公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則精選(九篇)

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第1篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁；抗震設(shè)計(jì)；

中圖分類號： U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1、工程概況

某高速公路項(xiàng)目路線主要沿河谷布設(shè)，橋梁數(shù)量較多，但主要以20m和25m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)橹?，上部結(jié)構(gòu)采用2008版通用圖，下部結(jié)構(gòu)多采用圓柱式橋墩、柱式或板凳式橋臺，橋高在20m以下，本文主要介紹設(shè)計(jì)中對這些常規(guī)橋梁進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的情況。

2、計(jì)算模型及主要參數(shù)

本項(xiàng)目抗震分析主要依據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG／TB02－01—2008）（以下簡稱《細(xì)則》）進(jìn)行。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—

，項(xiàng)目所在區(qū)域地震動峰值加速度為0．20g，場地特征周期為0．45s。根據(jù)《細(xì)則》，這些常規(guī)橋梁均為B類橋梁，且進(jìn)一步判斷為規(guī)則橋梁，地質(zhì)條件較好，地基土主要是中密或密實(shí)卵石，地基土的比例系數(shù)m取為40000kN／m2。計(jì)算采用多振型反應(yīng)譜法進(jìn)行，建模采用MIDAS／CIVIL2010軟件，上部結(jié)構(gòu)采用梁格模型，下部結(jié)構(gòu)采用空間桿系模型，上下部結(jié)構(gòu)之間的連接采用彈性連接，彈簧剛度根據(jù)采用的支座按《細(xì)則》計(jì)算，樁與土的相互作用采用土彈簧進(jìn)行模擬，彈簧剛度計(jì)算按照《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，并考慮了2．0的動力系數(shù)。圖1、圖2分別是5×20m和6×25m兩種典型跨徑裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁模型圖。

圖1 抗震分析模型（5x20m） 圖2 抗震分析模型(6x25m)

3、分析過程

模型建立后，分別進(jìn)行E1和E2地震作用下的抗震計(jì)算，其中墩柱作為延性構(gòu)件考慮。

3.1 E1地震作用下的計(jì)算

本階段是彈性計(jì)算，計(jì)算后應(yīng)用計(jì)算結(jié)果對墩柱、蓋梁、基礎(chǔ)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

3.2 E2地震作用下的計(jì)算

對于矮墩（高寬比＜2．5），計(jì)算后應(yīng)用計(jì)算結(jié)果對墩柱、蓋梁、基礎(chǔ)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

對其他橋墩（高寬比≥2．5），按下列過程進(jìn)行計(jì)算。

3.2.1 墩柱P－M－φ曲線計(jì)算

E2作用下，墩柱往往進(jìn)入彈塑性階段，進(jìn)行這個階段分析時(shí)，墩柱的軸力—彎矩—曲率曲線（即P－M－φ曲線）是重要的計(jì)算參數(shù)。提供M－φ曲線計(jì)算功能的程序較多，Midas／Civil也提供了這一功能，但需注意的是，計(jì)算時(shí)采用的約束混凝土本構(gòu)關(guān)系采用的一般是Mander模型，該模型中的混凝土抗壓強(qiáng)度參數(shù)采用的是圓柱體抗壓強(qiáng)度，而我國規(guī)范中混凝土強(qiáng)度參數(shù)采用的是立方抗壓強(qiáng)度，因此計(jì)算時(shí)一般要乘以0．85的換算系數(shù)。本文計(jì)算采用的是XTRACT軟件，其中的材料參數(shù)均采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）中的值。

計(jì)算中采用的軸力，即“P－M－φ”中的“P”值，《細(xì)則》7.4.4中規(guī)定為“最不利軸力組合”，此處取為E2地震作用下最大軸力與恒載軸力的合力。通過計(jì)算可以得到形如圖3的曲線。

圖3M－φ曲線

3.2.2 順橋向位移驗(yàn)算

根據(jù)《細(xì)則》7.4.3計(jì)算其最大容許轉(zhuǎn)角，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》7.4.7計(jì)算得順橋向墩頂容許位移。根據(jù)M－φ曲線，利用《細(xì)則》6.1.6式計(jì)算得截面有效抗彎慣性矩：

Ieff＝MyφyEc將MIDAS／CIVIL模型中橋墩的截面抗彎慣性矩用上面計(jì)算的結(jié)果替代，進(jìn)行E2作用下的計(jì)算，得墩頂最大順橋向位移并進(jìn)行驗(yàn)算。

3.2.3 橫橋向位移驗(yàn)算

根據(jù)根據(jù) 《細(xì)則》7.4.8，采 用MIDAS／CIVIL2010對橋墩進(jìn)行PUSHOVER分析，計(jì)算得塑性鉸達(dá)到最大容許轉(zhuǎn)角時(shí)的墩頂位移，其即為容許位移。將MIDAS／CIVIL計(jì)算模型中橋墩的截面抗彎慣性矩用截面有效抗彎慣性矩替代，進(jìn)行E2作用下的計(jì)算，即得墩頂最大橫橋向位移并驗(yàn)算。

2.3 能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算

根據(jù)《細(xì)則》6.8條、7.3條進(jìn)行對墩柱抗剪、蓋梁抗彎抗剪，樁基強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。

2.4 墩柱體積含箍率驗(yàn)算

根據(jù)《細(xì)則》8.1.2條，對塑性鉸區(qū)域配箍率進(jìn)行驗(yàn)算。

4、計(jì)算結(jié)果及配筋設(shè)計(jì)方案

墩柱的配筋設(shè)計(jì)可根據(jù)靜力計(jì)算和E1作用計(jì)算結(jié)果配置主筋。再以墩柱配筋作為輸入進(jìn)行E2作用計(jì)算和能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算，確定墩柱抗剪箍筋和樁基、蓋梁主筋和箍筋配置。

經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，對本項(xiàng)目常規(guī)橋梁（墩高在20m以下，跨徑20m、25m），在靜力作用和E1作用下的計(jì)算內(nèi)力較小，所需配置的鋼筋較少，大部分按構(gòu)造配筋即可。《細(xì) 則》規(guī) 定墩柱的最小配筋率為0．6％，根據(jù)以前用《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004—89）計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)，該配筋率偏低。參考美國加州《CaltransSeismicDesignCriteria》（《細(xì)則》中很多計(jì)算方法和理論與該規(guī)范一致），將墩柱配筋率控制在1％左右，經(jīng)驗(yàn)算均通過。在根據(jù)能力保護(hù)原則計(jì)算樁基配筋后發(fā)現(xiàn)樁基配筋較柱有大幅增加，為便于樁基和柱鋼筋的綁扎，在必要時(shí)將樁基鋼筋每兩根一束布置，使其束數(shù)與柱主筋一致，但因此增加了樁基主筋數(shù)量，鑒于樁基彎矩隨深度減弱較快，分批將主筋截?cái)嘁怨?jié)約造價(jià)。根據(jù)上述原則兩種典型跨徑不同墩高下的配筋設(shè)計(jì)結(jié)果見表1

表1部分橋梁配筋結(jié)果

從上述計(jì)算結(jié)果中可發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律。

1）在本項(xiàng)目所在區(qū)域和公路等級條件下，能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算控制構(gòu)件配筋。

2）由于采用了能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)，作為能力保護(hù)構(gòu)件的樁基礎(chǔ)，其主筋配置較《細(xì)則》前大大增加，配筋率較墩柱大，且墩柱越矮，所需配置的鋼筋越多。

3）墩柱箍筋較以前增加很多，有些同樣，墩柱越矮，所需配置的箍筋也越多。在《細(xì)則》頒布之前，箍筋往往采用直徑8mm或10mm的光圓鋼筋，其間距15～20cm，柱頂?shù)准用軈^(qū)也僅加密為間距10cm。而根據(jù)《細(xì)則》能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算的箍筋，在塑性鉸范圍內(nèi)，需采用直徑12mm甚至16mm的螺紋鋼筋，間距小至8cm。

5、結(jié)語

通過本項(xiàng)目所做的分析及與以前設(shè)計(jì)的對比發(fā)現(xiàn)以下結(jié)論。

1）《細(xì)則》實(shí)施后對橋梁的抗震能力進(jìn)行了有針對性的加強(qiáng)。

2）《細(xì)則》對于墩柱的抗彎并沒有提高要求，以前設(shè)計(jì)的橋梁墩柱，仍可滿足要求。

3）由于采用了能力保護(hù)設(shè)計(jì)原則，能力保護(hù)構(gòu)件的承載能力是根據(jù)相鄰構(gòu)件的承載能力確定的，所以墩柱的鋼筋配置越多，則樁基的配筋、塑性鉸區(qū)域箍筋、蓋梁配筋就越多。

4）由于墩柱越矮，其承載能力越高，導(dǎo)致越矮的墩柱，其塑性鉸區(qū)域箍筋及與其相鄰的樁基、蓋梁配筋就越多。盡管《細(xì) 則》規(guī)定矮墩（墩 高／直徑＜2．5的墩）不采用能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)，但實(shí)際計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，未達(dá)到矮墩標(biāo)準(zhǔn)，但墩柱很矮，接近矮墩的橋墩，按照能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)，其樁基配筋和塑性鉸區(qū)域箍筋過多，甚至很難滿足構(gòu)造要求。

參考文獻(xiàn)：

［1］JTG／TB02－01—2008公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則［S］．

［2］CALTRANSSeismicDesignCriteria［S］．

［3］JTGD63—2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)規(guī)范［S］．

第2篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞 橋梁抗震 設(shè)計(jì) 分析方法 規(guī)范

中圖分類號：U441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

地震是一種發(fā)生時(shí)間短、波及面廣、災(zāi)害程度極為嚴(yán)重的自然災(zāi)害。我國位于地震易發(fā)地帶。其中，地震烈度6度及以上的區(qū)域面積占我國全部國土面積60%以上，半數(shù)左右的城市位于地震烈度7度及以上地區(qū)。地震的發(fā)生會給社會、家庭、經(jīng)濟(jì)造成難以估量的損失。

