第9章 混凝土結(jié)構(gòu)梁式橋抗震設(shè)計

1、 本章教學(xué)目標(biāo)與要求1、了解公路鋼筋混凝土梁式橋的震害特征及主要原因2、掌握橋梁抗震設(shè)計計算原理3、熟悉橋梁延性抗震設(shè)計要求4、了解橋梁減隔震設(shè)計原理5、熟悉橋梁抗震構(gòu)造措施 導(dǎo)入案例導(dǎo)入案例 1976年唐山市發(fā)生年唐山市發(fā)生 7.8級大地震，解放軍戰(zhàn)士星夜馳奔，趕級大地震，解放軍戰(zhàn)士星夜馳奔，趕赴災(zāi)區(qū)搶救，但薊運河、灤河上的兩座大型公路橋梁因地震而塌落，赴災(zāi)區(qū)搶救，但薊運河、灤河上的兩座大型公路橋梁因地震而塌落，切斷了唐山與天津和關(guān)外的公路交通，嚴(yán)重影響救援工作的迅速開切斷了唐山與天津和關(guān)外的公路交通，嚴(yán)重影響救援工作的迅速開展?？梢姷卣鸩粌H會造成房屋建筑的破壞，而且也會給橋梁結(jié)構(gòu)造展?？梢?/p>

2、地震不僅會造成房屋建筑的破壞，而且也會給橋梁結(jié)構(gòu)造成損壞。因此，橋梁結(jié)構(gòu)仍然需要抗震設(shè)計，成損壞。因此，橋梁結(jié)構(gòu)仍然需要抗震設(shè)計，如何進(jìn)行抗震設(shè)計？如何進(jìn)行抗震設(shè)計？與房屋抗震設(shè)計又有何異同？與房屋抗震設(shè)計又有何異同？ 我們可以通過本章學(xué)習(xí)得到了解。我們可以通過本章學(xué)習(xí)得到了解。 9.19.1震害特征及其原因震害特征及其原因1.橋墩彎曲破壞橋墩彎曲破壞 對于鋼筋混凝土橋墩，高柔的橋墩多為彎曲型破壞，粗矮的橋?qū)τ阡摻罨炷翗蚨眨呷岬臉蚨斩酁閺澢推茐?，粗矮的?墩多為剪切型破壞，長細(xì)比介于兩者之間的則呈現(xiàn)彎剪型破壞。常墩多為剪切型破壞，長細(xì)比介于兩者之間的則呈現(xiàn)彎剪型破壞。常出現(xiàn)橋墩輕微開裂、

3、保護(hù)層混凝土剝落，嚴(yán)重的則受壓區(qū)混凝土崩出現(xiàn)橋墩輕微開裂、保護(hù)層混凝土剝落，嚴(yán)重的則受壓區(qū)混凝土崩潰、鋼筋裸露屈曲，從而導(dǎo)致變形過大而破壞。潰、鋼筋裸露屈曲，從而導(dǎo)致變形過大而破壞。 （a）出現(xiàn)水平彎曲裂縫 ；（b）縱筋達(dá)到屈服 ；（c）塑性鉸形成；（d）鋼筋壓屈(或拉斷) 橋墩彎曲破壞橋墩彎曲破壞 橋墩彎曲破壞橋墩彎曲破壞 2. 橋墩剪切破壞橋墩剪切破壞(a) 出現(xiàn)斜向裂縫 ；(b) 出現(xiàn)交叉斜裂縫；(c) 交叉裂縫發(fā)展；(d) 脆性的剪切破壞 剪切破壞剪切破壞3.落梁破壞落梁破壞 破壞機理破壞機理 阪神地震時日本西宮大橋破壞 4.支座破壞支座破壞5.橋臺破壞橋臺破壞6.基礎(chǔ)破壞基礎(chǔ)破壞9.

4、29.2橋梁抗震設(shè)計原理橋梁抗震設(shè)計原理公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則(JTG/T B02-01-2008)（以下簡稱（以下簡稱細(xì)則細(xì)則），根據(jù)公路橋梁的），根據(jù)公路橋梁的重要性重要性和和修復(fù)修復(fù)(搶修搶修)的難易程度的難易程度，將橋梁抗震設(shè)防分為將橋梁抗震設(shè)防分為A類、類、B類、類、C類和類和D類類四個抗震設(shè)防類別，四個抗震設(shè)防類別，分別對應(yīng)分別對應(yīng)不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)。A類類橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是E1地震作用地震作用(重現(xiàn)期約為重現(xiàn)期約為475年年)下不下不應(yīng)發(fā)生損傷，應(yīng)發(fā)生損傷，E2地震作用地震作用(重現(xiàn)期約為重現(xiàn)期約為20

