天津市市政公路橋梁減隔震設計規(guī)程

備案號J13058-2015天津市市政公路橋梁減隔震設計規(guī)程2015-06-01發(fā)布2015-09-01實施天津市城鄉(xiāng)建設委員會發(fā)布天津市市政公路橋梁減隔震設計規(guī)程實施日期：2015年9月1日津建科[2015]208號997號)文件要求，編制完成了《天津市市政公路橋梁減隔震設隔震設計規(guī)程》(DB29-233-2015)為我市2015年9月1日起在我市實施。其中，第5.2.4、6.1.4條為強2015年6月1日工程建設地方標準編制計劃的通知》(建科[2011]997號)文件要本規(guī)程中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行過程中如有意見和建議，請寄送天津城建設計院有限公司(地朱宏平崔志剛盧士鵬王秀艷王振南韋亮陸李自林朱勁松王建新 12術(shù)語和符號 2 22.2符號 43基本規(guī)定 63.1一般規(guī)定 63.2減隔震設計的性能目標 6 74抗震性能目標的驗算 94.1一般規(guī)定 94.2抗震性能目標1 9 4.4抗震性能目標3 5減隔震設計分析方法 5.1一般規(guī)定 14 145.3分析模型及分析方法 156隔震橋梁 196.1一般規(guī)定 6.2隔震支座的力學模型 226.4隔震支座的驗算 237.減震橋梁 7.1一般規(guī)定 8防落梁系統(tǒng) 288.1一般規(guī)定 298.3防落梁構(gòu)造 30 30本規(guī)程用詞說明 34引用標準名錄 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為規(guī)范天津市市政及公路新建橋梁減隔震設計，增加橋梁1.0.3橋址處地震基本烈度數(shù)值可由現(xiàn)行《中國地震動參數(shù)區(qū)劃22.1.1抗震設防烈度seismicfortificationintensity按國家規(guī)定權(quán)限批準的作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈2.1.2抗震設防標準seismicfortificationcriterion2.1.4E1地震作用earthquakeactionE12.1.5E2地震作用earthquakeactionE22.1.6地震動參數(shù)seismicgroundmotionparameter2.1.7特征周期characteristicperi32.1.9延性抗震設計ductility2.1.10延性構(gòu)件ductilemember2.1.11能力保護設計方法capacityprotectiondesignmethod2.1.12能力保護構(gòu)件capacityprotectedmember2.1.13減隔震設計seismicisolationdesign大原結(jié)構(gòu)體系阻尼和(或)周期，降低結(jié)構(gòu)的地震反應和(或)減2.1.14梁搭接長度laplengthofbeam2.1.15防落梁構(gòu)造unseatingpreventionstructure2.1.16位移限制構(gòu)造displacement2.1.17防落梁系統(tǒng)unseatingpreventionsystem2.1.18完全彈性狀態(tài)fullelasticstate2.1.19基本彈性狀態(tài)basicelasticstate42.1.20主要塑性化構(gòu)件mainplasticizationmember2.1.21次要塑性化構(gòu)件minorplasticizationmember2.2.1幾何特征L——橋梁軸線弧長；2.2.2設計參數(shù)Da——隔震支座的設計位移；F(Da)——隔震支座對應于設計位移Da的水平力；563.1.1橋梁減隔震設計是通過減隔震技術(shù)使橋梁達到預期抗震性3.1.2在進行橋梁減隔震設計時，除考慮地形、場地土分類、地《公路工程抗震規(guī)范》(JTGB02)《城市橋梁抗震設計規(guī)范》(CJJ166)甲類乙類