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1、新舊公路橋梁抗震規(guī)范比較新舊公路橋梁抗震規(guī)范比較Copyright 2000-2003 MIDAS Information Technology Co., Ltd.抗震設(shè)計加洲北嶺加洲北嶺地震地震 1994年年1月月17日日 04時時30分分- Magnitude : ML=6.7- 人員傷亡人員傷亡 : 57名死亡名死亡- 受災(zāi)人數(shù)受災(zāi)人數(shù) : 約約20,000名名 - 財產(chǎn)損失財產(chǎn)損失 : 400億美元億美元抗震設(shè)計 神戶神戶地震地震 1995年年1月月17日日 05點點46分分- Magnitude : ML=7.2- 人員傷亡人員傷亡 : 5,373名死亡名死亡- 受災(zāi)人數(shù)受災(zāi)人數(shù) :

2、 約約32,000名名- 財產(chǎn)損失財產(chǎn)損失 : 9兆兆9,630億日元億日元抗震設(shè)計 臺灣灣地震地震 1999年年9月月21日日 01點點47分分- Magnitude : ML=7.6- 人員傷亡人員傷亡 : 2,329名死亡名死亡- 受災(zāi)人數(shù)受災(zāi)人數(shù) : 約約2,500,000名名- 財產(chǎn)損失財產(chǎn)損失 : 92億億美元美元抗震設(shè)計公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范1999年開始年開始修訂，修訂，2008年報批年報批城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范1998年開始年開始編制編制 新規(guī)范進展新規(guī)范進展鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范2006-12-01實施公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)動力結(jié)

3、構(gòu)動力慣性力慣性力kufS ucfDumfI 阻尼力阻尼力 彈性力彈性力 )()()()(tumtuctkutp )(tumg 抗震設(shè)計反應(yīng)譜是單自由度彈性體系在給定的地震作反應(yīng)譜是單自由度彈性體系在給定的地震作用下，某個最大反應(yīng)量（位移、速度、加速用下，某個最大反應(yīng)量（位移、速度、加速度）與體系自振周期的關(guān)系曲線。度）與體系自振周期的關(guān)系曲線。單自由度彈性體系單自由度彈性體系 周期周期T T假定地震輸入假定地震輸入假定位移反應(yīng)假定位移反應(yīng)最大值最大值抗震設(shè)計位移譜位移譜速度譜速度譜加速度譜加速度譜抗震設(shè)計 新舊規(guī)范比較新舊規(guī)范比較n 現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ

4、 004-89）已經(jīng)很落后）已經(jīng)很落后 單一水準強度抗震設(shè)計單一水準強度抗震設(shè)計 地震作用強度地震作用強度烈度烈度 地震力方面地震力方面n 新規(guī)范的發(fā)展方向新規(guī)范的發(fā)展方向 抗震設(shè)防標準抗震設(shè)防標準兩水準兩水準設(shè)防，設(shè)防，兩階段兩階段設(shè)計設(shè)計 地震作用強度地震作用強度地震動參數(shù)地震動參數(shù) 延性和位移延性和位移設(shè)計設(shè)計時程分析法時程分析法 能力保護設(shè)計能力保護設(shè)計 特殊橋梁抗震設(shè)計特殊橋梁抗震設(shè)計 橋梁橋梁減隔震減隔震設(shè)計設(shè)計 合理的抗震構(gòu)造合理的抗震構(gòu)造抗震設(shè)計抗震設(shè)防目標抗震設(shè)防目標E1地震作用下，各類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用；地震作用下，各類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用；E2地

5、震作用下，地震作用下，A類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用，類橋梁不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用， B、C類橋梁不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使類橋梁不致倒塌或產(chǎn)生嚴重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使用。用。抗震設(shè)防目標：抗震設(shè)防目標：第一階段：第一階段： E1地震作用下的地震作用下的彈性彈性抗震設(shè)計；抗震設(shè)計；第二階段：第二階段： E2地震作用下的地震作用下的彈塑性彈塑性抗震設(shè)計，采用抗震設(shè)計，采用延性延性抗震設(shè)計方法，抗震設(shè)計方法， 并并引入能力保護設(shè)計原則。引入能力保護設(shè)計原則。兩個階段抗震設(shè)計：兩個階段抗震設(shè)計：抗震設(shè)防烈度為抗震設(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。