5、00年年)下可產(chǎn)生有限損下可產(chǎn)生有限損傷，但地震后應(yīng)能立即維持正常交通通行；傷，但地震后應(yīng)能立即維持正常交通通行；B,C類類橋梁的抗震設(shè)橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是防目標(biāo)是E1地震作用地震作用(重現(xiàn)期約為重現(xiàn)期約為50-100年年)下不應(yīng)發(fā)生損傷，下不應(yīng)發(fā)生損傷，E2地震作用地震作用(重現(xiàn)期約為重現(xiàn)期約為475-2000年年)下不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)下不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)臨時加固后可供維持應(yīng)急交通使用；構(gòu)損傷，經(jīng)臨時加固后可供維持應(yīng)急交通使用；D類類橋梁的抗震橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)是設(shè)防目標(biāo)是E1地震作用地震作用(重現(xiàn)期約為重現(xiàn)期約為25年年)下不應(yīng)發(fā)生損傷。因下不應(yīng)發(fā)生損傷。因此，此，細(xì)則細(xì)則實

6、質(zhì)上是采用實質(zhì)上是采用“兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計”；D類類橋梁采用橋梁采用“一水平設(shè)防、一階段設(shè)計一水平設(shè)防、一階段設(shè)計”。 各橋梁抗震設(shè)防類別適用范圍各橋梁抗震設(shè)防類別適用范圍 各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo)各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防目標(biāo) 各類公路橋梁抗震設(shè)防措施等級各類公路橋梁抗震設(shè)防措施等級9.2.2地震作用分量選取與組合地震作用分量選取與組合細(xì)則細(xì)則規(guī)定各類橋梁結(jié)構(gòu)的地震作用，應(yīng)按下列原則考慮：規(guī)定各類橋梁結(jié)構(gòu)的地震作用，應(yīng)按下列原則考慮：（1）一般情況下，公路橋梁可）一般情況下，公路橋梁可只考慮水平向地震作用只考慮水平向地震作用，直線橋可，直線橋可分別考慮分別考慮順橋

7、向順橋向X和和橫橋向橫橋向Y的地震作用；抗震設(shè)防烈度為的地震作用；抗震設(shè)防烈度為8度和度和9度的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，以及豎向作用引起度的拱式結(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)同時考慮的地震效應(yīng)很重要時，應(yīng)同時考慮順橋向順橋向X、橫橋向、橫橋向Y和豎向和豎向Z的地的地震作用。震作用。（2）采用）采用反應(yīng)譜法反應(yīng)譜法或功率譜法同時考慮或功率譜法同時考慮三個正交方向三個正交方向(水平向水平向X、Y和豎向和豎向Z)的地震作用時，可分別單獨計算的地震作用時，可分別單獨計算X向地震作用產(chǎn)生的最向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)大效應(yīng)EX，Y向地震作用產(chǎn)生的最大

8、效應(yīng)向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)EY，與，與Z向地震作用產(chǎn)生向地震作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)的最大效應(yīng)EZ?？偟脑O(shè)計最大地震作用效應(yīng)。總的設(shè)計最大地震作用效應(yīng)E按按 下式計算。222ZYXEEEESRSS法法（3）當(dāng)采用時程分析法時，應(yīng)同時輸人三個方向分量的一組）當(dāng)采用時程分析法時，應(yīng)同時輸人三個方向分量的一組地震動時程計算地震作用效應(yīng)。地震動時程計算地震作用效應(yīng)。 9.2.3橋梁地震作用的計算橋梁地震作用的計算 1.水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜gggTTTTssTTTSSTSS1 . 01 . 045. 05 . 5maxmaxmaxACCCSdsi25. 2max抗震重要性系抗震重要性系數(shù)

9、數(shù) 場地系數(shù)場地系數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù) 抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計基本地震動加速度峰值抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計基本地震動加速度峰值A(chǔ)9.2.4抗震計算方法抗震計算方法（1）單一方向的地震作用效應(yīng)）單一方向的地震作用效應(yīng)(內(nèi)力、位移內(nèi)力、位移)，一般可采用，一般可采用SRSS方法，按式方法，按式(9-7)確定：確定：2iSF （2）當(dāng)結(jié)構(gòu)相鄰兩階振型的自振周期和）當(dāng)結(jié)構(gòu)相鄰兩階振型的自振周期和()接近時，即和之比滿足接近時，即和之比滿足（9-8），應(yīng)采用），應(yīng)采用CQC方法按式方法按式(9-9)計算地震作用效應(yīng)。計算地震作用效應(yīng)。jijiSrSF2222232)1 (4)1 ()1 (8TT