近年我國災(zāi)害性地震頻發(fā)，2007年6月云南普洱6.4級地震、2008年5月汶川8.0級地震、2010年4月玉樹7.1級地震、2013年4月蘆山7.0級地震、2014年8月昭通魯?shù)?.5級地震，地震多次給人民帶來災(zāi)難的同時(shí)也加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對橋梁抗震設(shè)計(jì)的重視，推動了橋梁抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展及相關(guān)規(guī)范的逐步完善。橋梁結(jié)構(gòu)作為公路路網(wǎng)中的關(guān)鍵性結(jié)點(diǎn)是地震運(yùn)動作用下容易發(fā)生破壞的結(jié)構(gòu)元件，其損壞程度決定了所屬路網(wǎng)的通行能力。本文針對如何借助合理的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)，使其具有足夠的抗震能力進(jìn)行綜述。

1橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范現(xiàn)狀

最新的《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》與《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》摒棄了原《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》“以剛克剛”的彈性抗震設(shè)計(jì)思想，借鑒和引入了延性抗震理念及減隔振等“以柔克剛”的概念。在具體操作中，根據(jù)橋梁的重要性和在抗震救災(zāi)中起的作用，把橋梁進(jìn)行分類，并對各類橋梁進(jìn)行復(fù)雜程度不同的抗震設(shè)計(jì)。但現(xiàn)行的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、隔震周期及墩柱抗剪強(qiáng)度等方面闡述較為籠統(tǒng)，使工程師在采用規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)常常會產(chǎn)生一些困惑，如非規(guī)則橋梁自振頻率計(jì)算的方式、地震環(huán)境中多維作用下的構(gòu)件受力特性的仿真模擬等。

2 規(guī)則橋梁抗震設(shè)計(jì)方法

簡支梁與連續(xù)梁橋在公路橋梁中應(yīng)用最為廣泛，多為鋼筋砼或預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。歷史上嚴(yán)重橋梁震害調(diào)查顯示：結(jié)構(gòu)震害多發(fā)生于下部結(jié)構(gòu)處，而橋梁上部結(jié)構(gòu)自身很少發(fā)生嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象。通常，將梁體處理成2節(jié)點(diǎn)空間梁單元或板單元，真實(shí)模擬橋梁的實(shí)際邊界條件及下部結(jié)構(gòu)受力環(huán)境即可達(dá)到滿足工程精度的要求。下面以2*25m連續(xù)箱梁橋?yàn)槔龑σ话銟蛄嚎拐鹪O(shè)計(jì)方法進(jìn)行闡述與分析。

2.1 一次成橋模型的建立

本橋?yàn)?*25m連續(xù)箱梁橋，箱梁寬5m、高1.35m、支座與墊石總高0.21m，立柱中心間距3.2m，墩柱高度3.8m、直徑為1.0m，樁基采用2根1.2m鉆孔灌注樁（摩擦樁），樁長20.8m，場地土系數(shù)m值為30000KN/m4。主梁、立柱、基礎(chǔ)分別采用C50、C40、C30混凝土。建立橋梁模型如圖1所示。

圖1：一次成橋模型

在E1、E2地震作用下，計(jì)算模型要反映實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性（要能反映橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座、地基剛度、質(zhì)量分布以及阻尼特性）。從而保證在E1、E2地震作用下引起的慣性力和主振型能得到反映。

2.2 邊界條件的模擬

模型的邊界條件按照真實(shí)的情形進(jìn)行模擬：支座按照實(shí)際計(jì)算剛度進(jìn)行輸入，使其能反映支座的力學(xué)特性；樁基礎(chǔ)的模擬考慮樁土的共同作用，采用等代土彈簧進(jìn)行模擬，等代土彈簧的剛度采用表征土介質(zhì)彈性值的M值參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。圖2為模型邊界條件模擬示意。

圖2：模型邊界條件模擬示意圖

2.3 橋梁抗震分析

08《細(xì)則》與《城規(guī)》中對規(guī)則橋梁的抗震設(shè)計(jì)均采用延性理念和減隔震兩種策略，對地震分析與抗震驗(yàn)算方法的使用也基本相同。進(jìn)行橋梁抗震分析驗(yàn)算是采用反應(yīng)譜法，部分情況采用時(shí)程反應(yīng)分析法。本模型采用反應(yīng)譜法進(jìn)行分析。

首先采用多重Ritz向量法進(jìn)行特征值分析，得到結(jié)構(gòu)的固有周期、振型形狀等結(jié)構(gòu)動力特性。其次進(jìn)行反應(yīng)譜函數(shù)的定義，根據(jù)橋梁類型、場地類型、抗震設(shè)防烈度等因素確定反應(yīng)譜函數(shù)，并選擇相應(yīng)的抗震規(guī)范（本橋?yàn)橐?guī)則橋梁，小震作用下采用E1反應(yīng)譜的彈性設(shè)計(jì)、大震作用下采用E2反應(yīng)譜的彈性或彈塑性設(shè)計(jì)），圖3為模型對應(yīng)的反應(yīng)譜法函數(shù)。然后在結(jié)構(gòu)的各個振動方向上定義反映譜荷載工況。最后運(yùn)行分析，查看各模態(tài)作用下的分析結(jié)果。

圖3：反映譜函數(shù)圖

2.4 橋梁抗震驗(yàn)算

進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算時(shí)，有幾點(diǎn)需要特別注意：

（1）定義鋼筋混凝土構(gòu)件材料特性中“彎矩――曲率曲線”的定義，其目的是為了描述截面的彈塑性以及在定義材料彈塑性時(shí)對E、I值進(jìn)行修正，圖4為定義“彎矩――曲率曲線”示意圖。

圖4：“彎矩――曲率曲線”示意圖

（2）確定塑性鉸的位置，定義自由長度與長度系數(shù)。

（3）在進(jìn)行E2地震驗(yàn)算時(shí)，由于材料剛度發(fā)生變化，應(yīng)在驗(yàn)算前手動修改結(jié)構(gòu)剛度，驗(yàn)算結(jié)果真實(shí)可靠。其中剛度調(diào)整系數(shù)的計(jì)算公式為：

系數(shù)y=

系數(shù)z=

雙柱墩驗(yàn)算時(shí)需通過pushover計(jì)算填入橫向允許位移值。

最后運(yùn)行驗(yàn)算分析，查看構(gòu)件設(shè)計(jì)強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果（E1、E2彈性驗(yàn)算），位移變形驗(yàn)算（E2彈塑性驗(yàn)算），再根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整至全部通過驗(yàn)算并具有一定的安全系數(shù)。

3非規(guī)則橋梁抗震設(shè)計(jì)方法

以高墩大跨度剛構(gòu)橋?yàn)橹饕芯繉ο筮M(jìn)行討論性分析，此類橋梁的抗震能力分析將直接影線墩身承載能力的大小因此是設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)之一。

3.1 考慮地震動空間變化效應(yīng)的橋梁地震反應(yīng)分析

通常進(jìn)行的地震反應(yīng)分析，常采用假定地震發(fā)生時(shí)基礎(chǔ)各點(diǎn)以相同的振幅和相位振動的一致激勵法，忽略了地震動的空間變化特性，對于大跨度橋梁等線型結(jié)構(gòu)而言，則應(yīng)考慮地震地面運(yùn)動的空間變化性對橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的影響。

地震動無論是在強(qiáng)度、持時(shí)或是頻譜特性等方面均具有顯著的空間差異性，即地震動場地效應(yīng)，而引起地震動空間變化的因素十分復(fù)雜，主要包括地震的行波效應(yīng)、衰減效應(yīng)、部分相干效應(yīng)和局部場地效應(yīng)四部分。

地震動空間變化差動場在橋梁各橋墩基礎(chǔ)底部輸入不同的自功率譜來考慮局部場地的變化，其相關(guān)性用相干函數(shù)模型來考慮。對多點(diǎn)激勵橋梁地震反應(yīng)分析方法分兩大類：一類是確定性分析方法，包括反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法；另一類概率性分析方法，主要是隨機(jī)振動法。由于大跨度橋梁在長周期反應(yīng)譜和強(qiáng)空間耦合效應(yīng)研究上還不完善，且地震地面運(yùn)動的變化特征難以準(zhǔn)確模擬等因素，反應(yīng)譜法有時(shí)誤差很大。于是基于隨機(jī)理論的改進(jìn)反應(yīng)譜方法得到發(fā)展，如林家浩等等的虛擬激勵法。

有關(guān)地震動場的空間變異性及模擬模型的研究已有大量的研究工作，多是基于實(shí)測記錄統(tǒng)計(jì)分析獲得的成果。對山區(qū)高橋梁抗震分析中，主要考慮地震動的地形效應(yīng)，其影響因素主要包括地形的坡度、結(jié)構(gòu)物所處的場地、地震波的傳播方向以及地震波的入射角度等。對于河谷地形效應(yīng)影響的考慮，目前主要是基于數(shù)值分析的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)法和整體數(shù)值分析方法兩種。

3.2 非規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論和方法

基于性能的抗震設(shè)計(jì)是針對不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求，綜合考慮和應(yīng)用設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造措施以及減震裝置等來保障橋梁結(jié)構(gòu)在各級地震水平作用下的抗震性能，是橋梁抗震設(shè)計(jì)思想的一個重要轉(zhuǎn)變。我國08《細(xì)則》與《城規(guī)》也引進(jìn)了基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想，采用E1和E2兩水平抗震設(shè)防，即重要橋梁在E1震作用下只允許發(fā)生極小的損傷，而在E2地震作用下允許發(fā)生可修復(fù)的破壞。

