梁須進行E1地震作用和E2地震作用下的抗震設(shè)計。D類橋梁只須進行E1地震作用下的抗震設(shè)計。抗震設(shè)防烈度為6度地區(qū)的B類、C類、D類橋梁，可只進行抗震措施設(shè)計。

本細(xì)那么適用于抗震設(shè)防烈度為6、7、8和9度地區(qū)的公路橋梁抗震設(shè)計?？拐鹪O(shè)防烈度大于9度地區(qū)的橋梁和有特殊要求的大跨徑或特殊橋梁，其抗震設(shè)計應(yīng)作專門研究，按有關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。

抗震設(shè)防烈度須按國家規(guī)定權(quán)限審批、頒發(fā)的文件〔圖件〕確定。一般情況下，抗震設(shè)防烈度可采用現(xiàn)行《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》規(guī)定的地震根本烈度。對橋址已作過專門地震平安性評價的橋梁，應(yīng)按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)進行抗震設(shè)防。2術(shù)語、符號

抗震設(shè)防烈度

按國家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)的作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。

抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

衡量抗震設(shè)防要求的尺度，由抗震設(shè)防烈度和公路橋梁使用功能的重要性確定。

E1地震作用

工程場地重現(xiàn)期較短的地震作用，對應(yīng)于第一級設(shè)防水準(zhǔn)

2.1.5E2地震作用

工程場地重現(xiàn)期較長的地震作用，對應(yīng)于第二級設(shè)防水準(zhǔn)

設(shè)計根本地震動加速度

重現(xiàn)期為475年的地震動加速度的設(shè)計取值。

抗震概念設(shè)計

根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等歸納的根本設(shè)計原那么和設(shè)計思想，進行橋梁結(jié)構(gòu)總體布置、確定細(xì)部構(gòu)造的過程。

彈性抗震設(shè)計

不允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，用構(gòu)件的強度作為衡量結(jié)構(gòu)性能的指標(biāo)，只需校核構(gòu)件的強度是否滿足要求。

延性抗震設(shè)計

允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，不僅用構(gòu)件的強度作為衡量結(jié)構(gòu)性能的指標(biāo)，同時要校核構(gòu)件的延性能力是否滿足要求。2.1.22常規(guī)橋梁

常規(guī)橋梁包括單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。

2.1.23特殊橋梁

特殊橋梁包括斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑150m以上的梁橋和拱橋。3根本要求

3.1橋梁抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

公路橋梁應(yīng)根據(jù)公路等級及橋梁的重要性和修復(fù)〔搶修〕的難易程度，分為A類、B類、C類、D類四個抗震設(shè)防類別。A類橋梁是指單跨跨徑超過150m的特大橋，B類橋梁是指除A類以外的高速公路和一級公路上的橋梁及二級公路上的大橋、特大橋等，C類橋梁是指A類、B類、D類以外的公路橋梁，D類橋梁是指位于三、四級公路上的中橋、小橋。

(長橋？互通及其橋梁？降低了三級公路上橋梁的標(biāo)準(zhǔn)？

跨徑不大但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重要的橋梁的抗震目標(biāo)如何保證？

唯一通道的抗震要求如何保證？)從總體上看，原《公路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ004-89〕的抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是根本合理的。

具體來講，將公路橋梁分為A、B、C、D四個抗震設(shè)防類別，其中A類為單跨跨徑超過150米的特大橋，B類涵蓋了原標(biāo)準(zhǔn)的A、B類，C、D類同原標(biāo)準(zhǔn)一致。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根本維持和原標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)?shù)乃健５炯?xì)那么在抗震設(shè)計方法上有大的改變，采用兩水平設(shè)防，兩階段設(shè)計。第一階段的抗震設(shè)計，采用彈性抗震設(shè)計，第二階段的抗震設(shè)計，采用延性抗震設(shè)計方法，并引入能力保護設(shè)計原那么。通過第一階段的抗震設(shè)計，即對應(yīng)E1地震作用的抗震設(shè)計，可到達和原標(biāo)準(zhǔn)根本相當(dāng)?shù)目拐鹪O(shè)防水平。通過第二階段的抗震設(shè)計，即對應(yīng)E2地震作用的抗震設(shè)計，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力，通過驗算，確保結(jié)構(gòu)的延性能力大于延性需求。通過引入能力保護設(shè)計原那么，確保塑性鉸只在選定的位置出現(xiàn)，并且不出現(xiàn)剪切破壞等破壞模式。通過抗震構(gòu)造措施設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的位移能力。3.1.2各類橋梁的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合以下要求：