10、TTTijr1 . 01 . 0ijTTT周期比周期比相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)9.2.6規(guī)則橋梁地震作用的計算規(guī)則橋梁地震作用的計算根據(jù)地震震害調(diào)查，橋梁上部結(jié)構(gòu)直接受震破壞的情況很少，主要根據(jù)地震震害調(diào)查，橋梁上部結(jié)構(gòu)直接受震破壞的情況很少，主要的破壞在墩臺部位，因此，橋梁的破壞在墩臺部位，因此，橋梁抗震的重點抗震的重點在于在于墩臺的抗震設(shè)計墩臺的抗震設(shè)計。1.橋墩抗震計算簡圖橋墩抗震計算簡圖 (1) 柔性墩。 細(xì)則在確定柔性橋墩的基本周期和地震作用時，均按單墩模型考慮。其理由如下：一是橋墩所支承的上部構(gòu)造重量遠(yuǎn)較墩本身的重量為大，兩者比值一般為5:18: 1；二是它們均屬柔性結(jié)構(gòu)；三是計算簡單，可

11、滿足工程上所要求的精度。 (2) 多排樁基礎(chǔ)上的橋墩及實體墩。多排樁基礎(chǔ)上的橋墩及實體墩。 由于公路橋梁墩身一般不高，因此在確定由于公路橋梁墩身一般不高，因此在確定地震作用時一般只考地震作用時一般只考慮第一階振型慮第一階振型，而將高階振型貢獻(xiàn)略去不計。，而將高階振型貢獻(xiàn)略去不計?？紤]到墩身在橫橋向考慮到墩身在橫橋向和順橋向的剛度不同，在計算時兩個方向分別采用不同的振型和順橋向的剛度不同，在計算時兩個方向分別采用不同的振型。 在確定在確定基本周期基本周期時，仍可以簡化為時，仍可以簡化為單質(zhì)點單質(zhì)點處理實體墩的結(jié)構(gòu)計處理實體墩的結(jié)構(gòu)計算簡圖也可采用自由端等代剛度的懸臂桿，其基本周期簡化為單質(zhì)算簡圖

12、也可采用自由端等代剛度的懸臂桿，其基本周期簡化為單質(zhì)點體系求得。在確定點體系求得。在確定地震作用地震作用時，將墩身分為時，將墩身分為若干分段按多質(zhì)點體若干分段按多質(zhì)點體系計算。系計算。 2. 重力式橋墩水平地震作用計算重力式橋墩水平地震作用計算gGXSEiihihp/111iiniiiniGXGX210101計算簡圖計算簡圖 iffiHHXXX11)1 (311fifiXHHXX順橋向順橋向 橫橋向橫橋向 3. 柱式墩順橋向水平地震作用計算柱式墩順橋向水平地震作用計算 柱式墩計算簡圖如圖所示，順橋向水平地震荷載可采用下列簡柱式墩計算簡圖如圖所示，順橋向水平地震荷載可采用下列簡化公式計算：化公式

13、計算： 計算簡圖計算簡圖gGSEthhtp/1PcpsptGGGG換算質(zhì)點重力換算質(zhì)點重力上部結(jié)構(gòu)的重力上部結(jié)構(gòu)的重力墩身重力墩身重力蓋梁的重力蓋梁的重力墩身重力換算系數(shù)墩身重力換算系數(shù)) 12(16. 021212212fffffXXXXX順橋向支座頂面上的順橋向支座頂面上的單位水平力單位水平力在墩身計算高度在墩身計算高度 H/2處處引起的水平位移與支座頂面處的水平位移之比值引起的水平位移與支座頂面處的水平位移之比值4.采用板式橡膠支座的梁橋水平地震作用計算采用板式橡膠支座的梁橋水平地震作用計算(略略)5.橋臺水平地震作用計算橋臺水平地震作用計算 梁橋橋臺的地震作用與土在地震時的壓力有關(guān)，這

14、是一個結(jié)構(gòu)梁橋橋臺的地震作用與土在地震時的壓力有關(guān)，這是一個結(jié)構(gòu)與地基和基礎(chǔ)與填土之間的相互作用問題。公路橋臺一般具有截面與地基和基礎(chǔ)與填土之間的相互作用問題。公路橋臺一般具有截面大而高度低的特點，大而高度低的特點，對于輕型橋臺因缺少動力特性的觀測和試驗研對于輕型橋臺因缺少動力特性的觀測和試驗研究資料，故采用靜力法計算究資料，故采用靜力法計算gAGCCCEaudsihau/作用于臺身重心處的作用于臺身重心處的水平地震作用水平地震作用基礎(chǔ)頂面以上臺身的重力基礎(chǔ)頂面以上臺身的重力 地震主動土壓力地震主動土壓力地震動水壓力地震動水壓力 6.地震主動土壓力和動水壓力地震主動土壓力和動水壓力 細(xì)則細(xì)則規(guī)