基于位移的抗震設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)基于性能抗震設(shè)計(jì)思想的一條有效途徑。它直接以位移為設(shè)計(jì)參數(shù)，針對不同地震設(shè)防水準(zhǔn)，制定相應(yīng)的目標(biāo)位移，并且通過設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)在給定水準(zhǔn)地震作用下達(dá)到預(yù)先指定的目標(biāo)位移，從而實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)地震行為的控制?；谖灰频目拐鹪O(shè)計(jì)理論主要包括基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法、位移需求簡化計(jì)算和目標(biāo)位移的確定三方面內(nèi)容。北京工業(yè)大學(xué)針對山區(qū)高墩橋梁強(qiáng)震作用下震害特征和失效模式，開展多維多點(diǎn)地震作用下山區(qū)高墩橋梁地震模擬振動臺臺陣試驗(yàn)研究，提出了非彈性位移反應(yīng)譜和碰撞譜為基礎(chǔ)的基于位移抗震設(shè)計(jì)方法，發(fā)展基于直接位移的山區(qū)高墩橋梁抗震設(shè)計(jì)方法。

4結(jié)論

本文針對規(guī)則橋梁與非規(guī)則橋梁的抗震（下轉(zhuǎn)第191頁）（上接第179頁）設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了綜述，簡要的闡述了規(guī)則橋梁常規(guī)抗震設(shè)計(jì)分析的要點(diǎn)及過程，和非規(guī)則橋梁抗震設(shè)計(jì)的方法、要點(diǎn)及發(fā)展方向?，F(xiàn)行規(guī)范及常用方法多針對規(guī)則橋型，多采用靜力模擬的形式（反映譜法）進(jìn)行分析，但這種方法具有一定的局限性，適用的范圍有限。對于非規(guī)則橋梁和多維地震作用下橋梁的地震反映分析還需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)收集，使方針模擬更接近實(shí)際，結(jié)構(gòu)更為可靠，抗震加固方案更為理想。

參考文獻(xiàn)

[1] JTG/T B02-01-2008.公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則[S].

[2] CJJ 166-2011.城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3] Yamamura N，Hiroshi T.Response analysis of flexible MDF systems for multiple-support seismic excitation[J].Earthquake Engineering and Struc-tural Dynamics，1990，19（3）：345-357.

[4] 林家浩，張亞輝.隨機(jī)振動的虛擬激勵法[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[5] 王利輝.連續(xù)剛構(gòu)橋振動臺臺陣試驗(yàn)研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2011.

第3篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

【關(guān)鍵詞】公路工程；勘察；飽和砂土；液化判別；結(jié)果分析

前言：

飽和砂土液化是地基基礎(chǔ)震害的重要原因之一，國內(nèi)外判別飽和砂土、粉土液化的可能性有多種方法，如seed的簡化分析法、概率統(tǒng)計(jì)法、室內(nèi)試驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)分析法等等，國內(nèi)各抗震設(shè)計(jì)規(guī)范采用的地震液化判別方法主要有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法、靜力觸探法和剪切波速法等。在公路勘察中經(jīng)初步判別認(rèn)為有可能液化的土層，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法來判別的常用規(guī)范有《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）（以下簡稱為規(guī)范①）、《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01- 2008）（以下簡稱為規(guī)范②）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）（以下簡稱為規(guī)范③）；采用靜力觸探來判別砂土液化（現(xiàn)階段公路方面還未有正式的規(guī)范）一般采用《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》（TB 10018-2003）（以下簡稱為規(guī)范④）。

一、四種規(guī)范的液化判別方法

1、規(guī)范①

2、規(guī)范②

規(guī)范②是在《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004-89）基礎(chǔ)上修訂而成的，其中的砂土液化判別方法引用了當(dāng)時(shí)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）中的相關(guān)條款。即當(dāng)初步判別認(rèn)為需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法判別地面下15m深度范圍內(nèi)的液化；當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)判別15～20m范圍內(nèi)土的液化。當(dāng)飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)（N）（未經(jīng)桿長修正）小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值時(shí)（Ncr），應(yīng)判為液化土。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，尚可采用其他判別方法。

3、規(guī)范③

4、規(guī)范④

采用靜力觸探所取得的數(shù)據(jù)來對飽和砂土層進(jìn)行液化判別，在公路勘察方面暫時(shí)沒有專門的規(guī)范，在實(shí)際工作中一般采用規(guī)范④中的有關(guān)規(guī)定來進(jìn)行判別，其主要判別方法如下：

地震動峰值加速度為0.10g地區(qū)，地面以下15m內(nèi)、地震動峰值加速度為0.20g或0.40g地區(qū)，地面以下20m內(nèi)，有可能液化的地層，宜采用靜力觸探按下列要求進(jìn)行判別：

1）、實(shí)測計(jì)算貫入阻力Psca或qsca小于或等于單橋觸探液化臨界貫入阻力ps’或雙橋觸探液化臨界貫入阻力qc’時(shí)，應(yīng)判為液化土。

2）、實(shí)測計(jì)算貫入阻力Psca或qcca應(yīng)按下列規(guī)定取值：

二、四種規(guī)范的計(jì)算結(jié)果

在公路勘察中常采用多種方法對飽和砂土、粉土進(jìn)行液化判別，以相互應(yīng)證判別的準(zhǔn)確性，但由于各種規(guī)范的判別計(jì)算有所不同，以至于判別的結(jié)果也存在一定的差異。現(xiàn)根據(jù)江番高速公路某標(biāo)段的勘察成果，選取了6個鉆探孔和6個靜力觸探孔（靜力觸探孔均與鉆孔的距離很近，其地層分布特征基本相同），經(jīng)初步判別認(rèn)為有可能液化的土層，采用四種規(guī)范對飽和砂土層的液化情況進(jìn)行判別和液化等級的劃分。

計(jì)算場地的基本地震動加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震第一組，因此標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0=7，調(diào)整系數(shù)β取0.80；因?yàn)榈貙邮羌?xì)砂，故其黏粒百分含量ρc=3.0%，其余參數(shù)均按規(guī)范要求進(jìn)行取值計(jì)算。

三、對計(jì)算結(jié)果的分析

通過對以上計(jì)算結(jié)果的分析對比，采用規(guī)范②與規(guī)范③所計(jì)算的結(jié)果相差不大，其中Ncr值兩者相差的最大值為0.813，液化抵抗系數(shù)Ce（=N/Ncr）相差最大值為0.177，液化指數(shù)兩者相差最大值為1.74，液化等級一致。

而采用規(guī)范①與規(guī)范②所計(jì)算的結(jié)果相差較大，其中Ncr值兩者相差為0.10～5.783，液化抵抗系數(shù)Ce（=N/Ncr）相差為0.22～0.67，液化指數(shù)兩者相差為4.12～23.97，液化等級相差一級，規(guī)范①的結(jié)果偏于保守。

采用規(guī)范④的方法來判別液化，僅能判別其是否會發(fā)生液化，而不能定量的判別其液化等級，但從其液化的判別結(jié)果看，亦與規(guī)范②、規(guī)范③的結(jié)果比較吻合，而與規(guī)范①的結(jié)果相差較大。

四、結(jié)束語

綜上所述，在公路勘察中對于飽和砂土的液化判別不宜單獨(dú)的使用規(guī)范①來進(jìn)行判別，對于橋梁工程建議采用規(guī)范③來判別，雖然其與規(guī)范②的結(jié)果相差不大，但規(guī)范③的判別方法是在規(guī)范②的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其結(jié)果可能比規(guī)范②更合理。對于路基工程的飽和砂土、粉土層的液化判別則建議采用規(guī)范①與規(guī)范④兩種方法同時(shí)進(jìn)行，并采用規(guī)范③的方法進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTG C20- 2011），人民交通出版社，2011.

[2]公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則（JTG/T B02- 01-2008），人民交通出版社，2008.

第4篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：橋梁抗震；性能設(shè)計(jì)；減隔震設(shè)

中圖分類號：[TU997] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 我國地震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 抗震概念設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀

在橋梁抗震設(shè)計(jì)研究方面，目前國內(nèi)外在減隔震技術(shù)、橋墩延性抗震設(shè)計(jì)、防落梁措施、連梁裝置等方面進(jìn)行了大量的研究工作。美國在1971年San Fernando地震后，美國學(xué)者對地震動對結(jié)構(gòu)的效應(yīng)進(jìn)行了大量的研究，形成了反應(yīng)譜法、時(shí)程分析、隨機(jī)振動分析等一系列的地震響應(yīng)計(jì)算方法。日本根據(jù)新瀉和阪神兩次地震的震害，也相繼修訂了抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，對簡支體系橋梁采用了大量的減隔震技術(shù)，采用了大量的高阻尼支座進(jìn)行橋梁的減隔震設(shè)計(jì)。我國工程結(jié)構(gòu)的抗震研究起步較晚，但進(jìn)展迅速。通過總結(jié)歷次地震震害的經(jīng)驗(yàn)，于1989年頒布了《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，2008年在汶川地震后又頒布了《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》，提出了"兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)"的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，并且對延性設(shè)計(jì)、位移設(shè)計(jì)、能力保護(hù)設(shè)計(jì)、減隔震設(shè)計(jì)等提出了明確的計(jì)算方法與構(gòu)造規(guī)定。

1.2 抗震設(shè)防思想

在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)上，新、舊規(guī)范之間基本維持相當(dāng)?shù)乃?，但是在抗震設(shè)防思想上，卻存在較大的差別：舊規(guī)范在采用的是參照一個設(shè)防水平的地震參數(shù)確定地震作用，應(yīng)用線彈性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，即一水準(zhǔn)設(shè)防、一階段設(shè)計(jì)；新規(guī)范針對兩個設(shè)防水平的地震參數(shù)來確定地震作用，即二水準(zhǔn)設(shè)防、二階段設(shè)計(jì)。按照上述抗震設(shè)防思想，在實(shí)際的具體化操作中，新規(guī)范一是按照橋梁的重要性程度將有關(guān)橋梁的抗震設(shè)防劃分為A、B、C、D4個類別，按照所劃分的橋梁類別有區(qū)別的實(shí)施抗震設(shè)防；二是按照地震重現(xiàn)期的不同設(shè)計(jì)將地震劃分為E1和E2地震以對應(yīng)兩個不同水平的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)；三是針對近幾十年來有關(guān)震害經(jīng)驗(yàn)所表明變形能力和耗能能力不足是橋梁倒塌的主要原因，新規(guī)范通過延性設(shè)計(jì)保證結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的變形能力是較大的改進(jìn)。在上述新規(guī)范所注重的三方面，舊規(guī)范中的橋梁結(jié)構(gòu)均采用單一水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)地震是難以表現(xiàn)出的，因而，在抗震設(shè)防思想方面，新規(guī)范相較于舊規(guī)范具有較大水準(zhǔn)的提高。