1各類橋梁在不同設(shè)防烈度下的抗震設(shè)防措施等級按表3.1.2-1確定。

表3.1.2-1各類公路橋梁抗震設(shè)防措施等級設(shè)防烈度橋梁分類67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gA類7899更高，專門研究B類78899≥9C類677889D類6778892各類橋梁的抗震重要性系數(shù)，按表確定。

表3.1.2-2各類橋梁的抗震重要性系數(shù)橋梁分類E1地震作用E2地震作用A類1.01.7B類0.43（0.5）1.3（1.7）C類0.341.0D類0.23---注：高速公路和一級公路上的大橋、特大橋，其抗震重要性系數(shù)取B類括號內(nèi)的值。表3-1由原標(biāo)準(zhǔn)的重要性系數(shù)和綜合影響系數(shù)計算出的地震動參數(shù)綜合影響系數(shù)重要性系數(shù)0.200.250.300.330.351.70.34A0.425A0.51A0.561A0.595A1.30.26A0.325A0.39A0.429KA0.455A10.20A0.25A0.30A0.33A0.35A0.60.12A0.15A0.18A0.198A0.21A注:A為設(shè)計根本地震加速度峰值。表3-2對應(yīng)表3-1不同重要性系數(shù)和綜合影響系數(shù)的重現(xiàn)期〔年〕綜合影響系數(shù)重要性系數(shù)0.200.250.300.330.351.750751061291471.33146647685121294047520.61013172022表3-3只考慮重要性系數(shù)時，原標(biāo)準(zhǔn)各類橋梁設(shè)計地震的重現(xiàn)期〔年〕從表3-1~3可以看出，對于原標(biāo)準(zhǔn)，A類橋梁，考慮重要性系數(shù)和不同的綜合影響系數(shù)，設(shè)計地震動參數(shù)在0.340.595A,對應(yīng)100年重現(xiàn)期的設(shè)計地震動參數(shù)為0.493A，B類橋梁，考慮重要性系數(shù)和不同的綜合影響系數(shù)，設(shè)計地震動參數(shù)在0.260.455A，對應(yīng)75年重現(xiàn)期的設(shè)計地震動參數(shù)為0.426A，C類橋梁，考慮重要性系數(shù)和不同的綜合影響系數(shù)，設(shè)計地震動參數(shù)在0.20.35A，對應(yīng)50年重現(xiàn)期的設(shè)計地震動參數(shù)為0.34A，D類橋梁，考慮重要性系數(shù)和不同的綜合影響系數(shù)，設(shè)計地震動參數(shù)在0.120.21A，對應(yīng)25年重現(xiàn)期的設(shè)計地震動參數(shù)為0.226A。重要性系數(shù)年超越概率重現(xiàn)期1.70.048％約2000年1.30.106％約1000年1.00.21％4750.60.673％148由此可以看出，對于E1地震作用，可通過引入不同重要性系數(shù)來調(diào)整設(shè)計地震動參數(shù)，設(shè)計采用彈性設(shè)計并取消綜合影響系數(shù)是恰當(dāng)?shù)?。對于本?xì)那么A、B、C、D四類橋梁，B、C、D類重要性系數(shù)分別取0.43〔0.5〕、0.34和0.23，對應(yīng)的設(shè)計地震動重現(xiàn)期大約分別為75〔100〕年、50年和25年，和89標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根本相當(dāng)，對于本細(xì)那么A類橋梁，為保證較高的抗震設(shè)防水平，重要性系數(shù)取1，設(shè)計地震動重現(xiàn)期約為475年。需要指出的是，由于本細(xì)那么的B類橋梁涵蓋了原《公路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ004-89〕的A類橋梁和B類橋梁，為和原標(biāo)準(zhǔn)保持根本一致的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，本細(xì)那么B類橋梁中屬于原標(biāo)準(zhǔn)中A類的橋梁，其重要性系數(shù)取括號內(nèi)的值。對于E2地震作用，本細(xì)那么A、B、C三類橋梁，B、C類重要性系數(shù)取值和89標(biāo)準(zhǔn)一致，對應(yīng)重要性系數(shù)為1.7、1.3和1.0，設(shè)計地震動的重現(xiàn)期大約分別為2000年、1000年和475年。A類橋梁參考了近年來國內(nèi)外特大跨徑橋梁抗震設(shè)計的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的具體實施情況，國內(nèi)外近年來設(shè)計的特大跨徑橋梁，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)大致是設(shè)計地震動的重現(xiàn)期為1000-2000年，因此本細(xì)那么A類橋梁重要性系數(shù)取1.7，其設(shè)計地震動重現(xiàn)期大約為2000年。由于原標(biāo)準(zhǔn)只采用一階段設(shè)計，通過引入綜合影響系數(shù)來折減地震力后采用彈性抗震設(shè)計，其隱含的意思是允許結(jié)構(gòu)進入塑性，對結(jié)構(gòu)的延性性能有相應(yīng)的需求，但在設(shè)計上又沒有進行必要的延性抗震設(shè)計，其延性能力能否滿足延性需求是不確定的，這也是原標(biāo)準(zhǔn)存在的一個較大的缺陷。因此，本細(xì)那么對E2地震作用的抗震設(shè)計階段，對延性抗震設(shè)計作了明確的規(guī)定，彌補了原標(biāo)準(zhǔn)的缺乏。3.1.3對于破壞后修復(fù)〔搶修〕困難的C類、D類橋梁，應(yīng)提高一類設(shè)防。對抗震救災(zāi)、經(jīng)濟或國防上具有重要意義的三、四級公路上的橋梁，按國家批準(zhǔn)權(quán)限，報請批準(zhǔn)后，可提高一類設(shè)防。