15、定，規(guī)定，E1地震作用抗震設(shè)計階段，應(yīng)考慮地震作用抗震設(shè)計階段，應(yīng)考慮地震時動水壓力和主動土壓力的影響，在地震時動水壓力和主動土壓力的影響，在E2地震作用抗地震作用抗震設(shè)計階段，一般不需考慮。震設(shè)計階段，一般不需考慮。tan31212gACKHEiAeaghbAChbEwhiw/4115. 020 . 2hb 7.梁橋結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算梁橋結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算1）梁橋橋墩基本周期的近似公式。 梁橋橋墩的基本周期可通過實測、試驗或理論計算確定。一般情況下，可按下列近似公式計算各類橋墩的基本周期。2112gGTstpffsptGXXGG2131）（210iinitXGGPcpsptGGGG柔

16、性墩柔性墩 換算質(zhì)點重力換算質(zhì)點重力 實體墩順橋向?qū)嶓w墩順橋向 實體墩橫橋向?qū)嶓w墩橫橋向 9. 3橋梁延性抗震設(shè)計橋梁延性抗震設(shè)計9.3.1延性抗震設(shè)計原則延性抗震設(shè)計原則 延性抗震設(shè)計延性抗震設(shè)計是指允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，不僅是指允許橋梁結(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。延性抗震設(shè)計時，的延性能力是否滿足要求。延性抗震設(shè)計時，允許發(fā)生塑允許發(fā)生塑性變形的構(gòu)件叫延性構(gòu)件性變形的構(gòu)件叫延性構(gòu)件。 能力保護(hù)設(shè)計能力保護(hù)設(shè)計原則的基本思想在于：通過設(shè)計，使結(jié)原則的基本思想在于：通過設(shè)計

17、，使結(jié)構(gòu)體系中的構(gòu)體系中的延性構(gòu)件延性構(gòu)件和和能力保護(hù)構(gòu)件能力保護(hù)構(gòu)件形成形成強度等級強度等級差異，差異，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生脆性的破壞模式。確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生脆性的破壞模式。 (1) 選擇合理的選擇合理的結(jié)構(gòu)布局結(jié)構(gòu)布局； (2) 選擇地震中預(yù)期出現(xiàn)的彎曲選擇地震中預(yù)期出現(xiàn)的彎曲塑性鉸的合理位置塑性鉸的合理位置，保證結(jié)，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，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；確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性能力； (3) 確立適當(dāng)?shù)拇_立適當(dāng)?shù)膹姸鹊燃墢姸鹊燃?，確保預(yù)期出現(xiàn)彎曲塑性鉸的構(gòu)件，確保預(yù)期出現(xiàn)彎曲塑性鉸

18、的構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞模式不發(fā)生脆性破壞模式(如剪切破壞、黏結(jié)破壞等如剪切破壞、黏結(jié)破壞等)，并確保脆，并確保脆性構(gòu)件和不宜用于耗能的構(gòu)件性構(gòu)件和不宜用于耗能的構(gòu)件(能力保護(hù)構(gòu)件能力保護(hù)構(gòu)件)處于彈性反應(yīng)處于彈性反應(yīng)范圍。范圍。 塑性鉸塑性鉸按能力保護(hù)設(shè)計原則，應(yīng)考慮以下幾方面：按能力保護(hù)設(shè)計原則，應(yīng)考慮以下幾方面：塑性鉸的位置塑性鉸的位置一般選擇出現(xiàn)一般選擇出現(xiàn)在墩柱上在墩柱上，墩柱作為延性構(gòu)件設(shè)，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。計，可以發(fā)生彈塑性變形，耗散地震能量。 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。 蓋梁、結(jié)點及基礎(chǔ)

19、按能力保護(hù)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 9.3.2能力保護(hù)構(gòu)件計算能力保護(hù)構(gòu)件計算鋼筋混凝土構(gòu)件的剪切破壞屬于脆性破壞，是一種危險的破鋼筋混凝土構(gòu)件的剪切破壞屬于脆性破壞，是一種危險的破壞模式；對于抗震結(jié)構(gòu)來說，墩柱剪切破壞還會大大降低結(jié)壞模式；對于抗震結(jié)構(gòu)來說，墩柱剪切破壞還會大大降低結(jié)構(gòu)的延性能力。因此，為了保證鋼筋混凝土墩柱構(gòu)的延性能力。因此，為了保證鋼筋混凝土墩柱不發(fā)生剪切不發(fā)生剪切破壞破壞，應(yīng)采用，應(yīng)采用能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行延性墩柱的抗剪設(shè)計能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行延性墩柱的抗剪設(shè)計。 因此，進(jìn)行鋼筋混凝土因此，進(jìn)行鋼