2 項(xiàng)目概述

2.1 項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目起自東南四環(huán)連接線與G107輔道交叉處，向東北與規(guī)劃的G107輔道南延線相交（遠(yuǎn)期規(guī)劃為互通式立交），之后下穿鄭西鐵路客運(yùn)專線，與規(guī)劃經(jīng)南八路（烘云路）相交，下穿石武鐵路客運(yùn)專線后，繼續(xù)東行與在建的南三環(huán)東段、規(guī)劃中的經(jīng)開第十五大街（中天路）、規(guī)劃中的經(jīng)開第十七大街平面交叉，終于東南四環(huán)連接線與G107線鄭州段改建工程交叉處，并在此處設(shè)互通式立交一處，一期僅實(shí)施一條左轉(zhuǎn)匝道（東-北）。路線全長4.373公里。

本項(xiàng)目在大燕莊村東南與G107線鄭州段改建工程（四港聯(lián)動大道）交叉。擬在此處設(shè)置互通式立體交叉一座，立交型式為半直連式T形互通。

2.2 橋梁概況

全橋4聯(lián)，橋跨布置為3×30+4×30+3×30+4×18m，全長377m。墩臺徑向布置。橋面布置為（凈12.5+2×0.5m防撞護(hù)欄）。上部結(jié)構(gòu)第一至三聯(lián)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，第四聯(lián)為普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，單箱雙室；下部結(jié)構(gòu)為柱式橋墩，柱式及肋式橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

3 抗震設(shè)計(jì)參數(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和延性，是橋梁抗震設(shè)計(jì)的3個主要參數(shù)。

3.1 剛度

為了正確可靠地計(jì)算結(jié)構(gòu)在地震側(cè)向力作用下的變形，進(jìn)而控制其變形，工程師必須估算出結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度。這個量值把荷載或作用力與結(jié)構(gòu)的變形聯(lián)系起來。對結(jié)構(gòu)剛度的估計(jì)值將直接影響到對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)位移的預(yù)期值。過去往往使用全截面剛度代替開裂截面剛度，因而人為低估了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)位移，導(dǎo)致地震中出現(xiàn)落梁震害的嚴(yán)重后果。

3.2 強(qiáng)度

如果要保證橋梁結(jié)構(gòu)在預(yù)期的地震作用下免遭破壞，結(jié)構(gòu)就必須具有足夠的強(qiáng)度，以抵抗結(jié)構(gòu)在其彈性地震反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)力。對于發(fā)生概率很低的地震，如475年一遇的地震（部規(guī)規(guī)定的設(shè)防地震），結(jié)構(gòu)為抵抗其激起的彈性地震力，需要相當(dāng)高的強(qiáng)度。對于一般性橋梁，如果確實(shí)這樣做的話，則意味著在經(jīng)濟(jì)上的極大浪費(fèi)。因此，實(shí)際上在設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度通常只取對應(yīng)彈性地震力的一小部分，如25%～50%，并依靠結(jié)構(gòu)的非彈性變形能力，使結(jié)構(gòu)在地震中得以幸存。

3.3 延性

為了把嚴(yán)重的破壞降低到最低限度，并確保帶有適度抗倒能力的橋梁免于倒塌，當(dāng)大地震迫使橋梁產(chǎn)生大變形時(shí)（這些變形可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了彈性范圍），結(jié)構(gòu)仍能維持其大部分初始強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或材料用于抵抗其在非彈性反應(yīng)范圍內(nèi)的變形的能力，通常用延性這個術(shù)語來描述。延性是位于地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)所必須具備的一個無比重要的特性。結(jié)構(gòu)能夠依靠其延性在大地震中免于倒塌，其根本原因在于地震動對結(jié)構(gòu)的作用是以運(yùn)動方式、而非力的方式出現(xiàn)。

4 橋梁抗震設(shè)計(jì)

4.1 抗震設(shè)計(jì)流程

4.1.1 建立三維空間動力分析計(jì)算模型（考慮樁基礎(chǔ)的影響）。

4.1.2 計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)模型的動力特性。

4.1.3 進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計(jì)。

4.1.4 用反應(yīng)譜方法計(jì)算結(jié)構(gòu)模型的地震反應(yīng)。

4.1.5 用時(shí)程分析法進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析。

4.2 橋梁抗震設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

4.2.1 盡量將橋軸線設(shè)計(jì)成直線，曲線梁使結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)復(fù)雜化，盡可能使橋臺和橋墩與橋軸線垂直，斜交會引起轉(zhuǎn)動響應(yīng)而增大位移。

4.2.2 盡量少用伸縮縫，將橋面做成連續(xù)的，簡支梁地震時(shí)容易落梁。

4.2.3 基礎(chǔ)盡可能建在巖石或堅(jiān)硬沖擊土上，軟土或砂土易于放大結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)，且軟土有震陷、飽和砂土有液化等地質(zhì)地震災(zāi)害。

4.2.4 沿縱、橫橋向的橋墩剛度盡可能一致，剛度變化太大，地震時(shí)，較剛性的橋墩容易破壞。

4.2.5 能用小跨徑盡可能不用大跨徑，地震作用下，大徑橋梁墩柱軸向力大，使得墩柱的延性能力降低。

4.2.6 塑性膠應(yīng)設(shè)置在墩柱上，易于觀察和修復(fù)；不設(shè)計(jì)在蓋梁、主梁、水中或地下的的樁頂處，不便觀察和修復(fù)。

4.2.7 材料和結(jié)構(gòu)型式的選擇應(yīng)遵循以下原則：

①材料重量比要大（輕質(zhì)高強(qiáng)）；②變形能力要大（耗能的需要）；③強(qiáng)度和剛度的衰減要?。ǖ卣鹱饔檬欠磸?fù)作用的）；④結(jié)構(gòu)整體性要好（地震時(shí)不易脫落）；⑤造價(jià)要合理。

4.2.8 設(shè)置多道抗震防線，盡可能用超靜定結(jié)構(gòu)，避免使用靜定結(jié)構(gòu)。

4.2.9 防止脆性與失穩(wěn)破壞，增加結(jié)構(gòu)延性。

4.3 該互通式立交橋橋梁抗震設(shè)計(jì)

本路區(qū)內(nèi)地震動峰值加速度為0.15g，對應(yīng)地震烈度為Ⅶ度，構(gòu)造物設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。

4.3.1 保持橋梁縱橫向剛度的一致性。

4.3.2 在圓曲線處，橋梁采用18米普通鋼筋混凝土箱梁，即小跨徑箱梁。

4.3.3 在蓋梁兩端現(xiàn)澆25cm寬、60cm高的防止梁板側(cè)向位移的鋼筋混凝土防震擋塊；為吸收部分地震能量，減少地震引起的結(jié)構(gòu)間碰撞破壞，防震擋塊上粘貼2cm厚橡膠塊，蓋梁寬度滿足抗震細(xì)則的構(gòu)造要求。

4.3.4 結(jié)構(gòu)上根據(jù)規(guī)范要求及結(jié)構(gòu)計(jì)算加密箍筋間距，加長箍筋彎鉤長度，保證結(jié)構(gòu)安全，立柱和基樁鋼筋進(jìn)行了加密。

4.3.5 采用抗震性能好的支座。

結(jié)語

本文介紹了當(dāng)前橋梁抗震設(shè)計(jì)的原則，設(shè)計(jì)參數(shù)及橋梁抗震設(shè)計(jì)的流程，最后提出橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，供橋梁工程設(shè)計(jì)人員參考。

參考文獻(xiàn)

第5篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計(jì)抗震措施

Abstract: This paper will focus on the safety design and seismic design of highway bridges are analyzed and discussed, in order to improve the anti disaster ability of the highway bridge.

Keywords: highway bridge seismic design measures

中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

近年來各種地質(zhì)等災(zāi)害頻發(fā)，給國家和社會帶來巨大損失，隨著人們意識的不斷提高，公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及抗震能力越來越受到重視。本文將主要對公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性設(shè)計(jì)及抗震技術(shù)進(jìn)行分析與闡述，以提高公路橋梁的防災(zāi)害能力。

橋梁設(shè)計(jì)幾乎涵蓋了所有的橋梁類型，橋梁結(jié)構(gòu)自身的安會性需靠可靠的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析成果和合理的構(gòu)造處理措施來保證。除了要考慮恒載、活載、地震衙載、施工荷載及其它荷載等，還應(yīng)注重考慮強(qiáng)風(fēng)荷載、雪筒載、凍脹力、水力等對橋梁產(chǎn)生的影響。另外，所選橋型的造價(jià)是否合理是一個非?，F(xiàn)實(shí)的問題，所以橋梁設(shè)計(jì)不但要考慮其技術(shù)的可行性，更重要的是要考慮所選橋型的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是否達(dá)到了最佳范圍。

一、公路橋梁的震害及特征

對國內(nèi)外震害的調(diào)查表明，在過去的地震中，有許多橋梁遭受了不同程度的破壞，其主要震害有以下幾點(diǎn)。

1、橋臺震害

橋臺的震害主要表現(xiàn)為橋臺與路基一起向河心滑移，導(dǎo)致樁柱式橋臺的樁柱傾斜、折斷和開裂；重力式橋臺胸墻開裂，臺體移動、下沉和轉(zhuǎn)動；橋頭引道沉降，翼墻損壞、開裂，施工縫錯工、開裂以及因與主梁相撞而損壞。橋臺的滑移與傾斜會進(jìn)一步使主梁受壓破壞，甚至使主梁坍毀。