3.1.4立體交叉的跨線橋梁，抗震設(shè)計不應(yīng)低于下線橋梁的要求。3.2確定地震作用的根本要求

各類公路橋梁抗震設(shè)計要考慮的地震作用，應(yīng)采用所在地區(qū)設(shè)防烈度相應(yīng)的設(shè)計根本地震加速度和反響譜特征周期以及本細(xì)那么第條第2款規(guī)定的抗震重要性系數(shù)來表征。

公路橋梁抗震設(shè)防烈度和設(shè)計根本地震加速度取值的對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)符合表的規(guī)定。

表3.2.2抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計根本地震加速度峰值A(chǔ)

抗震設(shè)防烈度6789

A0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g3.2.3對場址進行專門的地震平安性評價時，除滿足現(xiàn)行《工程場地地震平安性評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》外，確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及地震作用時還應(yīng)滿足本細(xì)那么的相關(guān)規(guī)定。3.3抗震設(shè)計流程圖

3.3.1橋梁抗震設(shè)計應(yīng)采用圖的抗震設(shè)計流程進行。3.4作用效應(yīng)組合公路橋梁抗震設(shè)計應(yīng)考慮以下作用：永久作用，包括結(jié)構(gòu)重力〔恒載〕、預(yù)應(yīng)力、土壓力、水壓力；地震作用，包括地震動的作用和地震土壓力、水壓力等；作用效應(yīng)組合應(yīng)包括：永久作用效應(yīng)+地震作用效應(yīng)，組合方式應(yīng)包括各種效應(yīng)的最不利組合。4場地和地基

4.1場地

橋位選擇應(yīng)在工程地質(zhì)勘察和專門工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查的根底上，按地質(zhì)構(gòu)造的活動性、邊坡穩(wěn)定性和場地的地質(zhì)條件等進行綜合評價，應(yīng)查明對公路橋梁抗震有利、不利和危險的地段，宜充分利用對抗震有利地段。

4.1.1抗震有利地段一般系指：建設(shè)場地及其臨近無晚近期活動性斷裂，地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定，同時地基為比較完整的巖體、堅硬土或開闊平坦密實的中硬土等。

抗震不利地段一般系指：軟弱粘性土層、液化土層和地層嚴(yán)重不均勻的地段；地形陡峭、孤突、巖土松散、破碎的地段；地下水位埋藏較淺、地表排水條件不良的地段。嚴(yán)重不均勻地層系指巖性、土質(zhì)、層厚、界面等在水平方向變化很大的地層。

抗震危險地段一般系指：地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌地段；地震時可能塌陷、溶洞等巖溶地段和已采空的礦穴地段；河床內(nèi)基巖具有傾向河槽的構(gòu)造軟弱面被深切河槽所切割的地段；發(fā)震斷裂、地震時可能坍塌而中斷交通的各種地段。