3.2.2橋梁減隔震設計的抗震性能目標應1抗震性能目標172抗震性能目標2E1地震作用抗震性能目標1E2地震作用抗震性能目標2894.1.1減隔震橋梁主體結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)4.1.2減隔震橋梁應根據(jù)抗震性能目標進行驗算，設計地震動作用下橋梁各個構(gòu)件的受力狀態(tài)應滿足本規(guī)程第4.4.1.3應根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及地基可能的破壞模式設置防落梁系4.1.4橋梁蓋梁、基礎和墩柱抗剪作為能力保護構(gòu)件，應按照現(xiàn)4.2抗震性能目標14.2.1地震作用下，橋梁主要承力構(gòu)件應處于完全彈性狀態(tài)，減4.2.2地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮裝置不宜產(chǎn)生影響正常使用4.3抗震性能目標24.3.1橋梁的主要塑性化構(gòu)件發(fā)生較易修復的塑性變形，主體結(jié)4.3.2應選擇可有效吸收能量并可快速修復的構(gòu)件為主要塑性化橫橋向順橋向(c)隔震支座考慮塑性化時塑性化構(gòu)件分布(順橋向)(d)隔震支座考慮塑性化時塑性化構(gòu)件分布(橫橋向)(e)連續(xù)剛構(gòu)塑性化構(gòu)件分布(順橋向)圖4.3.2塑性化構(gòu)件的分布及組合4.3.3應根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及損傷修復難易程度選擇塑性化構(gòu)的構(gòu)件的極限狀態(tài)4.3.4拱橋的拱肋及斜拉橋的主塔不4.4抗震性能目標34.4.1主要塑性化構(gòu)件發(fā)生塑性變形，但其塑性變形不應超過該4.4.2塑性化構(gòu)件的分布及組合如圖4.3.2所示。4.4.3應根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征及損傷修復難易程度選擇塑性化構(gòu)件的構(gòu)件的極限狀態(tài)進入塑性狀態(tài)，進入塑性狀態(tài)，4.4.4對于計算長度與矩形截面計算方向的尺寸之比小于2.5或墩柱的計算長度與圓形截面直徑之比小于2.5的矮墩，順橋向和橫5.1.1宜采用動力時程分析方法計算地震動作用下橋梁各件的內(nèi)力、位移等，并根據(jù)本規(guī)程第4章的有關(guān)規(guī)定進行驗算。5.1.2進行動力時程分析時，計算模型應真實模擬橋梁結(jié)構(gòu)的剛5.2.1宜采用橋位處實際測量的強震記錄作為輸入地震動計算結(jié)5.2.2已作地震安全性評價的橋址，設計地震動時程應根據(jù)地震5.2.3未進行地震安全性評價的橋址，可以設計加速度反應譜為必須取3組計算結(jié)果的最大值；當采用7組及以上地震加速度時程5.3.1進行動力時程分析時，應根據(jù)分析目的和設計地震動1對E1、E2地震作用進行抗震性能目標1的驗算時，應使2對E2地震作用進行抗震性能目標2或抗震性能目標3的驗5.3.2承臺底可采用六個自由度的彈簧模擬樁土相互作用的邊界用等代土彈簧模擬樁土共同作用，等代土彈簧的剛度可采用m法5.3.3計算模型應準確模擬減隔震裝置的構(gòu)造特性、力學特性及否墩柱、樁基地震響應是查查是圖5.3.4-1常規(guī)橋梁減隔震設計流程(性能目標1)否墩柱、樁基地震響應是是否否是是否 WDa 6.5.2位移限制構(gòu)造除滿足構(gòu)造要求以外，宜根據(jù)抗震計算結(jié)果6.5.3位移限制構(gòu)造應能確保正常使用狀態(tài)下伸縮縫的正常伸6.5.4位移限制構(gòu)造不應影響支座的移動和扭轉(zhuǎn)等功能，不應影6.5.5板式橡膠支座、盆式支座和球形支座等的驗算，應按現(xiàn)行7.1一般規(guī)定7.1.2在橋梁結(jié)構(gòu)的某些部位可設置耗能裝置，通過耗能裝置產(chǎn)7.1.3減震裝置可采用粘滯流體阻尼器和軟鋼剪切型阻尼器、E7.2.1粘滯流體阻尼器宜布置在墩和梁相對7.2.2粘滯流體阻尼器內(nèi)部宜采用雙出桿結(jié)構(gòu)，7.2.3粘滯流體阻尼器的阻尼力與運動速度的力學關(guān)系可按公式式中：Fa——粘滯流體阻尼器的阻尼力(kN);7.3軟鋼剪切型阻尼器7.3.1軟鋼剪切型阻尼器可分為無加勁肋和有加勁肋兩種，如圖圖7.3.1-2有加勁肋軟鋼剪切型阻尼器縱梁圖7.3.2-1軟鋼剪切型阻尼器橫梁安裝形式3中墩縱橋向安裝形式，如圖7.3.2-3所示。