2、橋墩震害

橋墩震害主要表現(xiàn)為橋墩沉降、傾斜、移位，墩身開裂、剪斷，受壓緣混凝土崩潰，鋼筋屈曲，橋墩與基礎(chǔ)連接處開裂、折斷等。

3、支座震害

在地震力的作用下，由于支座設(shè)計(jì)沒有充分考慮抗震的要求，構(gòu)造上連接與支擋等構(gòu)造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，導(dǎo)致了支座發(fā)生過大的位移和變形，從而造成如支座錨固螺栓拔出、剪斷、活動支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞等，并由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力傳遞形式的變化，進(jìn)而對結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響。

二、提高公路橋梁安全性的設(shè)計(jì)分析

1、重視橋梁的耐久性

提高混凝土自身的耐久性是解決橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的前提和基礎(chǔ)。除此之外，要從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的角度及如何以設(shè)計(jì)和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性。

2、防控鋼筋混凝土裂縫

加大鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，是保護(hù)鋼筋免干銹蝕，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最重要的措施之一?？刂苹炷恋牧芽p，除按規(guī)范要求控制正常使用極限狀態(tài)的工作裂縫以外，更重要的是要采取構(gòu)造措施，控制混凝土施工及使用過程大量出現(xiàn)的非工作裂縫。

3、加強(qiáng)橋面的防水設(shè)計(jì)

橋面鋪裝層應(yīng)采用密實(shí)性較好的混凝土，混凝土鋪裝層內(nèi)應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng).防止混凝土開裂。采用復(fù)合纖維混凝土和在混凝土中摻入水泥基滲透結(jié)晶材料，都能收到較好的防水效果。橋面鋪裝層頂面應(yīng)設(shè)置防水層，特別是連續(xù)梁（或懸臂梁）的負(fù)彎矩段更應(yīng)十分重視防水層設(shè)計(jì)。此外，還需加強(qiáng)泄水管設(shè)計(jì)，應(yīng)特別注意泄水管周邊的構(gòu)造細(xì)節(jié)處，加強(qiáng)伸縮縫處的排水設(shè)計(jì)，防止水分從伸縮縫處滲入梁內(nèi)。

三、橋梁抗震設(shè)計(jì)的思路

1、延性設(shè)計(jì)思路

結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)彈塑性破壞的特點(diǎn)，一些學(xué)者提出了基于反應(yīng)譜的延性抗震設(shè)計(jì)思路。該方法采用地震力修正系數(shù)調(diào)整反應(yīng)譜加速度或彈性分析的地震內(nèi)力，來反映不同結(jié)構(gòu)的延性需求。如美國 AASHTO 橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范就針對橋墩、基礎(chǔ)、支座等構(gòu)件，采用不同的地震反應(yīng)修正系數(shù)R對彈性地震力進(jìn)行折減，到設(shè)計(jì)地震力。

2、基于性能的抗震設(shè)計(jì)思路

基于性能的抗震設(shè)計(jì)實(shí)際上是一總體設(shè)計(jì)思想，主要指結(jié)構(gòu)在受到不同水平地震(不同概率地震)作用下的性能達(dá)到一組預(yù)期的性能目標(biāo)?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)是使設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)在指定強(qiáng)度地震下的破損狀態(tài)及其造成的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡等控制在預(yù)期的目標(biāo)范圍內(nèi)， 使結(jié)構(gòu)震后的功能得以延續(xù)和維持?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)的特點(diǎn)是使抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，將抗震設(shè)計(jì)由以保障人們生命安全為基本目標(biāo)轉(zhuǎn)化為不同風(fēng)險(xiǎn)水平地震作用下滿足不同的性能目標(biāo)，從而通過多目標(biāo)、多層次的抗震安全設(shè)計(jì)來最大限度保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，滿足業(yè)主所需的結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)。基于性能的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括:1)科學(xué)的定義和確定地震危險(xiǎn)性；2)確定結(jié)構(gòu)在不同水平地震作用下?lián)p傷狀態(tài)、性能水平和性能指標(biāo)；3)設(shè)計(jì)方法，主要包括承載力設(shè)計(jì)方法、位移設(shè)計(jì)方法和能量設(shè)計(jì)方法等。

3、基于強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法

早期的抗震設(shè)計(jì)基本采用基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法，將地震力當(dāng)作靜荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度或剛度是否達(dá)到特定的極限狀態(tài)作為結(jié)構(gòu)失效的準(zhǔn)則。且該方法是目前許多抗震設(shè)計(jì)規(guī)范仍采用的設(shè)計(jì)方法。

四、公路橋梁設(shè)計(jì)的抗震措施

1、上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施

（1）盡量采用連續(xù)橋跨

盡量采用連續(xù)的橋跨代替簡支梁跨，進(jìn)而減少伸縮縫的數(shù)量，降低在此落梁的可能性， 同時(shí)也提高了橋上行車的舒適性。

（2）橋跨不宜太長

地震區(qū)橋跨不宜太長，大跨度意味著墩柱承受的軸向力過大，從而降低墩柱的延性能力。

（3）簡支橋梁加固措施

對常規(guī)的簡支橋梁結(jié)構(gòu)，首先，應(yīng)加強(qiáng)橋面的連續(xù)構(gòu)造，在梁與梁之間、梁與橋臺之間應(yīng)采用鋼筋拉桿連接，以及需提供足夠的加固寬度以防止主梁發(fā)生位移落梁，另外還應(yīng)適當(dāng)加寬蓋梁及支座的寬度，并增設(shè)防止位移的隔擋裝置等。其次，應(yīng)采用防震錨栓，在平常荷載作用下梁體可以在預(yù)留的空間內(nèi)伸縮變形，自由滑動；在地震荷載作用下，防震錨栓可起到限位耗能的作用，減耗部分地震能量。

2、下部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

（1）基礎(chǔ)處理

對于不良地質(zhì)，可以根據(jù)不同的具體地質(zhì)情況采用不同的方法進(jìn)行處理。

①對于巖層較淺的地方，采用較大擴(kuò)基或固定在基巖上或者在擴(kuò)基處砌筑厚度為 1.5～2m 的圍裙。

②對于地基軟硬不均，或砂層較厚地下水位較高地區(qū)要特別注意沙土液化，噴沙冒水現(xiàn)象的發(fā)生，可適當(dāng)增加橋長。

③合理布孔，使橋墩、 橋臺避開地震時(shí)可能發(fā)生滑動的岸坡或地形突變的不穩(wěn)定地段。或采用深樁、排樁穿過液化層，并采用系梁、承臺等加強(qiáng)聯(lián)結(jié)，或減輕結(jié)構(gòu)自重，在非沖測線下一米處，設(shè)置圍裙或條形基礎(chǔ)。

④加大基礎(chǔ)摹底面積、減少基底偏心，并適當(dāng)增加理置深度，亦可在臺前或墩兩側(cè)設(shè)斜撐，并在考慮采用時(shí)，將水平地震力和豎向地震力加以組合驗(yàn)算，換土或采用砂樁也是一種常用的方法。

（2） 橋墩設(shè)計(jì)

① 對于震區(qū)的橋墩，最好采用等截面，不宜做錐形截面墩，因?yàn)樽兘孛娴臉蚨盏目v波應(yīng)力較大，而等截面橋墩的縱波應(yīng)力相對較小，這樣可以減少波應(yīng)力。

② 在橋墩較粗能夠承受較大拉力時(shí)(一般用于大橋)，為了防止橋面在地震時(shí)上拋， 落下砸壞橋墩(橋臺)，一般用高強(qiáng)螺栓或預(yù)理鋼筋將橋梁及橋墩(臺)聯(lián)結(jié)起來。

③對于中小橋，一般采用簡支板(或預(yù)應(yīng)力板)，它允許橋面與橋墩能夠自由分開。地震時(shí)，為了防止橋面自由上拋時(shí)撟墩承受過大的拉力，同時(shí)，為了防防止橋面落下時(shí)沖壞橋墩，在支座處安放彈簧或橡膠支座等緩沖的東西。

（3）橋梁支座的抗震設(shè)計(jì)

① 對采用橡膠支座而無固定支座的橋跨，應(yīng)加設(shè)防移角鋼或設(shè)擋軌，作為支座的抗震設(shè)計(jì)。

②對高烈度區(qū)的橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)在縱向設(shè)置一定的消能裝置，如采用聚四氟乙烯支座、迭層橡膠支座、鉛芯橡膠支座等減、 隔震支座以及在梁體與墩臺的連接處增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼，以便共同受力和減小水平橋梁荷載的作用。

③由于拱橋?qū)χё轿灰剖置舾?，同時(shí)兩邊橋臺的非同步激振會引起較大的偽靜力反應(yīng)，有時(shí)甚至?xí)笥趹T性力所引起的動力反應(yīng)，因此要求震區(qū)的拱橋墩臺基礎(chǔ)務(wù)必設(shè)置于整體巖盤或同一類型的場址上， 以保證地震時(shí)各支座的同步激振。

綜上，橋梁抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的各個階段，需要認(rèn)真對待。有效提高橋梁抗震性能， 需要了解震害的類型以及橋梁所在地的地震發(fā)生情況，在這個基礎(chǔ)之上， 注意一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)。遵循橋梁抗震設(shè)計(jì)基本原則，把橋梁結(jié)構(gòu)的每一個部分有機(jī)結(jié)合在一起， 形成一個強(qiáng)大的抗震整體，這樣才能保證橋梁的抗震性能。

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第6篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：橋梁抗震設(shè)計(jì)重要性問題對策