在抗震不利地段布設(shè)橋位時，宜對地基采取適當(dāng)抗震加固措施。在軟弱粘性土層、液化土層和嚴(yán)重不均勻地層上，不宜修建大跨度超靜定橋梁。

各級公路橋位宜繞避抗震危險地段，對于高速公路、一級公路必須通過抗震危險地段時，宜作地震平安性評價分析。對地震時可能因發(fā)生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段應(yīng)估計其淹沒和潰決的影響范圍，合理確定路線的標(biāo)高，選定橋位。當(dāng)可能因發(fā)生滑坡、崩塌而改變河流流向、影響岸坡和橋梁墩臺以及路基的平安時，應(yīng)采取適當(dāng)措施。

橋梁工程場地土層剪切波速按以下要求確定：

〔1〕A類橋梁，由工程場地地震平安性評價工作確定；

〔2〕B類橋梁，可通過現(xiàn)場實測確定?，F(xiàn)場實測時鉆孔數(shù)量應(yīng)滿足如下要求：中橋不少于1個、大橋不少于2個、特大橋宜適當(dāng)增加；

〔3〕C類及以下的橋梁，當(dāng)無實測剪切波速時，可根據(jù)巖土名稱和性狀按表劃分土的類型，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗，在表的范圍內(nèi)估計各土層的剪切波速。工程場地覆蓋層厚度按以下要求確定：

土層平均剪切波速按下式計算：

橋梁工程場地類別，根據(jù)土層平均剪切波速和場地覆蓋土層厚度，按表的規(guī)定劃分為四類。

4.1.9橋梁工程場地范圍內(nèi)有發(fā)震斷裂時，應(yīng)對斷裂的工程影響進行評價。當(dāng)符合以下條件之一時，可不考慮發(fā)震斷裂錯動對橋梁的影響。

〔1〕抗震設(shè)防烈度小于8度；

〔2〕非全新世活動斷裂；

〔3〕抗震設(shè)防烈度為8度和9度時，前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。

當(dāng)不能滿足上述條件時，宜采取以下措施：

〔1〕A類橋梁應(yīng)盡量避開主斷裂，抗震設(shè)防烈度為8度和9度地區(qū)，其避開主斷裂的距離為橋墩邊緣至主斷裂帶外緣分別不宜小于300m和500m；

〔2〕A類以下橋梁宜采用跨徑較小便于修復(fù)的結(jié)構(gòu)；

〔3〕當(dāng)橋位無法避開發(fā)震斷裂時，宜將全部墩臺布置在斷層的同一盤〔最好是下盤〕上。4.2地基的承載力

地基抗震驗算時，應(yīng)采用地震作用效應(yīng)與永久作用效應(yīng)組合。

地基抗震承載力容許值應(yīng)按下式計算：

柱樁的地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)可取1.5，摩擦樁的地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)可根據(jù)地基土類別按表取值。

4.2.2由于地震作用屬于偶然的瞬時荷載，地基土在短暫的瞬時荷載作用下，可以取用較高的容許承載力。世界上大多數(shù)國家的抗震標(biāo)準(zhǔn)和我國其他標(biāo)準(zhǔn)，在驗算地基的抗震強度時，對于抗震容許承載力的取值，大都采用在靜力設(shè)計容許承載力的根底上乘以調(diào)整系數(shù)來提高。本條在原89標(biāo)準(zhǔn)根底上，參照《建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011—2001〕的有關(guān)規(guī)定，對地基土的劃分作了少量修訂。4.3地基的液化和軟土地基

存在飽和砂土或飽和粉土(不含黃土)的地基，除6度設(shè)防外，應(yīng)進行液化判別；存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)橋梁的抗震設(shè)防類別、地基的液化等級，結(jié)合具體情況采取相應(yīng)措施。

抗液化措施應(yīng)根據(jù)橋梁重要性類別及液化等級按表確定。

表4.3.5抗液化措施

橋梁分類地基的液化等級輕微中等嚴(yán)重A類、B類部分消除液化沉陷，或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷C類基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，也可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理D類可不采取措施可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟的措施全部消除地基液化沉降的措施，應(yīng)符合以下要求：

1采用樁基時，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度〔不包括樁尖局部〕，應(yīng)按計算確定。

2采用深根底時，根底底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于1m。

3采用加密法〔如振沖、振動加密、擠密碎石樁、強夯等〕加固時，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)不宜小于按第條規(guī)定的液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。

4用非液化土替換全部液化土層。

5采用加密法或換土法處理時，在根底邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過根底底面下處理深度的1/2且不小于根底寬度的1/5。局部消除地基液化沉降的措施應(yīng)符合以下要求：