6、度及以上地區(qū)的公路橋梁，須進行抗震設(shè)計?？拐鹪O(shè)計地震動加速度值地震動加速度值表表3.2.2 抗震設(shè)防烈度和水平設(shè)計基本地震加速度值抗震設(shè)防烈度和水平設(shè)計基本地震加速度值A(chǔ)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6789設(shè)計基本地震動設(shè)計基本地震動加速度值加速度值0.05g0.10（0.15）g0.20（0.3）g0.40g抗震設(shè)計橋梁抗震等級橋梁抗震等級A類橋梁是指單跨跨徑超過類橋梁是指單跨跨徑超過150m的特大橋；的特大橋；B類橋梁是指除類橋梁是指除A 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、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；特大橋等；C類橋梁是指除類橋梁是指除

7、A、B、D類以外的公路橋梁；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。類橋梁是指位于三、四級公路上的中橋、小橋。 地震基本烈度地震基本烈度橋梁分類橋梁分類67890.050.10.150.20.30.4A7899更高，專門研究更高，專門研究B78899=9C677889D677889表表3.1.2-1 各類公路橋梁抗震措施等級各類公路橋梁抗震措施等級抗震設(shè)計抗震重要性系數(shù)抗震重要性系數(shù)橋梁類別橋梁類別E1地震地震E2地震地震A1.01.7B0.43(0.5)1.3(1.7)C0.341.0D0.23表表3.1.2-2 各類橋梁的抗震重要性系數(shù)各類橋梁的抗震重要性系數(shù)新規(guī)范：

8、橋梁的抗震重要性系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)和地震作用有關(guān)新規(guī)范：橋梁的抗震重要性系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)和地震作用有關(guān)舊規(guī)范：橋梁重要性系數(shù)僅與橋梁結(jié)構(gòu)有關(guān)舊規(guī)范：橋梁重要性系數(shù)僅與橋梁結(jié)構(gòu)有關(guān)抗震設(shè)計抗震重要性系數(shù)抗震重要性系數(shù) 新規(guī)范在新規(guī)范在E2地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當于舊規(guī)范的重要性系數(shù)地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當于舊規(guī)范的重要性系數(shù) 新規(guī)范在新規(guī)范在E1地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當于舊規(guī)范的重要性系數(shù)與綜地震作用下的橋梁重要性系數(shù)相當于舊規(guī)范的重要性系數(shù)與綜合影響系數(shù)的乘積合影響系數(shù)的乘積 新規(guī)范取消了綜合影響系數(shù)的概念新規(guī)范取消了綜合影響系數(shù)的概念舊規(guī)范的綜合影響系數(shù)：舊規(guī)范的綜合影響系數(shù)：抗

9、震設(shè)計地震動作用地震動作用n 直線橋可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用。直線橋可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用。n 曲線橋曲線橋應(yīng)應(yīng)分別沿相鄰橋墩連線方向和垂直于連線水平方向進行多方分別沿相鄰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，以確定向地震輸入，以確定最不利地震水平輸入方向最不利地震水平輸入方向。n 設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8度和度和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)，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)，應(yīng)應(yīng)同時考慮同時考慮豎向地震豎向地震作用。作用。n 地震作用分量組合。（地震作用分量組合。（1+0.3+0.3）n 地震作用可以用設(shè)計加速度反應(yīng)譜、設(shè)計地震動時

10、程和設(shè)計地震動地震作用可以用設(shè)計加速度反應(yīng)譜、設(shè)計地震動時程和設(shè)計地震動功率譜表達。功率譜表達。抗震設(shè)計設(shè)計加速度反應(yīng)譜設(shè)計加速度反應(yīng)譜10T(s)0.1Tg0SmaxS水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜ACCCSdsi25. 2max式中，式中，Ci為重要性系數(shù)，為重要性系數(shù)，Cs為場地系數(shù)，為場地系數(shù)，Cd為阻尼調(diào)整系數(shù)，為阻尼調(diào)整系數(shù)，A為設(shè)計基本地震動加速度峰值。為設(shè)計基本地震動加速度峰值?？拐鹪O(shè)計橋梁抗震設(shè)計流程橋梁抗震設(shè)計流程為了實現(xiàn)兩級抗震設(shè)防原則，橋梁抗震設(shè)計流程：為了實現(xiàn)兩級抗震設(shè)防原則，橋梁抗震設(shè)計流程：n 確定地震中預(yù)期的確定地震中預(yù)期的延性構(gòu)件延性構(gòu)件和和能力保護