3中墩縱橋向安裝形式，如圖7.3.2-3所示。橋墩是結(jié)束符合第8.5.1條的規(guī)定是否8.2梁搭接長度8.2.1由于地震的不確定性，上部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生落梁的橋梁，其梁端應設置足夠的梁搭接長度。8.2.2梁搭接長度的最小值，應按照現(xiàn)行行業(yè)標準《城市橋梁抗震設計規(guī)范》(CJJ166)和現(xiàn)行行業(yè)標準《公路橋梁抗震設計細則》式中：Lo上部結(jié)構(gòu)總長度(m),對簡支梁橋取其跨徑；b上部結(jié)構(gòu)總寬度(m);2滿足公式(8.5.1-2)的曲線橋，如圖8.5.1-2所示。式中：φ——曲線梁的圓心角();L——橋梁軸線弧長(m);b——上部結(jié)構(gòu)總寬度(m)。8.5.2對于本規(guī)程第8.5.1條3～5款規(guī)定的橋梁，應在中間支點1)表示很嚴格，非這樣做不可的用詞：2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：3)表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的2《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTGD63)7《公路橋梁高阻尼隔震橡膠支座》(JT/T842)8《橋梁用黏滯流體阻尼器》(JT/T926) 41 423基本規(guī)定 3.1一般規(guī)定 433.2減隔震設計的性能目標 3.3減隔震設計考慮的作用及其組合 4抗震性能目標的驗算 474.1一般規(guī)定 474.2抗震性能目標1 474.3抗震性能目標2 47 485減隔震設計分析方法 5.1一般規(guī)定 5.2用于動力時程分析的地震作用 495.3分析模型及分析方法 506隔震橋梁 6.1一般規(guī)定 52 536.5支座部位的構(gòu)造 54 7.1一般規(guī)定 567.3軟鋼剪切型阻尼器 638.2梁搭接長度 8.3防落梁構(gòu)造 8.4高差限制構(gòu)造 678.5位移限制構(gòu)造 1.0.1我國處于世界兩大地震帶環(huán)太平洋地震帶和歐亞地強度大、分布范圍廣、傷亡大、災害嚴重，幾乎所有的省、市、公布的我國地震烈度基本區(qū)劃圖，我國地震烈度等于或大于7度的地區(qū)面積達312萬平方公里，占國土總面積的近1/3。自20世旦，引發(fā)長期的社會、經(jīng)濟問題，并帶來難以慰籍的感情創(chuàng)傷。0.15g和0.20g等三種，對應地震基本烈度為7度或8度。3)在地基條件和構(gòu)造條件有明顯變化的地方，尤其要注意橋梁主體結(jié)構(gòu)指橋梁結(jié)構(gòu)的主要承力構(gòu)件，包括樁基、承臺、墩柱、蓋梁、主梁、主塔以及主拱等，不包括護欄、伸縮縫、抗震擋等附屬結(jié)構(gòu)。MMMyMy圖1等效屈服曲率實際的彎矩-曲率曲線等效為理想彈塑性彎矩-曲率曲線求得，等效方法可根據(jù)圖中兩個陰影面積相等求得，計算中應考慮最不利抗震性能目標1定義為發(fā)生地震后橋梁基本無損傷，可以立即使用?？拐鹦阅苣繕?包括防止落梁、震后結(jié)構(gòu)總體反應在彈性范圍、基本無損傷、不經(jīng)過修復即能保證橋梁基本使用功能、稍微修復即可保證橋梁的長期使用功能。橋梁結(jié)構(gòu)的墩臺及基礎抗震性能目標2定義為地震僅會造成橋梁一定程度的損傷，經(jīng)過簡單搶修可以繼續(xù)使用。抗震性能目標2包括防止落梁的同時，震后通過應急修復能快速地恢復橋梁基本使用功能，永久性修復后可恢復正常運營功能。