1處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，其值不宜大于5。

2加固后復(fù)合地基的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于按第條規(guī)定的液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。

3根底邊緣以外的處理寬度，應(yīng)符合本節(jié)第條第5款的要求。

4.3.8減輕液化影響的根底和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合采用以下各項措施：

(1)選擇適宜的根底埋置深度。

(2)調(diào)整根底底面積，減少根底偏心。

(3)加強根底的整體性和剛度。

(4)減輕荷載，增強上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，防止采用對不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式等。5地震作用

5.1一般規(guī)定

各類橋梁結(jié)構(gòu)的地震作用，應(yīng)按以下原那么考慮：

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X和橫橋向Y的地震作用。

2設(shè)防烈度為8度和9度時的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，以及豎向作用引起的地震效應(yīng)很重要時，應(yīng)同時考慮順橋向X、橫橋向Y和豎向Z的地震作用。

3地震作用分量組合

采用反響譜法或功率譜法同時考慮三個正交方向〔水平向X、Y和豎向Z〕的地震作用時，可分別單獨計算X向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)、Y向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)與Z向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)，總的設(shè)計最大地震作用效應(yīng)E按下式求取:(平方和之開根)〔〕

4當(dāng)采用時程分析法時，應(yīng)同時輸入三個方向分量的一組地震動時程計算地震作用效應(yīng)。地震作用可以用設(shè)計加速度反響譜、設(shè)計地震動時程和設(shè)計地震動功率譜表征。

A類橋梁、橋址設(shè)防烈度為9度及以上的B類橋梁，應(yīng)根據(jù)專門的工程場地地震平安性評價確定地震作用。橋址設(shè)防烈度為8度的B類橋梁，宜根據(jù)專門的工程場地地震平安性評價確定地震作用。

當(dāng)考慮地震動空間變化影響時，對給定的自振周期Ti，各橋臺和橋墩的反響譜或功率譜值可能不同，此時，當(dāng)采用反響譜法分析時，由于考慮多點非一致鼓勵方式的復(fù)雜性和困難，可近似采用等效一致鼓勵方式處理，但反響譜每一點的值應(yīng)取各橋臺和橋墩的反響譜值的最大值，這樣得到的反響譜即為包絡(luò)反響譜，計算結(jié)果才能保證偏于平安。當(dāng)采用功率譜分析時，可直接采用多點非一致鼓勵方式進行分析。

5.2設(shè)計加速度反響譜

水平設(shè)計加速度反響譜

阻尼比為0.05的水平設(shè)計加速度反響譜S〔見圖〕由下式確定：Tg――特征周期〔s〕。T――結(jié)構(gòu)自振周期〔s〕。Smax——水平設(shè)計加速度反響譜最大值。水平設(shè)計加速度反響譜最大值由下式確定

式中，Ci——抗震重要性系數(shù)，按表取值；

Cs——場地系數(shù)，按表取值；

Cd——阻尼調(diào)整系數(shù)，按第條確定；

A——水平向設(shè)計根本地震動加速度峰值，按表取值。

表5.2.2場地系數(shù)Cs設(shè)防烈度場地類型67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4gI1.21.00.90.90.90.9Ⅱ1.01.01.01.01.01.0III1.11.31.21.21.01.0IV1.21.41.31.31.00.95.2.3特征周期按橋址位置在《中國地震動反響譜特征周期區(qū)劃圖》上查取，根據(jù)場地類別，按表取值。

表5.2.3設(shè)計加速度反響譜特征周期調(diào)整表注：本表引自《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》〔GB18306-2001〕中的表C1區(qū)劃圖上的特征周期場地類型劃分IⅡⅢⅣ0.350.250.350.450.650.400.300.400.550.750.450.350.450.650.905.2.4阻尼調(diào)整系數(shù)，除有專門規(guī)定外，結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取值0.05，式〔〕中的阻尼調(diào)整系數(shù)取值1.0。當(dāng)結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定取值不等于0.05時，阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式取值。5.2.5豎向設(shè)計加速度反響譜豎向設(shè)計加速度反響譜由水平向設(shè)計加速度反響譜乘以下式給出的豎向/水平向譜比函數(shù)R?；鶐r場地：土層場地：式中：——結(jié)構(gòu)自振周期〔s〕。5.3設(shè)計地震動時程

