公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》—鮑衛(wèi)剛.ppt

1、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)則 JTG/T B02-01-2008 中交橋梁技術(shù)有限公司鮑衛(wèi)剛2008年8月31日 大連,1 總則2 術(shù) 語、符 號3 基本要求4 場地和地基5 地震作用6 抗震分析7 強(qiáng)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)基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 功率譜法的實施原則附錄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(dá)1999年度建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、定額等編制、修訂工作計劃的通知”（交通部公路發(fā)199982號），由重慶交通科研設(shè)計院組織對公路

2、工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ 004-89）橋梁抗震設(shè)計部分進(jìn)行修訂，編寫公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則。 修訂后的公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則共有11章4個附錄。修訂的主要內(nèi)容包括： 1 擴(kuò)大了適用范圍，增加了非規(guī)則橋梁的抗震設(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)計原則和有關(guān)規(guī)定；增加了減隔震橋梁的設(shè)計原則和有關(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(qiáng)度抗震設(shè)計修改為強(qiáng)度和變形雙重指標(biāo)控制的抗震設(shè)計。 3 補充、細(xì)化了場地和地基部分的有關(guān)規(guī)定。 4 修訂了地震作用部分，修訂了水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜，反應(yīng)譜周期由5s增

3、加到10s，增加了場地系數(shù)、阻尼調(diào)整系數(shù)、豎向設(shè)計加速度反應(yīng)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(hù)原則的有關(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則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 總則1.0.1 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)安全，減少經(jīng)濟(jì)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)則。1.0.2 本細(xì)則主要適用于單跨跨徑不超過150m的混

4、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)則給出的抗震設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計。1.0.3按本細(xì)則進(jìn)行抗震設(shè)計的橋梁，依據(jù)本細(xì)則第3.1.1條進(jìn)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)計規(guī)范（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)則規(guī)定，A

5、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(jìn)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)則實質(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

6、烈度為6度及以上地區(qū)的公路橋梁，須進(jìn)行抗震設(shè)計。 A類、B類和C類橋梁須進(jìn)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(jìn)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(jìn)行抗震措施設(shè)計。1.0.5 本細(xì)則適用于抗震設(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。1.0.6 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)定的地震基本烈度。對橋址已作過專門地震安全性評價的橋梁，應(yīng)按批準(zhǔn)

7、的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)防。,2 術(shù) 語、符 號2.1.1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。2.1.2 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。2.1.4 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)2.1.5 E2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)2.1.7 設(shè)計基本地震動加速度 重現(xiàn)期為475年的地震動加速度的設(shè)計取值。,2.1.13 抗震概念設(shè)計 根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等歸納的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)總體布置、確定細(xì)部構(gòu)造的過程。2.1

8、.14 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(qiáng)度作為衡量結(jié)構(gòu)性能的指標(biāo)，只需校核構(gòu)件的強(qiáng)度是否滿足要求。2.1.15 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(qiáng)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 基本要求3.1 橋梁抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)3.1.1 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

9、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)計規(guī)范（JTJ004-89）的抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是基本合理的。 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類涵蓋了原規(guī)范的A、B類，C、D類同原規(guī)范一致。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基本維持和

10、原規(guī)范相當(dāng)?shù)乃?。但本?xì)則在抗震設(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(hù)設(shè)計原則。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，可達(dá)到和原規(guī)范基本相當(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(hù)設(shè)計原則，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)符合下列要求： 1 各類

11、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,2 各類橋梁的抗震重要性系數(shù)，按表3.1.2-2確定。 表3.1.2-2 各類橋梁的抗震重要性系數(shù),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 由原規(guī)范的重要性系數(shù)和綜合影響系數(shù)計算出的地震動參數(shù),注:A為設(shè)計基本地震加速度峰值。 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）,表3-3 只考慮重要性系數(shù)時，原規(guī)范各類橋梁設(shè)計地震的重現(xiàn)期（年）,從表3-13可以看出，對于原規(guī)范，A類橋梁，考慮重要性系數(shù)和不同的綜合影響系數(shù)

12、，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。,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)?/p>

13、。對于本細(xì)則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規(guī)范的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基本相當(dāng)，對于本細(xì)則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)則的B類橋梁涵蓋了原公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ 004-89）的A類橋梁和B類橋梁，為和原規(guī)范保持基本一致的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，本細(xì)則B類橋梁中屬于原規(guī)范中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)則A、B、C三類橋梁，B、C類重要性系數(shù)取值和89規(guī)范一致，對應(yīng)重要性系數(shù)為

14、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)則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。由于原規(guī)范只采用一階段設(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(jìn)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(jìn)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，這也是原規(guī)范存在的一個較大的缺陷。因此，本細(xì)則對E2地

15、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，彌補了原規(guī)范的不足。,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(jì)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 確定地震作用的基本要求3.2.1 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)計基本地震加速度和反應(yīng)譜特征周期以及本細(xì)則第3.1.2條第2款規(guī)定的抗震重要性系數(shù)來表征。3.2.2 公路橋梁抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度取值的對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)符合表3.2.