中圖分類號：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

與其他自然災(zāi)害不能相比的是，地震帶來的損失不僅僅是財(cái)產(chǎn)，還有無數(shù)生命。在最近的20 年里，全球發(fā)生了許多次地震，震級大，極具破壞性，尤其是發(fā)生在城市中，造成的生命財(cái)產(chǎn)損失是慘重的。每個城市的都有個共同特點(diǎn)是：每個橋梁工程都受到了不同程度的損壞，切斷了地震區(qū)域的交通生命線，給救災(zāi)的行動也帶來了很大的困難，加重了災(zāi)區(qū)的次生災(zāi)害。而對交通線的依賴性也越來越強(qiáng)。交通線被地震破壞，直接導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)和間接造成經(jīng)濟(jì)損失的程度變大。地震里的橋梁工程受到破壞的后果影響著國家對其的關(guān)注性。因此，橋梁工程的抗震研究也彰顯了重要性。

一、加強(qiáng)城市橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性

世界上有很多次的地震都發(fā)生在城市當(dāng)中，如我國在1978 年的唐山大地震，美國1906 年的舊金山大地震、美國1964 年的阿拉斯加大地震、日本1968 年的十勝沖大地震等待。而在地震當(dāng)中，這些城市都五一例外的遭受到了重大的損失。地震造成巨大災(zāi)害除了體現(xiàn)在地震導(dǎo)致的橋梁、建筑物倒塌等，也體現(xiàn)在地震導(dǎo)致交通設(shè)施損毀后所帶來的間接損失。

在城市交通設(shè)施遭受損壞以后，大量物資難以運(yùn)送進(jìn)去，群眾脫離危險(xiǎn)地帶的難度也在加大，因此預(yù)防作為生命線的交通設(shè)施遭到地震的嚴(yán)重?fù)p毀就顯得非常必要，其中作為交通樞紐的城市橋梁就更是如此。美國1971 年發(fā)生的圣費(fèi)爾南多地震，雖然只有6.6 級，卻摧毀了大部分的城內(nèi)橋梁設(shè)施，造成的經(jīng)濟(jì)損失總和達(dá)到了10 億美元；1989年洛馬·普里埃塔地震，再次使城內(nèi)橋梁設(shè)施全部癱瘓，造成經(jīng)濟(jì)損失總和達(dá)到了70 億美元；日本阪神地震，也僅為7.2 級的中級地震，造成了城市高架橋、高速公路隧道橋、高速鐵路隧道橋的坍塌，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。總的來說，理論和經(jīng)驗(yàn)都告訴我們，加強(qiáng)城市橋梁的抗震設(shè)計(jì)非常重要。

二、橋梁的抗震設(shè)計(jì)存在的問題

現(xiàn)代城市橋梁主要以高架橋和立交橋?yàn)橹?，其在我國得到了快速的發(fā)展，這些交通建筑設(shè)施極大地改善了城市交通狀況，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著非常重要的作用。但是在歷次城市發(fā)生的大地震中顯示，這些橋梁遭受損毀比較嚴(yán)重。比如說1974 年發(fā)生在美國的諾斯雷奇地震，就直接摧毀了7 座立交橋，3 座高架橋，引起了洛杉磯北部地區(qū)的許多高速公路癱瘓。

筆者通過分析歷史城市地震對城市橋梁的損毀，總結(jié)出了如下的幾種破壞形式，具體地：1）地震造成的地面沉降不均或者是地面移動，導(dǎo)致橋梁彎曲不平或者是橋梁向一邊傾斜；2）受地震影響，使砂土液化或者地面劇烈運(yùn)動，而是橋梁整體向河心移動，并且受到擠壓而損毀；3）地震直接導(dǎo)致橋梁的各鏈接部位破壞，進(jìn)而摧毀橋梁；4）地震把橋墩損害，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁側(cè)倒或者是坍塌；5）橋墩被剪切損毀，鋼筋扭曲，混凝土壓垮橋墩的部分區(qū)域，而造成橋梁側(cè)倒；6）地震造成地面移動，進(jìn)而使橋梁橫向受到拉力過大，造成橋梁錯位或者是側(cè)倒；7）鋼結(jié)構(gòu)橋墩或者是鋼結(jié)構(gòu)橋梁變形；8）剛結(jié)構(gòu)支座因?yàn)殄^桿斷裂，導(dǎo)致橋梁局部破壞，或者落梁。

另外，作者也專門研讀了關(guān)于這些橋梁設(shè)計(jì)的資料，這些曾經(jīng)因地震而損毀的橋梁都是采用“強(qiáng)度設(shè)計(jì)”的理念，而很少考慮到延性設(shè)計(jì)或者是結(jié)構(gòu)控制的手段。并且從資料的分析中，也發(fā)現(xiàn)那時(shí)地震規(guī)范基本上是“強(qiáng)度設(shè)計(jì)”，缺少結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)控制概念. 從幾次地震所造成損害來看, 采用span by span（ 逐跨法）來設(shè)計(jì)的高架橋梁，其損毀程度更為嚴(yán)重。主要是因?yàn)檫B續(xù)的高架橋的結(jié)合部位往往設(shè)立在跨中位置較小的地方，主要是剪力傳遞，且構(gòu)造簡單。當(dāng)遭受較大的地震時(shí)候，橫向和豎向的復(fù)合振動下，結(jié)合部位容易受損，造成橋梁斷裂和坍塌。

城市中的橋梁大部分都是采用公路橋梁的防震規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且這些規(guī)范中供參考的設(shè)計(jì)方法都是建立在對公路分析的基礎(chǔ)之上的，因此就對城市橋梁可能會面臨的一些特殊要點(diǎn)考慮不到。比如說，大型復(fù)合立交橋就不能夠?qū)⑵浜唵畏殖蓭讉€單式橋梁來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，而必須要考慮到整個橋梁結(jié)構(gòu)受到地震沖擊時(shí)的影響等等。

關(guān)于橋梁抗震設(shè)計(jì)的對策

1、橋梁抗震概念設(shè)計(jì)

所謂橋梁的抗震概念設(shè)計(jì)是說設(shè)計(jì)人員在研究地震帶來的災(zāi)害的基礎(chǔ)之上，通過總結(jié)之前的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)原則，確定橋梁抗震設(shè)計(jì)的總體方案。正確的選擇材料、確定細(xì)節(jié)構(gòu)造，使橋梁的每一個環(huán)節(jié)都能環(huán)環(huán)相扣，合理配置，使其在地震中發(fā)揮整體效應(yīng)，達(dá)到最佳的抗震效果。

2、延性設(shè)計(jì)

目前，在我國的城市橋梁延性抗震設(shè)計(jì)中，對于延性的驗(yàn)算經(jīng)常使用的準(zhǔn)則包括以下幾種：強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則、能量破壞準(zhǔn)則、變形破壞準(zhǔn)則、基于低周疲勞特征的破壞準(zhǔn)則等。本文中筆者已經(jīng)針對延性在城市橋梁抗震設(shè)計(jì)中的重要性作了詳細(xì)的闡述，由此可見，延性設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的。所以筆者建議在做橋梁的延性驗(yàn)算時(shí)，一定要結(jié)合橋梁的具體設(shè)計(jì)以及工程要求，選擇合適的驗(yàn)算準(zhǔn)則，做精確的計(jì)算，以提高結(jié)構(gòu)的延性性能，保證橋梁的抗震性能。

3、加強(qiáng)對橋梁細(xì)部構(gòu)造的研究

在城市中，最常見的就是高架橋。而高架橋在地震別容易損害，根據(jù)這個經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，筆者建議在以后城市橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該加強(qiáng)對橋墩、支座等一些細(xì)部構(gòu)造的研究和分析，尤其是延性方面，不能只針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)做設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@些非混凝土結(jié)構(gòu)也是決定橋梁抗震性能的關(guān)鍵。

4、重視基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)

對于橋梁而言，基礎(chǔ)是承重主體，也是抗震的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)一旦基礎(chǔ)被破壞，不僅在地震發(fā)生的時(shí)候會造成嚴(yán)重的后果，在地震之后橋梁也無法修復(fù)，只能重建。這樣就大大增加了經(jīng)濟(jì)損失。所以在橋梁抗震設(shè)計(jì)中一定要重視基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)。只有在保證基礎(chǔ)牢固的前提下，才能保證橋梁的上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

5、從實(shí)際出發(fā)

在不同的地區(qū)，地震的發(fā)生頻率以及地震的等級都是不同的。所以在進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)的過程中要結(jié)合工程所在地的具體情況，確定抗震設(shè)計(jì)等級。不能盲目的求高，造成不必要的浪費(fèi)。在設(shè)計(jì)之前，認(rèn)真勘察地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況以及地理位置特征，在掌握區(qū)域地震發(fā)生特征之后，再結(jié)合工程實(shí)際情況確定抗震設(shè)計(jì)方案。保證橋梁抗震性能。

橋梁結(jié)構(gòu)有效的抗震措施還有許多，因此我們在橋梁設(shè)計(jì)過程中須認(rèn)真分析和了解結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和特性，精心設(shè)計(jì)并采取一系列有效的抗震措施。橋梁抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的各個階段，需要認(rèn)真對待。在可行性研究階段，應(yīng)強(qiáng)化抗震概念設(shè)計(jì)，選擇合理的橋位和橋型；在初步設(shè)計(jì)階段，要強(qiáng)化抗震體系設(shè)計(jì)，確定合適的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)算準(zhǔn)則，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的總體分析；在施工圖設(shè)計(jì)階段，應(yīng)強(qiáng)化抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)，重視抗震構(gòu)造采取的措施和構(gòu)造細(xì)節(jié)。

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第7篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；地震波；塑性區(qū)長度；配筋率；樁土相互作用；橋墩；樁基

中圖分類號：U441文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Influence of Pilepier Reinforcement Ratio on Plastic Hinge

Length of Bridge StructureSONG Bo1， LI Kaiwen1，2， HUANG Shuai1

（1. School of Civil and Environmental Engineering， University of Science and Technology Beijing，

Beijing 100083， China； 2. Guang Province Transmission & Tronsformer Engineering

Company， Guangzhou 510610， Guangdong， China）Abstract： Using elasticplastic fiber unit model for a continuous beam bridge structure and pile foundation， the nonlinear seismic response of pier and pile foundation considering pilesoil interaction was carried out and the different types of seismic waves on the pile foundation and the pier dynamic response were analyzed. The development of plastic zone and dynamic response of structure under different pilepier reinforcement ratio conditions were emphatically studied. The results show that with the pilepier reinforcement ratio change， the response plasticities of pile foundation and pier show different trends； pilepier reinforcement ratio is an important factor of dynamic characteristics for the bridge pier supported by group piles system； the pier reinforcement ratio not only impacts on development of the plastic zone of the pier， but also impacts greatly on the pile foundation. In addition， different types of seismic waves have different effects on the dynamic responses for brige pier structure with group pile foundation， and the longperiod seismic waves are maximum， followed by inland direct seismic waves， plate boundary seismic waves are minimum.