20、筋混凝土延性墩柱延性墩柱的抗剪驗算時的抗剪驗算時，墩柱的，墩柱的縱向和橫向剪力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)塑性鉸處按實配鋼筋，縱向和橫向剪力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)塑性鉸處按實配鋼筋，并采用材料強度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力計算出的彎矩承載能力，考并采用材料強度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力計算出的彎矩承載能力，考慮超強系數(shù)來計算。慮超強系數(shù)來計算。 0cV0如何計算?，=1.2細(xì)則規(guī)定：延性墩柱沿順橋向和橫橋向剪力設(shè)計值可按下列規(guī)定計算：（1）延性墩柱沿順橋向剪力設(shè)計值）延性墩柱沿順橋向剪力設(shè)計值nxzccHMV00nszcxzccHMMV00底部區(qū)域為潛在塑性底部區(qū)域為潛在塑性鉸鉸區(qū)域時 頂、底部區(qū)域均為潛在塑頂、底部區(qū)域均為潛

21、在塑性鉸性鉸區(qū)域時 (2) 延性墩柱沿橫橋向剪力設(shè)計值延性墩柱沿橫橋向剪力設(shè)計值nxhccHMV00nshcxhccHMMV00底部區(qū)域為潛在塑性底部區(qū)域為潛在塑性鉸鉸區(qū)域時 頂、底部區(qū)域均為潛在塑頂、底部區(qū)域均為潛在塑性鉸性鉸區(qū)域時 在雙柱墩和多柱墩橋的抗震設(shè)計中，鋼筋混凝土墩柱作為延在雙柱墩和多柱墩橋的抗震設(shè)計中，鋼筋混凝土墩柱作為延性構(gòu)件產(chǎn)生彈塑性變形耗散地震能量，而性構(gòu)件產(chǎn)生彈塑性變形耗散地震能量，而蓋梁蓋梁、基礎(chǔ)基礎(chǔ)等等作為作為能力保護(hù)構(gòu)件保持彈性能力保護(hù)構(gòu)件保持彈性。 應(yīng)采用能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行應(yīng)采用能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行蓋梁蓋梁的設(shè)計。根據(jù)的設(shè)計。根據(jù)能力保能力保護(hù)設(shè)計原則護(hù)設(shè)計原

22、則，蓋梁蓋梁的抗彎強度應(yīng)大于的抗彎強度應(yīng)大于蓋梁蓋梁可能在地震中承受可能在地震中承受的最大、最小彎矩的最大、最小彎矩(對應(yīng)于墩柱塑性鉸處截面可能達(dá)到的正、對應(yīng)于墩柱塑性鉸處截面可能達(dá)到的正、負(fù)彎矩承載能力負(fù)彎矩承載能力)。 GshcpMMM00000LMMVLpcRpcc彎矩彎矩設(shè)計設(shè)計值值 剪力剪力設(shè)計設(shè)計值值 由于在地震過程中，如基礎(chǔ)發(fā)生損傷，難以發(fā)現(xiàn)并且維修困由于在地震過程中，如基礎(chǔ)發(fā)生損傷，難以發(fā)現(xiàn)并且維修困難，因此要求難，因此要求采用能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行基礎(chǔ)計算和設(shè)計采用能力保護(hù)設(shè)計原則進(jìn)行基礎(chǔ)計算和設(shè)計，以保證基礎(chǔ)在達(dá)到它預(yù)期的強度之前，墩柱已超過其彈性反以保證基礎(chǔ)在達(dá)到它預(yù)期的強

23、度之前，墩柱已超過其彈性反應(yīng)范圍。梁橋基礎(chǔ)沿橫橋向、順橋向的彎矩、剪力和軸力設(shè)應(yīng)范圍。梁橋基礎(chǔ)沿橫橋向、順橋向的彎矩、剪力和軸力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)計值應(yīng)根據(jù)墩柱底部可能出現(xiàn)塑性鉸處墩柱底部可能出現(xiàn)塑性鉸處的彎矩承載能力的彎矩承載能力(考慮考慮超強系數(shù)超強系數(shù))、剪力設(shè)計值和相應(yīng)的墩柱最不利軸力來計算，在、剪力設(shè)計值和相應(yīng)的墩柱最不利軸力來計算，在計算這些設(shè)計值時應(yīng)和自重產(chǎn)生的內(nèi)力組合。計算這些設(shè)計值時應(yīng)和自重產(chǎn)生的內(nèi)力組合。xzclcxhccMMMM0000,沿橫橋向沿橫橋向沿順橋向沿順橋向9.3.3墩柱強度驗算墩柱強度驗算 對于對于B類類、C類類橋梁，順橋向和橫橋向橋梁，順橋向和橫橋向El地震作用