已作地震平安性評價的橋址，設(shè)計地震動時程應(yīng)根據(jù)專門的工程場地地震平安性評價的結(jié)果確定。

未作地震平安性評價的橋址，可根據(jù)本細(xì)那么設(shè)計加速度反響譜，合成與其兼容的設(shè)計加速度時程；也可選用與設(shè)定地震震級、距離大體相近的實際地震動加速度記錄，通過時域方法調(diào)整，使其反響譜與本細(xì)那么設(shè)計加速度反響譜兼容。

為考慮地震動的隨機性，設(shè)計加速度時程不得少于三組，且應(yīng)保證任意兩組間同方向時程由式〔〕定義的相關(guān)系數(shù)的絕對值小于0.1。5.4設(shè)計地震動功率譜

已作地震平安性評價的橋址，設(shè)計地震動功率譜要根據(jù)專門的工程場地地震平安性評價的結(jié)果確定。

未作地震平安性評價的橋址，可根據(jù)設(shè)計地震震級、距離，選用適當(dāng)?shù)乃p關(guān)系推算；或根據(jù)設(shè)計加速度反響譜按下式估算〔單邊功率譜〕：5.5地震主動土壓力和動水壓力6抗震分析

6.1一般規(guī)定

本章適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋等常規(guī)橋梁的抗震分析，對于墩高超過40m，墩身第一階振型有效質(zhì)量低于60％，且結(jié)構(gòu)進入塑性的高墩橋梁應(yīng)做專項研究。

常規(guī)橋梁抗震計流程可參見圖和。

6.1.3根據(jù)在地震作用下動力響應(yīng)特性的復(fù)雜程度，常規(guī)橋梁分為規(guī)那么橋梁和非規(guī)那么橋梁兩類。表限定范圍內(nèi)的梁橋?qū)儆谝?guī)那么橋梁，不在此表限定范圍內(nèi)的梁橋?qū)儆诜且?guī)那么橋梁，拱橋為非規(guī)那么橋梁。

6.1.3規(guī)那么橋梁的定義參數(shù)參數(shù)值單跨最大跨徑≤90m墩高≤30m單墩高度與直徑、或?qū)挾缺却笥?.5且小于10跨數(shù)23456曲線橋圓心角及半徑R單跨，角<30°且一聯(lián)累計角

<90°，同時曲梁半徑R≥20b（b為橋?qū)挘┛缗c跨間最大跨長比3221.51.5軸壓比<0.3跨與跨間橋墩最大剛度比4432支座類型普通板式橡膠支座、盆式支座（鉸接約束）等。使用滑板支座、減隔震支座等屬于非規(guī)則橋梁下部結(jié)構(gòu)類型橋墩為單柱墩、雙柱框架墩、多柱排架墩。地基條件不易液化、側(cè)向滑移或易沖刷的場地，遠離斷層要滿足規(guī)那么橋梁的定義，實際橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)在跨數(shù)、幾何形狀、質(zhì)量分布、剛度分布以及橋址的地質(zhì)條件上等需要服從一定的限制。具體地講，要求實際橋梁的跨數(shù)不應(yīng)太多，跨徑不宜太大〔防止軸壓力過高〕，在橋梁縱向和橫向上的質(zhì)量分布、剛度分布以及幾何形狀都不應(yīng)有突變，相鄰橋墩的剛度差異不應(yīng)太大，橋墩長細(xì)比應(yīng)處于一定范圍，橋址的地形、地質(zhì)沒有突變，而且橋址場地不會有發(fā)生液化和地基失效的危險等等；對彎橋和斜橋，要求其最大圓心角和斜交角應(yīng)處于一定范圍；對安裝有隔震支座和〔或〕阻尼器的橋梁，那么不屬于規(guī)那么橋梁。為了便于實際操作，此處對規(guī)那么橋梁給出了一些規(guī)定。迄今為止，國內(nèi)還沒有對規(guī)那么橋梁結(jié)構(gòu)的定義范圍作專門研究，這里僅借鑒國外一些橋梁抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定并結(jié)合國內(nèi)已有的一些研究成果，給出表的規(guī)定。不在此表限定范圍內(nèi)的橋梁，都屬于非規(guī)那么橋梁。