橋梁結(jié)構(gòu)的墩臺及基礎在地震作用下部分鋼筋進入屈服狀態(tài)，但截面彎矩小于截面等效屈服彎矩抗震性能目標3定義為不因地震發(fā)生而導致橋梁倒塌的情況表1列出了三種抗震性能目標。抗震性能目標1防止保證橋梁基本使用不必做功能恢復的防止防止—4.1.3減隔震設計中應避免由于地基破壞而導致的橋梁體系破4.1.4橋梁減隔震設計中，能力保護構(gòu)件的驗算按照現(xiàn)行行業(yè)標準《城市橋梁抗震設計規(guī)范》(CJJ166)第6.6節(jié)、第7.4節(jié)的規(guī)4.2抗震性能目標14.2.1為了確保地震發(fā)生后橋梁基本無損傷，4.3抗震性能目標24.3.2樁基截面處于基本彈性狀態(tài)時，截面的裂縫寬度可能會超影響使用，滿足E2地震作用下局部可發(fā)生可修復的損傷，基本不4.3.3橋梁上部結(jié)構(gòu)中設置有橋面鋪裝、欄桿等，并且為汽車、4.3.4對于拱橋、斜拉橋和懸索橋，應根據(jù)各類橋梁的構(gòu)造特性4.4抗震性能目標34.4.1抗震性能目標3中，橋墩不能喪失承載能力、不能發(fā)生落4.4.4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E2地震作用效應和永久作用效應組合后，應5.1.1根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)體系、抗震設防目標和減隔震裝置的力學特1)在分析模型中假定彈性的構(gòu)件不應進入塑性；2)橋梁整體結(jié)構(gòu)不會因部分構(gòu)件的塑性變形而變得不穩(wěn)定。5.2.3使用動力時程分析法計算橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應，宜采用橋5.2.4一組時程分析結(jié)果只是結(jié)構(gòu)隨機響應的一個樣本，不能反6.3.2隔震支座可能存在伴隨著吸收能量的累積而導致溫度上6.4.1隔震支座應具有荷載傳遞和適應變形的功能。傳統(tǒng)隔震支座的上述功能一般集中于一個支座構(gòu)造中，支座構(gòu)造過于復雜，支座的局部損傷和耐久性降低造成的功能損失也會對支座的其它功能造成影響。事實上，這些功能也可以通過具有單一功能的支座組合實現(xiàn)，即在考慮橋梁構(gòu)造和規(guī)模等的基礎上，采用擁有單連接墩兩側(cè)梁高不相等時，可采用高低蓋梁或梁端變高等方式處理，以避免采用過高的支座，并在梁端預留足夠的間隙，避免梁與橋墩或梁與梁之間的碰撞，如圖2所示。6.4.2由于地震作用是偶然作用，因此在驗算支座連接構(gòu)件的抗6.4.3由于支座受到損傷，上部結(jié)構(gòu)存在落梁風險時，原則上采用B類隔震支座。隨著支座高度的增加，隔震橡膠支座本體可能設計篇)。具備以下性能：支座受到損傷時，位移限制構(gòu)造應快速發(fā)揮作7減震橋梁7.1一般規(guī)定7.1.1需綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)類型、自振特性等條件確定是否適宜7.1.2減震裝置通過摩擦、彈塑性滯回變形來耗散或吸收地震輸7.2粘滯流體阻尼器7.2.3粘滯流體阻尼器可采用下列力學分析模型1)線性模型u(t)-運動速度(m/s)。由上式可知，阻尼器的力和位移之間符合橢圓關(guān)系，如圖4阻尼器每周期消耗能量見下式：式中：w——阻尼器的頻率；當粘滯阻尼器的剛度不可忽略時，可采用Kelvin模型，如圖5。尼力的表達式如下：Fa(t)=ku(t)+Cu(t)=F?sk阻尼器的儲存剛度；F?——阻尼力的幅值；φ阻尼力與位移的相位差。圖5Kelvin模型圖相位差為：3)Maxwell模型式見式(7),當粘滯阻尼器的阻尼力與頻率之間存在較強的阻尼單元與彈簧單元采用串聯(lián)的形式，如圖6所示。C?C?k圖6Maxwell模型圖7.3軟鋼剪切型阻尼器7.3.1軟鋼剪切型阻尼器模型及其力學模型如圖7、8所剪切型阻尼器力學參數(shù)可按式(8)～(14)計算。圖7軟鋼剪切型阻尼器模型圖8軟鋼剪切型阻尼器力學模型各參數(shù)的計算公式如下：極限剪切應變； 翼緣厚度；8.1.1由于地震的不確定性，地基的