24、效應(yīng)和地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)組合后，應(yīng)按現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計規(guī)范有關(guān)偏永久作用效應(yīng)組合后，應(yīng)按現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計規(guī)范有關(guān)偏心受壓構(gòu)件的規(guī)定驗算心受壓構(gòu)件的規(guī)定驗算橋墩的強度橋墩的強度。 對于計算長度與矩形截面計算方向的對于計算長度與矩形截面計算方向的尺寸之比小于尺寸之比小于2.5(或墩柱的計算長度與圓形截面直徑之比小于或墩柱的計算長度與圓形截面直徑之比小于2.5)的的矮墩矮墩，其主要破壞模式為剪切破壞，為脆性破壞，沒有延性，因此其主要破壞模式為剪切破壞，為脆性破壞，沒有延性，因此順橋向和橫橋向順橋向和橫橋向E2地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)組合后，應(yīng)地震作用效應(yīng)和永久作用效應(yīng)組合后，應(yīng)按現(xiàn)行的公

25、路橋涵設(shè)計規(guī)范相關(guān)規(guī)定驗算橋墩的強度。按現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計規(guī)范相關(guān)規(guī)定驗算橋墩的強度。seccVAfV00023. 0(箍筋提供的箍筋提供的抗剪能力抗剪能力 剪力設(shè)計值剪力設(shè)計值ecyhkksAffSbAV067. 01 . 09.3.4墩柱變形驗算墩柱變形驗算 對于對于B類、類、C類橋梁，在類橋梁，在E2地震作用下，一般情況應(yīng)按式地震作用下，一般情況應(yīng)按式(9.36)驗算潛在塑性鉸區(qū)域沿順橋向和橫橋向的塑性轉(zhuǎn)動能力，驗算潛在塑性鉸區(qū)域沿順橋向和橫橋向的塑性轉(zhuǎn)動能力，但對于規(guī)則橋梁，可按式但對于規(guī)則橋梁，可按式(9.42 )驗算橋墩墩頂?shù)奈灰疲粚τ诟唑炈銟蚨斩枕數(shù)奈灰?；對于高寬比小于寬比小?

26、. 5的矮墩，可不驗算橋墩的變形，但應(yīng)驗算強度。的矮墩，可不驗算橋墩的變形，但應(yīng)驗算強度。（1）橋墩）橋墩潛在潛在塑性鉸區(qū)域轉(zhuǎn)動能力驗算。塑性鉸區(qū)域轉(zhuǎn)動能力驗算。upKLyupu/ )(在在E2地震作用下，潛在塑性鉸區(qū)地震作用下，潛在塑性鉸區(qū)域的塑性轉(zhuǎn)角域的塑性轉(zhuǎn)角塑性鉸區(qū)域的最塑性鉸區(qū)域的最大容許轉(zhuǎn)角大容許轉(zhuǎn)角upKLyupu/ )(塑性鉸區(qū)域的最塑性鉸區(qū)域的最大容許轉(zhuǎn)角大容許轉(zhuǎn)角等效塑性鉸長度等效塑性鉸長度(cm) sypdfHL022. 008. 0bLp32 取最小值取最小值等效屈服曲率等效屈服曲率極極限曲率限曲率取取2.0 懸臂墩的懸臂墩的高度高度或塑性鉸截面到或塑性鉸截面到反彎點的

27、反彎點的距離距離 （2）橋墩墩頂?shù)奈灰乞炈恪＃蚨斩枕數(shù)奈灰乞炈?。對于?guī)則橋梁，在對于規(guī)則橋梁，在E2地震作用下，可只按下式驗算橋墩墩頂?shù)卣鹱饔孟拢芍话聪率津炈銟蚨斩枕數(shù)奈灰频奈灰?ud在在E2地震作用下墩頂?shù)卣鹱饔孟露枕數(shù)奈灰频奈灰?cm)橋墩容許位移橋墩容許位移(cm)cd周期的調(diào)周期的調(diào)整系數(shù)整系數(shù) 墩頂水平位移墩頂水平位移 upyuLHH)2(3129.3.5支座抗震驗算支座抗震驗算(1)板式橡膠支座的抗震驗算。板式橡膠支座的抗震驗算。 1）支座厚度驗算）支座厚度驗算 2）支座抗滑穩(wěn)定性驗算）支座抗滑穩(wěn)定性驗算 (2)盆式支座的抗震驗算。盆式支座的抗震驗算。 1）活動盆式支座）活動盆

28、式支座1. 2）固定盆式支座）固定盆式支座(略略)9.4橋梁減隔震設(shè)計橋梁減隔震設(shè)計 9.4.1減隔震技術(shù)應(yīng)用范圍減隔震技術(shù)應(yīng)用范圍細(xì)則細(xì)則規(guī)定，當(dāng)滿足下列條件之一的橋梁，規(guī)定，當(dāng)滿足下列條件之一的橋梁，可采用減隔震設(shè)計可采用減隔震設(shè)計： （1）橋墩為剛性墩，橋梁的基本周期比較短；）橋墩為剛性墩，橋梁的基本周期比較短； （2）橋墩高度相差較大時；）橋墩高度相差較大時； （3）橋址區(qū)的預(yù)期地面運動特性比較明確，主要能量集中在高頻）橋址區(qū)的預(yù)期地面運動特性比較明確，主要能量集中在高頻 段時。段時。 當(dāng)存在以下情況之一時，不宜采用減隔震設(shè)計：當(dāng)存在以下情況之一時，不宜采用減隔震設(shè)計： （1）地震作用