由于拱橋的地震反響相對較復(fù)雜，其動力響應(yīng)一般不由一階振型控制，因此，本細(xì)那么把拱橋列入非規(guī)那么橋梁一類。

根據(jù)條的規(guī)那么橋梁和非規(guī)那么橋梁分類，各類橋梁的抗震分析計算方法可參見表。

表6.1.4橋梁抗震分析可采用的計算方法表中：TH—線性或非線性時程計算方法；SM—單振型反響譜或功率譜方法；MM—多振型反響譜或功率譜方法；橋梁分類地震作用B類C類D類規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則規(guī)則非規(guī)則E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH--------對于上部結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁，各橋墩高度宜盡可能相近。相鄰橋墩高度相差較大導(dǎo)致剛度相差較大的情況，宜在剛度較大的橋墩處設(shè)置活動支座或板式橡膠支座。

6.1.9不宜在梁橋的矮墩設(shè)置固定支座，矮墩宜設(shè)置活動支座或板式橡膠支座。

在高烈度區(qū)，宜盡量防止采用對抗震不利的橋型。

條文說明：

－6.1.9地震作用下梁體的慣性力按橋墩的剛度分配給下部結(jié)構(gòu)，如相鄰橋墩剛度相差較大，水平地震力在下部結(jié)構(gòu)間的分配一般不理想，這時可以通過在剛度較大的墩處設(shè)置活動支座或彈性支座〔橡膠支座〕來減小剛度較大橋墩所受水平地震力，矮墩一般剛度較大，不宜設(shè)置固定支座而宜設(shè)置板式橡膠支座來減小地震力。

6.1.10抗震不利的橋型主要包括曲率半徑較小的曲線橋、斜交角過小的斜橋。6.2梁橋延性抗震設(shè)計

鋼筋混凝土墩柱橋梁，抗震設(shè)計時，墩柱宜作為延性構(gòu)件設(shè)計。橋梁根底、蓋梁、梁體和結(jié)點宜作為能力保護構(gòu)件。墩柱的抗剪強度宜按能力保護原那么設(shè)計。

沿順橋向，連續(xù)梁橋、簡支梁橋墩柱的底部區(qū)域，連續(xù)剛構(gòu)橋墩柱的端部區(qū)域為塑性鉸區(qū)域；沿橫橋向，單柱墩的底部區(qū)域、雙柱墩或多柱墩的端部區(qū)域為塑性鉸區(qū)域；典型墩柱塑性鉸區(qū)域見圖。6.2.1-6.2.41971年美國圣弗爾南多〔SanFernand〕地震爆發(fā)以后，各國都認(rèn)識到結(jié)構(gòu)的延性能力對結(jié)構(gòu)抗震性能的重要意義；在1994年美國北嶺〔Northridge〕地震和1995年日本神戶〔Kobe〕地震爆發(fā)后，強調(diào)結(jié)構(gòu)總體延性能力，已成為一種共識。為保證結(jié)構(gòu)的延性，同時最大限度地防止地震破壞的隨機性，新西蘭學(xué)者Park等在70年代中期提出了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論中的一個重要原那么能力保護設(shè)計原那么〔PhilosophyofCapacityDesign〕，并最早在新西蘭混凝土設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〔NZS3101，1982〕中得到應(yīng)用。以后這個原那么先后被美國、歐洲和日本等國家的橋梁抗震標(biāo)準(zhǔn)所采用。能力保護設(shè)計原那么的根本思想在于：通過設(shè)計，使結(jié)構(gòu)體系中的延性構(gòu)件和能力保護構(gòu)件形成強度等級差異，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生脆性的破壞模式?；谀芰ΡＷo設(shè)計原那么的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程，一般都具有以下特征：1選擇合理的結(jié)構(gòu)布局；2選擇地震中預(yù)期出現(xiàn)的彎曲塑性鉸的合理位置，保證結(jié)構(gòu)能形成一個適當(dāng)?shù)乃苄院哪軝C制；通過強度和延性設(shè)計，確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性能力；3確立適當(dāng)?shù)膹姸鹊燃?，確保預(yù)期出現(xiàn)彎曲塑性鉸的構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞模式〔如剪切破壞、粘結(jié)破壞等〕，并確保脆性構(gòu)件和不宜用于耗能的構(gòu)件〔能力保護構(gòu)件〕處于彈性反響范圍；具體到梁橋，按能力保護設(shè)計原那么，應(yīng)考慮以下幾方面：1塑性鉸的位置一般選擇出現(xiàn)在墩柱上，墩柱作為延性構(gòu)件設(shè)計，可以發(fā)生彈塑性變形，耗散地震能量,梁式橋的塑性鉸區(qū)域見圖。2墩柱的設(shè)計剪力值按能力設(shè)計方法計算，應(yīng)為與柱的極限彎矩〔考慮超強系數(shù)〕所對應(yīng)的剪力，在計算設(shè)計剪力值時應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計剪力；3蓋梁、結(jié)點及根底按能力保護構(gòu)件設(shè)計，其設(shè)計彎矩、設(shè)計剪力和設(shè)計軸力應(yīng)為與柱的極限彎矩〔考慮超強系數(shù)〕所對應(yīng)的彎矩、剪力和軸力；在計算蓋梁、結(jié)點和根底的設(shè)計彎矩、設(shè)計剪力和軸力值時應(yīng)考慮所有潛在的塑性鉸位置以確定最大的設(shè)計彎矩、剪力和軸力。6.3建模原那么