Key words： bridge structure； seismic wave； plastic hinge length； reinforcement ratio； pilesoil interaction； pier； pile foundation

0引言

大型橋梁墩柱通常位于水下或土中，對于埋入土中的樁基來講，地震反應(yīng)過程中形成的塑性區(qū)一般不宜被發(fā)現(xiàn)，因此研究樁基和橋墩的破壞與損傷規(guī)律對于大型橋梁抗震設(shè)計(jì)具有重要的意義。日本土木學(xué)會對1999年阪神地震中阪神3號和5號高速公路橋梁的破壞情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)約一半以上樁基需要修復(fù)，由于樁基檢測和修復(fù)較為困難，嚴(yán)重影響了災(zāi)后重建和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此在橋梁抗震設(shè)計(jì)中需要合理控制結(jié)構(gòu)塑性鉸區(qū)的產(chǎn)生部位和發(fā)展過程。在選擇塑性耗能機(jī)制時(shí)，應(yīng)盡可能使預(yù)期的塑性區(qū)發(fā)生在易于檢查和修復(fù)的部位。

由于配筋率直接影響到結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)開展情況，因此配筋率對橋梁抗震性能的影響成為各國學(xué)者的研究熱點(diǎn)，如Watson等[1]利用約束混凝土的Mander模型對截面彎矩曲率進(jìn)行了數(shù)值回歸分析，提出了墩柱曲率與鋼筋用量之間的計(jì)算公式。Chang等[2]給出了等效塑性鉸長度的力學(xué)計(jì)算模型，開發(fā)了鋼筋混凝土橋墩非線性分析程序。劉慶華等[3]利用近似Watson的方法，從理論上探討分析了鋼筋混凝土柱曲率延性與配筋率之間的關(guān)系。王麗欣等[4]通過低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，研究了分別采用普通復(fù)合箍筋和新型SClip筋的橋墩柱的抗震性能，發(fā)現(xiàn)箍筋的配筋率、配筋方法能影響到縱向鋼筋性能和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷情況。李方元等[5]分析了多種剪跨比與不同配箍率、不同腹板縱向普通鋼筋配筋率及不同豎向預(yù)應(yīng)力對箱梁截面抗剪承載力的影響，發(fā)現(xiàn)改變腹板縱向普通鋼筋和箍筋的配筋率對構(gòu)件承載力和破壞形態(tài)的影響不明顯。付玉輝[6]發(fā)現(xiàn)由于中國規(guī)范要求的塑性鉸區(qū)最低約束箍筋用量較低，在相同配筋條件下，中國規(guī)范計(jì)算得出的橋墩抗剪能力較國外規(guī)范要低。卓衛(wèi)東等[7]根據(jù)不同試驗(yàn)的研究成果和非線性回歸分析，提出了一種新的延性橋墩塑性鉸區(qū)范圍最低約束箍筋用量的計(jì)算公式。

在以往的研究中，各國學(xué)者對塑性區(qū)長度的推導(dǎo)計(jì)算以及橋墩塑性區(qū)分布的數(shù)值模擬進(jìn)行了大量研究，而對于樁基與橋墩縱向鋼筋配筋率的比值對橋梁結(jié)構(gòu)塑性區(qū)的開展影響研究較少。本文中定義樁基截面縱向鋼筋配筋率與橋墩截面縱向鋼筋配筋率比值為樁墩配筋率比。在既有研究的基礎(chǔ)上，本文中將采用橋梁結(jié)構(gòu)通用有限元分析軟件，以公路橋梁中常見的連續(xù)橋梁為工程背景，建立連續(xù)橋梁的群樁基礎(chǔ)橋墩模型，分析結(jié)構(gòu)在不同類型地震波作用下的彈塑性地震反應(yīng)，通過變換樁基和墩柱配筋率比，重點(diǎn)研究不同樁墩配筋率比的群樁基礎(chǔ)橋墩體系塑性區(qū)開展程度的變化趨勢，以期為橋梁抗震設(shè)計(jì)以及抗震性能評價(jià)提供參考。

1橋梁結(jié)構(gòu)動力分析理論

在彈塑性纖維梁柱單元模型中，每個纖維的軸向變形對應(yīng)于截面的軸向變形和彎矩變形。根據(jù)纖維的應(yīng)變可以確定纖維應(yīng)力狀態(tài)，可以根據(jù)纖維模型的材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和截面上的變形分析準(zhǔn)確地計(jì)算出截面的彎矩曲率關(guān)系，還可以考慮軸力引起的中和軸的變化。本文中利用彈塑性纖維梁柱單元分析橋墩和樁基礎(chǔ)在地震作用下的動力響應(yīng)，根據(jù)彈塑性單元的基本假定[8]將梁單元劃分若干個離散微小積分段?？紤]剛性地基一致地震動輸入的橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程為

M+C+Ku=-Mg（1）

式中：M，C，K分別為梁單元的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣；u，，g分別為地面運(yùn)動位移向量、速度向量和加速度向量。

假定纖維單元截面位于局部坐標(biāo)系Oxyz，其中，x為軸向坐標(biāo)，y，z均為截面坐標(biāo)，φy（x）為梁柱單元高度x處對截面單元坐標(biāo)軸y軸的曲率，φz（x）為梁柱單元高度x處對截面單元坐標(biāo)軸z軸的曲率，εx（x）為梁柱單元高度x處截面中和軸的軸向應(yīng)變。由位移u與曲率φ（x）之間的關(guān)系式u=φ（x）dxdx，可以得到x處截面上的曲率φy（x），φz（x）分別為

φy（x）=2uy（x） x2

φz（x）=2uz（x） x2（2）

根據(jù)式（2）可以計(jì)算出x處截面上的變形列向量。根據(jù)平面假定，y，z處的應(yīng)變可以通過式（3）～（5）求得

ε（x，y，z）=I（x，y，z）d（x）（3）

d（x）=（u″y（x），u″z（x），ε（x））T=

（φz（x），φy（x），ε（x））T（4）

I（x，y，z）=-y1 … -yi … yn

z1…zi…zn

1…1…1T（5）

則相應(yīng)的應(yīng)力σ（x）為

σ（x）=ε（x）E（x，y，z）=（σ1（x，y1，z1），…，

σi（x，yi，zi），…，σn（x，yn，zn））T（6）

式中：E（x，yi，zi）為截面第i個纖維單元的彈性模量，由纖維單元各自的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系決定。

梁單元截面上的內(nèi)力D（x）可以由式（7）進(jìn)行計(jì)算，即

D（x）=k（x）d（x）=（My（x），Mz（x），N（x））T（7）

k（x）=n i=1EjiAiy2in i=1EjiAiyizi-n i=1EjiAiyi

n i=1EjiAiyizin i=1EjiAiz2in i=1EjiAizi

-n i=1EjiAiyin i=1EjiAizin i=1EjiAi=

IT（x）EitanAI（x）（8）

式中：My（x），Mz（x）分別為截面繞y，z軸的彎矩；N（x）為軸向力；Ai為第i個纖維單元的面積；Ej為纖維單元的切線模量系數(shù)；Eitan為切線模量。

根據(jù)式（6）～（8）可以計(jì)算出梁單元的桿端內(nèi)力，其計(jì)算結(jié)果為

D（x）=（My（x），My（y），N（x））T=

（-n i=1σjiAiyi，n i=1σjiAizi，n i=1σjiAi）T（9）

最后根據(jù)式（2）與式（9）則可以計(jì)算出梁單元的桿端彎矩與曲率關(guān)系。2工程概況與模型參數(shù)

2.1工程概況

某跨長40 m的連續(xù)梁橋，橋墩和樁基礎(chǔ)均采用HRB335鋼筋和C40混凝土，橋墩為矩形墩，墩高10 m，樁基礎(chǔ)為圓形灌注樁，樁長28.5 m，工程場地類型為Ⅱ類場地，橋墩和樁基尺寸如圖1所示，場地土層分布如圖2所示。利用MIDAS/Civil建立群樁基礎(chǔ)橋墩空間動力計(jì)算模型，采用梁單元模擬橋墩及樁體，梁單元橫截面離散成混凝土纖維和鋼纖維，不考慮混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)滑移，并且纖維之間變形符合平面假定。樁承臺采用板單元建立并擴(kuò)展實(shí)體單元，并將實(shí)體單元和梁單元進(jìn)行剛性連接，將上部結(jié)構(gòu)荷載約6 900 kN轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)質(zhì)量的形式加載在橋墩頂部。采用集中質(zhì)點(diǎn)系全樁模型模擬樁土相互作用，將樁土間相互作用等代彈簧的剛度和阻尼以及參振的等價(jià)土體質(zhì)量加到樁節(jié)點(diǎn)相應(yīng)位置上。