29、下，場地可能失效；）地震作用下，場地可能失效； （2）下部結(jié)構(gòu)剛度小，橋梁的基本周期比較長；）下部結(jié)構(gòu)剛度小，橋梁的基本周期比較長； （3）位于軟弱場地，延長周期可能引起地基和橋梁共振；）位于軟弱場地，延長周期可能引起地基和橋梁共振； （4）支座中可能出現(xiàn)負(fù)反力。）支座中可能出現(xiàn)負(fù)反力。 9.4.2減隔震橋梁設(shè)計原則減隔震橋梁設(shè)計原則 （1）當(dāng)采用隔震技術(shù)時，應(yīng)保證設(shè)計的結(jié)構(gòu)抗震性能高于不采用當(dāng)采用隔震技術(shù)時，應(yīng)保證設(shè)計的結(jié)構(gòu)抗震性能高于不采用隔震技術(shù)的抗震性能；隔震技術(shù)的抗震性能； （2）要求隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的剛度和屈服強度，保證在正常使要求隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的剛度和屈服強度，保證在正常使

30、用荷載下用荷載下(如風(fēng)、制動力等如風(fēng)、制動力等)結(jié)構(gòu)不發(fā)生有害屈服和振動；結(jié)構(gòu)不發(fā)生有害屈服和振動； （3）必須對伸縮縫裝置、相鄰梁間限位裝置、防落梁裝置等進(jìn)行必須對伸縮縫裝置、相鄰梁間限位裝置、防落梁裝置等進(jìn)行合理的設(shè)計，以滿足位移需求，并對施工質(zhì)量給予明確規(guī)定合理的設(shè)計，以滿足位移需求，并對施工質(zhì)量給予明確規(guī)定; （4）采用減隔震設(shè)計的橋梁，在地震作用下應(yīng)以隔震裝置抗震為采用減隔震設(shè)計的橋梁，在地震作用下應(yīng)以隔震裝置抗震為主，非彈性變形和耗能宜主要集中于這些裝置，而其他構(gòu)件主，非彈性變形和耗能宜主要集中于這些裝置，而其他構(gòu)件(如橋如橋墩等墩等)的抗震為輔；的抗震為輔； （5） 減隔震橋梁抗

31、震分析時，可分別考慮順橋向和橫橋向的地減隔震橋梁抗震分析時，可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用，位于抗震設(shè)防烈度震作用，位于抗震設(shè)防烈度8度、度、9度區(qū)的橋梁，考慮豎向地震效應(yīng)度區(qū)的橋梁，考慮豎向地震效應(yīng)和水平地震效應(yīng)的不利組合；和水平地震效應(yīng)的不利組合； （6）要求減隔震裝置性能可靠，且震后可對這些構(gòu)件進(jìn)行檢測、要求減隔震裝置性能可靠，且震后可對這些構(gòu)件進(jìn)行檢測、鑒定及維護(hù)；鑒定及維護(hù)； （7）計算減隔震橋梁地震作用效應(yīng)時，宜取全橋模型進(jìn)行分析，計算減隔震橋梁地震作用效應(yīng)時，宜取全橋模型進(jìn)行分析，并考慮伸縮裝置、樁土相互作用等因素。并考慮伸縮裝置、樁土相互作用等因素。 9.4.3減隔震裝置及

32、抗震驗算減隔震裝置及抗震驗算 減隔震裝置減隔震裝置 整體型減隔震裝置整體型減隔震裝置： （1）鉛芯橡膠支座；）鉛芯橡膠支座； （2）高阻尼橡膠支座；）高阻尼橡膠支座； （3）摩擦擺式減隔震支座。）摩擦擺式減隔震支座。 分離型減隔震裝置分離型減隔震裝置： （1）橡膠支座十金屬阻尼器；）橡膠支座十金屬阻尼器； （2）橡膠支座十摩擦阻尼器；）橡膠支座十摩擦阻尼器； （3）橡膠支座）橡膠支座+黏性材料阻尼器。黏性材料阻尼器。 減隔震裝置減隔震裝置進(jìn)行抗震驗算的內(nèi)容進(jìn)行抗震驗算的內(nèi)容 (1)對于橡膠型減隔震裝置，在對于橡膠型減隔震裝置，在E1地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小 于于

33、100 %，在，在E2地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于地震作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)變應(yīng)小于250 %，并驗，并驗算其穩(wěn)定性；算其穩(wěn)定性； (2)非橡膠型減隔震裝置，應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行驗算；非橡膠型減隔震裝置，應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行驗算； (3)應(yīng)對減隔震裝置在正常使用條件下的性能進(jìn)行驗算。應(yīng)對減隔震裝置在正常使用條件下的性能進(jìn)行驗算。9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施9.5.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施（1）6度區(qū)抗震措施規(guī)定度區(qū)抗震措施規(guī)定 1）簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離）簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離(圖圖9.17)，其最小值其最小值(cm)按下式