16、2的規(guī)定。 表3.2.2 抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計基本地震加速度峰值A(chǔ)抗震設(shè)防烈度 6 7 8 9 A 0.05g 0.10(0.15)g 0.20(0.30)g 0.40g,3.2.3 對場址進(jìn)行專門的地震安全性評價時，除滿足現(xiàn)行工程場地地震安全性評價技術(shù)規(guī)范外，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)則的相關(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3.3.1的抗震設(shè)計流程進(jìn)行。,3.4 作用效應(yīng)組合 3.4.1 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； 3.4.2 作

17、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4.1.1 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)查的基礎(chǔ)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(jìn)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

18、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。,4.1.2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。4.1.3 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，宜作地震安全性評價分析。,4.1.4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)

19、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安全時，應(yīng)采取適當(dāng)措施。4.1.5橋梁工程場地土層剪切波速按下列要求確定：（1）A類橋梁，由工程場地地震安全性評價工作確定；（2）B類橋梁，可通過現(xiàn)場實測確定。現(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4.1.5劃分土的類型，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗，在表4.1.5的范圍內(nèi)估計各土層的剪切波速。,4.1.6 工程場地覆蓋層厚度按下列要求確定：4.1.7 土層平均剪切波速按

20、下式計算： 4.1.8 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4.1.8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(jìn)行評價。當(dāng)符合下列條件之一時，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，宜采取下列措施：（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

21、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4.2.1 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。4.2.2地基抗震承載力容許值應(yīng)按下式計算： 4.2.3 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4.2.3取值。 4.2.14.2.2 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)國家的抗震規(guī)范和我國其他規(guī)范，在驗算地基的抗震強(qiáng)度時，對于抗震容許承載力的取值，大都采用在靜力設(shè)計容許承載力的基礎(chǔ)上

22、乘以調(diào)整系數(shù)來提高。本條在原89規(guī)范基礎(chǔ)上，參照建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112001）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4.3.1 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(jìn)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。4.3.5 抗液化措施應(yīng)根據(jù)橋梁重要性類別及液化等級按表4.3.5確定。 表4.3.5 抗液化措施,4.3.6 全部消除地基液化沉降的措施，應(yīng)符合下列要求： 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（不包括樁尖部分），應(yīng)按計算確定。 2 采用深基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)

23、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(qiáng)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4.3.3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，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2且不小于基礎(chǔ)寬度的1/5。,4.3.7 部分消除地基液化沉降的措施應(yīng)符合下列要求： 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4.3.3條規(guī)定的液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。 3

24、 基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)符合本節(jié)第4.3.6條第5款的要求。4.3.8 減輕液化影響的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合采用下列各項措施： (1)選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度。 (2)調(diào)整基礎(chǔ)底面積，減少基礎(chǔ)偏心。 (3)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度。 (4)減輕荷載，增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，避免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5.1.1 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

25、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 采用反應(yīng)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) （5.1.1） 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)。,5.1.2 地震作用可以用設(shè)計加速度反應(yīng)譜、設(shè)計地震動時程和設(shè)計地震動功率譜表征。5.1.3 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安全性評價確定地震作

26、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安全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，各橋臺和橋墩的反應(yīng)譜或功率譜值可能不同，此時，當(dāng)采用反應(yīng)譜法分析時，由于考慮多點非一致激勵方式的復(fù)雜性和困難，可近似采用等效一致激勵方式處理，但反應(yīng)譜每一點的值應(yīng)取各橋臺和橋墩的反應(yīng)譜值的最大值，這樣得到的反應(yīng)譜即為包絡(luò)反應(yīng)譜，計算結(jié)果才能保證偏于安全。當(dāng)采用功率譜分析時，可直接采用多點非一致激勵方式進(jìn)行分析。,5.2 設(shè)計加速度反應(yīng)譜5.2.1 水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜阻尼比為0.05的水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜S（見圖5.2.1）由下式確定：,Tg 特征周期（s）。

27、T結(jié)構(gòu)自振周期（s）。 Smax水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜最大值。,5.2.2 水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜最大值由下式確定 式中，Ci抗震重要性系數(shù)，按表3.1.2-2取值；Cs場地系數(shù)，按表5.2.2取值；Cd阻尼調(diào)整系數(shù)，按第5.2.4條確定；A水平向設(shè)計基本地震動加速度峰值，按表3.2.2取值。 表5.2.2 場地系數(shù)Cs,5.2.3 特征周期按橋址位置在中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖上查取，根據(jù)場地類別，按表5.2.3取值。 表5.2.3 設(shè)計加速度反應(yīng)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C1,5.2.4 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)

28、取值0.05，式（5.2.2）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)計加速度反應(yīng)譜 豎向設(shè)計加速度反應(yīng)譜由水平向設(shè)計加速度反應(yīng)譜乘以下式給出的豎向/水平向譜比函數(shù)R。 基巖場地：,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5.3.1 已作地震安全性評價的橋址，設(shè)計地震動時程應(yīng)根據(jù)專門的工程場地地震安全性評價的結(jié)果確定。5.3.2 未作地震安全性評價的橋址，可根據(jù)本細(xì)則設(shè)計加速度反應(yīng)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，