在E1和E2地震作用下，一般情況下應(yīng)首先建立橋梁結(jié)構(gòu)的空間動力計算模型。計算模型應(yīng)反映實際橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性。

6.3.2橋梁結(jié)構(gòu)動力計算模型應(yīng)能正確反映橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座和地基的剛度、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型能得到反映；一般情況下橋梁結(jié)構(gòu)的動力計算模型應(yīng)滿足以下要求：

1計算模型中的梁體和墩柱可采用空間桿系單元模擬，單元質(zhì)量可采用集中質(zhì)量代表；墩柱和梁體的單元劃分應(yīng)反映結(jié)構(gòu)的實際動力特性；

2支座單元應(yīng)反映支座的力學(xué)特性；

3混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.05；進行時程分析時，可采用瑞利阻尼；

4計算模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。6.3.3在E1地震作用下，宜采用總體空間模型計算橋梁的地震反響；在E2地震作用下，可采用局部空間模型計算?？傮w和局部空間模型應(yīng)滿足以下要求：

1總體空間模型宜包括所有橋梁結(jié)構(gòu)及其連接方式，通過對總體空間模型的分析，確定結(jié)構(gòu)的空間耦聯(lián)地震反響特性和地震最不利輸入方向。

2局部空間模型應(yīng)根據(jù)總體模型的計算結(jié)果，取出局部橋梁結(jié)構(gòu)進行計算，局部模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。

規(guī)那么橋梁可按本細(xì)那么第6.7節(jié)的要求選用簡化計算模型。

進行直線橋梁地震反響分析時，可分別考慮沿順橋向和橫橋向兩個水平方向地震輸入；進行曲線橋梁地震反響分析時，可分別沿相鄰兩橋墩連線方向和垂直于連線水平方向進行多方向地震輸入〔用曲梁單元時，只需計算一聯(lián)兩端連線〔割線〕和垂直割線方向的地震輸入〕，以確定最不利地震水平輸入方向。

進行非線性時程分析時，墩柱可采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。

抗震分析時應(yīng)考慮支座的影響。

6.4反響譜法

反響譜法包括單振型反響譜法和多振型反響譜法。單振型反響譜法和多振型反響譜法的選用可參見表。規(guī)那么橋梁的抗震計算可采用本細(xì)那么第6.7節(jié)給出的計算方法。

6.4.2采用反響譜法計算時，反響譜應(yīng)按本細(xì)那么第條規(guī)定確定。

用多振型反響譜法計算時，所考慮的振型階數(shù)應(yīng)在計算方向獲得90％以上的有效質(zhì)量。

6.5時程分析方法

地震加速度時程應(yīng)按本細(xì)那么第5.3節(jié)的規(guī)定選取。

時程分析的最終結(jié)果，當(dāng)采用3組時程波計算時，應(yīng)取3組計算結(jié)果的最大值；當(dāng)采用7組時程波計算時，可取7組結(jié)果的平均值。

在E1地震作用下，線性時程法的計算結(jié)果不應(yīng)小于反響譜法計算結(jié)果的80%。6.6功率譜法

適用反響譜法計算的結(jié)構(gòu)，一般也可用功率譜法計算。兩種方法可作相互檢驗，功率法計算結(jié)果與反響譜法計算結(jié)果相差不應(yīng)超過20％。

當(dāng)不考慮地震動輸入的空間變化效應(yīng)時，結(jié)構(gòu)響應(yīng)的自功率譜可按附錄C.1計算。當(dāng)考慮行波效應(yīng)時，結(jié)構(gòu)響應(yīng)的自功率譜可按附錄C.2計算。

結(jié)構(gòu)響應(yīng)的期望極值可根據(jù)其自功率譜按附錄C.3計算。

中國公路橋梁抗震標(biāo)準(zhǔn)的演變

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