34、計算按下式計算 La5 . 070梁梁9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施9.5.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施2） 斜橋梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離，其最小值斜橋梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離，其最小值(cm)按下式計算取最大值按下式計算取最大值 La5 . 070)sin(sin50ELa9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施 9.5.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施3）曲線橋梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離，其最小值）曲線橋梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定的距離，其最小值(cm)按下式計算取最大值按下式計算取最大值 La5 . 07030)2cos(sin

35、Ea9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施9.6.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施（2）7度區(qū)抗震措施規(guī)定度區(qū)抗震措施規(guī)定 1）橋臺胸墻橋臺胸墻應(yīng)適當(dāng)加強，并在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間應(yīng)適當(dāng)加強，并在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間加裝橡膠墊或其他彈性襯墊，以緩和沖擊作用和限制梁的位移，加裝橡膠墊或其他彈性襯墊，以緩和沖擊作用和限制梁的位移，其構(gòu)造示意如圖其構(gòu)造示意如圖梁梁9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施 9.5.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施（3）8度區(qū)抗震措施規(guī)定度區(qū)抗震措施規(guī)定 1）應(yīng)采用合理的限位裝置，防止結(jié)構(gòu)相鄰構(gòu)件產(chǎn)生過大的相對）應(yīng)采用合理的限位裝置，防止結(jié)構(gòu)相鄰構(gòu)件產(chǎn)

36、生過大的相對位移，設(shè)限位裝置。位移，設(shè)限位裝置。 2）梁橋活動支座，不應(yīng)采用擺柱支座）梁橋活動支座，不應(yīng)采用擺柱支座;當(dāng)采用輥軸支座時，應(yīng)采當(dāng)采用輥軸支座時，應(yīng)采取限位措施。取限位措施。梁限位裝置梁限位裝置9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施 9.5.1一般抗震構(gòu)造措施一般抗震構(gòu)造措施（3）8度區(qū)抗震措施規(guī)定度區(qū)抗震措施規(guī)定 3）石砌或混凝土墩、臺和拱圈的最低砂漿強度等級，應(yīng)按現(xiàn)行）石砌或混凝土墩、臺和拱圈的最低砂漿強度等級，應(yīng)按現(xiàn)行公路污工橋涵設(shè)計規(guī)范公路污工橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D61)的要求提高一級采用。的要求提高一級采用。4）橋梁下部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，其混凝土強度等級不應(yīng)低于）橋梁

37、下部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，其混凝土強度等級不應(yīng)低于C25 。5）基礎(chǔ)宜置于基巖或堅硬土層上?；A(chǔ)底面宜采用平面形式。當(dāng)）基礎(chǔ)宜置于基巖或堅硬土層上?；A(chǔ)底面宜采用平面形式。當(dāng)基礎(chǔ)置于基巖上時，方可采用階梯形式?；A(chǔ)置于基巖上時，方可采用階梯形式。（4）9度區(qū)抗震措施規(guī)定度區(qū)抗震措施規(guī)定1）梁橋各片梁間必須加強橫向連接，以提高上部結(jié)構(gòu)的整體性。）梁橋各片梁間必須加強橫向連接，以提高上部結(jié)構(gòu)的整體性。當(dāng)采用桁架體系時，必須加強橫向穩(wěn)定性。當(dāng)采用桁架體系時，必須加強橫向穩(wěn)定性。2）橋梁墩、臺采用多排樁基礎(chǔ)時，宜設(shè)置斜樁。）橋梁墩、臺采用多排樁基礎(chǔ)時，宜設(shè)置斜樁。3）橋臺臺背和錐坡的填料不宜采用砂類土，填土應(yīng)逐層夯實，并）橋臺臺背和錐坡的填料不宜采用砂類土，填土應(yīng)逐層夯實，并注意采取排水措施。注意采取排水措施。4）梁橋活動支座應(yīng)采取限制其豎向位移的措施。）梁橋活動支座應(yīng)采取限制其豎向位移的措施。 9.5橋梁抗震構(gòu)造措施橋梁抗震構(gòu)造措施 9.5.2延性構(gòu)造措施延性構(gòu)造措施（1）墩柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。）墩柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。 1）加密區(qū)的長度不應(yīng)小于墩柱彎曲方向截面寬度的）加密區(qū)的長度不應(yīng)小于墩柱彎曲方向截面寬度的1.0或墩柱或墩柱上彎矩超過最大彎矩上彎矩超過最大彎矩80%的的范圍；當(dāng)墩柱的高度與橫截面高度的的范