29、使其反應(yīng)譜與本細(xì)則設(shè)計加速度反應(yīng)譜兼容。為考慮地震動的隨機(jī)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（5.3.2）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5.4.1 已作地震安全性評價的橋址，設(shè)計地震動功率譜要根據(jù)專門的工程場地地震安全性評價的結(jié)果確定。5.4.2 未作地震安全性評價的橋址，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)計加速度反應(yīng)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6.1.1 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

30、超過40m，墩身第一階振型有效質(zhì)量低于60，且結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性的高墩橋梁應(yīng)做專項研究。6.1.2 常規(guī)橋梁抗震計流程可參見圖6.1.2-1和6.1.2-2。,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)則橋梁和非規(guī)則橋梁兩類。表6.1.3限定范圍內(nèi)的梁橋?qū)儆谝?guī)則橋梁，不在此表限定范圍內(nèi)的梁橋?qū)儆诜且?guī)則橋梁，拱橋為非規(guī)則橋梁。 6.1.3 規(guī)則橋梁的定義,要滿足規(guī)則橋梁的定義，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（避免軸壓力過高），在橋梁縱向和橫向上的質(zhì)量分布、剛度分布以及

31、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，則不屬于規(guī)則橋梁。為了便于實際操作，此處對規(guī)則橋梁給出了一些規(guī)定。迄今為止，國內(nèi)還沒有對規(guī)則橋梁結(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)計規(guī)范的規(guī)定并結(jié)合國內(nèi)已有的一些研究成果，給出表6.1.3的規(guī)定。不在此表限定范圍內(nèi)的橋梁，都屬于非規(guī)則橋梁。 由于拱橋的地震反應(yīng)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)則把拱橋列入非規(guī)則橋梁一

32、類。,6.1.4 根據(jù)6.1.3條的規(guī)則橋梁和非規(guī)則橋梁分類， 各類橋梁的抗震分析計算方法可參見表6.1.4。 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單振型反應(yīng)譜或功率譜方法； MM多振型反應(yīng)譜或功率譜方法；,6.1.8 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。6.1.10 在高烈度區(qū)，宜盡量避免采用對抗震不利的橋型。條文說明：6.1.86.1.9 地震作用下梁體的慣性力按

33、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6.2.1 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。橋梁基礎(chǔ)、蓋梁、梁體和結(jié)點宜作為能力保護(hù)構(gòu)件。墩柱的抗剪強(qiáng)度宜按能力保護(hù)原則設(shè)計。6.2.2 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；

34、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6.2.2。,6.2.1-6.2.4 1971年美國圣弗爾南多（San Fernand）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(qiáng)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，同時最大限度地避免地震破壞的隨機(jī)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則 能力保護(hù)設(shè)計原則（Philosophy of Capacity Design），并最早在新西蘭混凝土

35、設(shè)計規(guī)范（NZS3101，1982）中得到應(yīng)用。以后這個原則先后被美國、歐洲和日本等國家的橋梁抗震規(guī)范所采用。 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)構(gòu)體系中的延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件形成強(qiáng)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(hù)設(shè)計原則的結(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(jī)制；通過強(qiáng)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?qiáng)度等級，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)

36、件（能力保護(hù)構(gòu)件）處于彈性反應(yīng)范圍；,具體到梁橋，按能力保護(hù)設(shè)計原則，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6.2.2。 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(qiáng)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)點及基礎(chǔ)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(qiáng)系數(shù)）所對應(yīng)的彎矩、剪力和軸力；在計算蓋梁、結(jié)點和基礎(chǔ)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

37、彎矩、剪力和軸力。,6.3 建模原則6.3.1 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)滿足下列要求： 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(jìn)行時程分析時，可采用瑞

38、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應(yīng)；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)地震反應(yīng)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，取出部分橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)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。6.3.4 規(guī)則橋梁可按本細(xì)則第6.7節(jié)的要求選用簡化計算模型。6.3.5 進(jìn)行直線橋梁地震反應(yīng)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(jìn)行曲線橋

39、梁地震反應(yīng)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(jìn)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。6.3.6 進(jìn)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。6.3.7 抗震分析時應(yīng)考慮支座的影響。,6.4 反應(yīng)譜法6.4.1 反應(yīng)譜法包括單振型反應(yīng)譜法和多振型反應(yīng)譜法。單振型反應(yīng)譜法和多振型反應(yīng)譜法的選用可參見表6.1.4。規(guī)則橋梁的抗震計算可采用本細(xì)則第6.7節(jié)給出的計算方法。6.4.2 采用反應(yīng)譜法計算時，反應(yīng)譜應(yīng)按本細(xì)則第5.2.1條規(guī)定確定。6.4.3 用多振型反應(yīng)譜法計算時，所考慮的

40、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6.5.1 地震加速度時程應(yīng)按本細(xì)則第 5.3節(jié)的規(guī)定選取。6.5.2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。6.5.3在E1地震作用下，線性時程法的計算結(jié)果不應(yīng)小于反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%。,6.6 功率譜法6.6.1 適用反應(yīng)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)果與反應(yīng)譜法計算結(jié)果相差不應(yīng)超過20。6.6.2 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。6.6.3 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