11、構(gòu)件能力保護構(gòu)件，選擇地震中延性構(gòu)件潛，選擇地震中延性構(gòu)件潛在的在的塑性鉸塑性鉸位置；位置；n 進行多遇地震、設(shè)計烈度地震作用下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析。進行多遇地震、設(shè)計烈度地震作用下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析。n多遇地震多遇地震反應(yīng)譜方法反應(yīng)譜方法n設(shè)計烈度地震設(shè)計烈度地震時程分析方法；時程分析方法；n 進行多遇地震作用下進行多遇地震作用下墩柱強度檢算墩柱強度檢算；設(shè)計烈度地震作用下橋梁上部結(jié)；設(shè)計烈度地震作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件檢算連接構(gòu)件檢算；n 根據(jù)能力保護原則進行根據(jù)能力保護原則進行能力保護構(gòu)件設(shè)計能力保護構(gòu)件設(shè)計，以確保在地震作用下能力，以確保在地震作用下能力保護構(gòu)件處

12、于彈性范圍內(nèi)；保護構(gòu)件處于彈性范圍內(nèi)；n 抗震構(gòu)造細部設(shè)計?？拐饦?gòu)造細部設(shè)計?？拐鹪O(shè)計n 靜力法：等效靜力法，靜力法：等效靜力法， 非線性靜力法，靜力彈塑性分析，又叫非線性靜力法，靜力彈塑性分析，又叫Pushover分析分析n 動力法：反應(yīng)譜分析方法，單模態(tài)、多模態(tài)動力法：反應(yīng)譜分析方法，單模態(tài)、多模態(tài) 功率譜法，單模態(tài)、多模態(tài)功率譜法，單模態(tài)、多模態(tài) 動力時程法（線彈性時程分析，非線性時程分析）動力時程法（線彈性時程分析，非線性時程分析） GF抗震設(shè)計橋梁抗震分析方法橋梁抗震分析方法地震作用地震作用B類類C類類D類類規(guī)則規(guī)則非規(guī)則非規(guī)則規(guī)則規(guī)則非規(guī)則非規(guī)則規(guī)則規(guī)則非規(guī)則非規(guī)則E1SM/MMM

13、M/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH表中：表中：TH：代表線性和非線性時程計算方法：代表線性和非線性時程計算方法 SM：單模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法：單模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法 MM：多模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法：多模態(tài)反應(yīng)譜和功率譜方法表表6.1.4 橋梁抗震分析可采用的計算方法橋梁抗震分析可采用的計算方法抗震設(shè)計橋梁動力分析模型橋梁動力分析模型公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿報批稿）6.3節(jié)節(jié)n 首先建立首先建立橋梁結(jié)構(gòu)的空間動力計算模型橋梁結(jié)構(gòu)的空間動力計算模型n 反映質(zhì)量、阻尼、剛度的分布與性質(zhì)反映質(zhì)量、阻尼、剛度的分布與性質(zhì) 梁、墩柱（空

14、間桿系單元）、支座（連接單元）梁、墩柱（空間桿系單元）、支座（連接單元） 混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.05，鋼結(jié)構(gòu)的可取為，鋼結(jié)構(gòu)的可取為0.02 應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。n 小震與中震下采用的模型小震與中震下采用的模型 小震應(yīng)采用總體空間模型小震應(yīng)采用總體空間模型 中震可采用局部空間模型中震可采用局部空間模型n非線性時程分析時采用的單元特性（支座連接、墩柱）非線性時程分析時采用的單元特性（支座連接、墩柱）抗震設(shè)計其他其他n公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿報批稿）6.3.6條，進行非線性時程分條，進行非線性時程分

15、析時，墩柱應(yīng)采用析時，墩柱應(yīng)采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。根據(jù)抗震設(shè)。根據(jù)抗震設(shè)防原則，防原則，E2地震作用下，允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性，發(fā)生損傷，因此需地震作用下，允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性，發(fā)生損傷，因此需要進行動力彈塑性分析。要進行動力彈塑性分析。梁柱單元的彈塑性可以采用梁柱單元的彈塑性可以采用 Bresler建議建議的屈服面來表示，也可采用非線性梁柱纖維單元模擬。的屈服面來表示，也可采用非線性梁柱纖維單元模擬。n公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿報批稿）6.3.7條，條，活動盆式支座活動盆式支座可用可用雙線性理想彈塑性雙線性理想彈塑性彈簧連接單元代表，因此需要進行彈簧連接單元代表，因此需要進行邊界非線性邊界非線性分析分析。n公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿報批稿）7.4.8條，對于條，對于雙柱墩、排架雙柱墩、排架墩墩，橫橋向的容許位移可在蓋梁處施加水平力，進行，橫橋向的容許位移可在蓋梁處施加水平力，進行非線性靜力非線性靜力分析分析。n公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（報批稿報批稿）第）第1010章，給出章，給出橋梁減隔震橋梁減隔震設(shè)設(shè)計的原則。計的原則?？拐鹪O(shè)計歡迎交流歡迎交流 ！抗震設(shè)計