圖1橋墩和樁基尺寸（單位：mm）

Fig.1Sizes of Pier and Pile Foundation （Unit：mm）圖2土層分布（單位：mm）

Fig.2Soil Distributions （Unit：mm）所選用連續(xù)梁橋橋墩和樁基縱向鋼筋配筋率分別為0.994%和1.042%，為了研究不同樁墩配筋率比在強(qiáng)震作用下對群樁基礎(chǔ)橋墩塑性區(qū)開展的影響，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B0201—2008）[9]，按照8度地震設(shè)防對橋墩及樁基進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，選取縱向鋼筋配筋率分別為1.141%和1.345%的橋墩截面與配筋率分別為1.306%和1.707%的樁基截面，對3組不同配筋率的橋墩和樁基截面進(jìn)行對比分析。數(shù)值計(jì)算模型采用不同配筋率的橋墩和樁體模型組合，即A1～A3，B1～B3，C1～C3，共9組模型，其模型樁墩配筋率比值如表1所示。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）[10]利用UCFyber計(jì)算出各組橋墩截面和樁基截面的抗彎承載力參數(shù)，其值見表2。

2.2模型參數(shù)

群樁基礎(chǔ)模型的建立主要在于確定樁同作用的等代彈簧。樁基礎(chǔ)周圍土的土彈簧剛度系數(shù)表1橋墩樁基配筋率比值

的確定采用中國公路橋梁設(shè)計(jì)中常用的“m法”進(jìn)行計(jì)算，樁基沿深度方向每1 m設(shè)置一個土彈簧。集中質(zhì)點(diǎn)系全樁模型如圖3所示。

圖3集中質(zhì)點(diǎn)系全樁模型

Fig.3Fullpileparticle Concentration Spring Model本文中采用彈塑性纖維單元模型對鋼筋混凝土群樁基礎(chǔ)橋墩進(jìn)行損傷分析，混凝土的本構(gòu)模型為Kent等[11]提出的對受壓混凝土的包絡(luò)曲線的計(jì)算公式，考慮了混凝土的約束力對延性的影響。鋼筋的本構(gòu)模型[12]選擇雙折線型的隨動硬化曲線，考慮了軸向鋼筋應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，各加載路徑和應(yīng)變硬化區(qū)間的漸進(jìn)線之間的轉(zhuǎn)移區(qū)段呈曲線狀態(tài)。

2.3地震波的選取

對群樁基礎(chǔ)橋墩進(jìn)行地震時(shí)程動力分析時(shí)，選取日本規(guī)范[13]中規(guī)定的板塊邊界型地震波T1Ⅱ3、內(nèi)陸直下型地震波T2Ⅱ3以及長周期地震波TCU115這3組不同類型的地震波為加載波。為了研究樁墩配筋率比對群樁基礎(chǔ)橋墩體系塑性區(qū)開展的影響，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）[14]中規(guī)定將3組不同類型地震波水平加速度峰值調(diào)至620 cm·s-2，以滿足9度罕遇地震的設(shè)計(jì)要求，加載地震波加速度時(shí)程曲線如圖4所示。同時(shí)對3條地震波做出阻尼比為0.05時(shí)的反應(yīng)譜曲線，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，板塊邊界型地震波對于周期為0.25～1.50 s的結(jié)構(gòu)都有較大反應(yīng)，并且加速度反應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增大下降緩慢。而對于內(nèi)陸直下型地震波，加速度反應(yīng)譜卓越周期平臺較短，隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增大，加速度反應(yīng)下降速度比內(nèi)陸直下型地震波更快。長周期地震波具有加速度反應(yīng)譜卓越周期平臺較長的特點(diǎn)，其與結(jié)構(gòu)的響應(yīng)明顯大于板塊邊界型和內(nèi)陸直線型地震波。

圖4加載地震波加速度時(shí)程曲線

Fig.4Acceleration Timehistory Curves of

Loading Seismic Waves圖5地震加速度反應(yīng)譜

Fig.5Response Spectra of Seismic Accelerations3罕遇地震作用下的塑性區(qū)開展過程分析3.1分析指標(biāo)

在橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，中國規(guī)范《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B0201—2008）采用容許塑性轉(zhuǎn)角和容許位移來評價(jià)橋梁的抗震性能，而日本規(guī)范主要采用容許塑性率μα作為分析指標(biāo)，2種評價(jià)方法基本相似，中國規(guī)范在有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的部分從工程選址方面加以考慮，對于樁基的抗震設(shè)計(jì)與損傷評定有所欠缺，因此本文中主要參照日本規(guī)范和桿件曲率定義[15]的最大反應(yīng)塑性率μmax來分析橋梁結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下塑性區(qū)的開展情況及其抗震性能。最大反應(yīng)塑性率μmax、容許塑性率μα以及位移延性系數(shù)μ可分別按下式計(jì)算

μmax=|θmax|/θy（10）

μα=1+（δu-δy）/（αδy）（11）

μ=δm/δy（12）

δy=θyL2/3（13）

δu=δy+（θu-θy）Lp（h-Lp/2）（14）

Lp=0.2L-0.1D（15）

式中：|θmax|，θy分別為混凝土構(gòu)件絕對最大反應(yīng)轉(zhuǎn)角位移和屈服曲率；α為鋼筋混凝土構(gòu)件的變形安全系數(shù)，對于內(nèi)陸直下型地震波取1.2，板塊邊界型地震波取2.4，長周期地震波取2.0；δy，δu，δm分別為鋼筋混凝土構(gòu)件的屈服位移、極限位移和最大位移；L為構(gòu)件長度；D為圓截面直徑，矩形截面短邊長度；Lp為等效塑性鉸區(qū)長度，0.1D≤Lp≤0.5D。

3.2地震響應(yīng)特性分析

在地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的彎矩與曲率最大值一般發(fā)生在橋墩底部和樁基頂部，由此本文中以橋墩底部和樁基頂部的彎矩曲率值為主要計(jì)算數(shù)據(jù)來研究樁墩配筋率比對群樁基礎(chǔ)橋墩塑性開展的影響。9度罕遇的不同類型地震波作用下的橋墩底部和樁基頂部內(nèi)力響應(yīng)最大值如表3所示。

從表3可以看出，在相同地震波作用下，橋墩和樁基的彎矩隨著橋墩配筋率的增加而增大，而橋墩反應(yīng)曲率呈減小趨勢，但僅改變樁基的配筋率對橋墩內(nèi)力響應(yīng)影響并不明顯。在T1Ⅱ3地震波作用下，A3數(shù)值模型樁基的彎矩和曲率達(dá)到最大，彎矩超過極限彎矩，產(chǎn)生破壞。在不改變橋墩的配筋率情況下，將樁基的配筋率增加25.34%后，B3數(shù)值模型橋墩的彎矩和曲率分別減小8.9%和117.7%，而橋墩截面的彎矩和曲率分別增大1.0%和1.8%，這說明地震激勵的能量結(jié)構(gòu)由樁基向橋墩發(fā)生了轉(zhuǎn)移，使得樁基處于彈性階段。在TCU115地震波作用下，橋墩和樁基的最大反應(yīng)曲率明顯大于其他2種地震波的最大反應(yīng)曲率。

為了進(jìn)一步研究不同樁基配筋率對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響，選取A1，B1，C1三組數(shù)值模型對比研究樁基配筋率對橋梁結(jié)構(gòu)塑性區(qū)開展的影響，由于篇幅所限，本文中選取的這3組數(shù)值模型在T1Ⅱ3地震波作用下的彎矩曲率滯回曲線見圖6，7。

由圖6，7可以看出，T1Ⅱ3地震波作用下，隨著樁基配筋率的增大，橋墩截面的彎曲曲率滯回曲線呈增大趨勢，表明剪力及鋼筋粘結(jié)滑移的影響較小，橋墩的變形和耗能能力增強(qiáng)，而樁基截面的彎矩曲率滯回曲線呈減小趨勢，剪力及鋼筋粘結(jié)滑移的影響更為顯著，樁基受到的地震激勵較小。

由此可見，配筋率對群樁橋墩結(jié)構(gòu)的反應(yīng)曲率有較大影響，在不同類型地震波作用下，橋墩底部反應(yīng)最大曲率主要出現(xiàn)在由配筋率最低的樁基、橋墩組合成的模型。隨著樁基配筋率的增加，橋墩底部的最大反應(yīng)曲率也增加，結(jié)構(gòu)的塑性開展開始向橋表3地震波作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)最大值

墩轉(zhuǎn)移。而在相同配筋率的情況下，TCU115地震波對橋墩底部最大曲率的影響最為顯著，T1Ⅱ3地震波次之，T2Ⅱ3地震波對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響最小。因此，在地震易發(fā)區(qū)域的橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)提高橋梁的樁墩配筋率比來提高橋梁墩柱的耗能能力，以減小樁基受到的地震激勵。

3.3結(jié)構(gòu)塑性區(qū)開展程度分析

強(qiáng)震作用下，群樁基礎(chǔ)達(dá)到屈服，臨近破壞，變換橋墩和樁基截面配筋率對橋梁抗震性能的影響較大，且在不同類型地震波作用下，樁基、橋墩的塑性區(qū)開展程度有所不同。為了研究樁基配筋率和橋墩配筋率對樁基礎(chǔ)橋墩結(jié)構(gòu)塑性區(qū)長度的影響，本文中根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果和式（10），（11）計(jì)算出具有代表性的樁基和橋墩結(jié)構(gòu)的最大反應(yīng)塑性率和容許塑性率。圖8，9分別為橋梁結(jié)構(gòu)在TCU115地震波作用下的最大反應(yīng)塑性率和容許塑性率沿結(jié)構(gòu)高度變化的對比。

圖8A1，B1，C1模型在TCU115地震波作用下的

結(jié)構(gòu)塑性率分布

Fig.8Plastic Ratio Distributions of Structure for Models

A1，B1，C1 Under TCU115 Seismic Waves圖9A1，A2，A3模型在TCU115地震波作用下的

結(jié)構(gòu)塑性率分布

Fig.9Plastic Ratio Distributions of Structure for Models

A1，A2，A3 Under TCU115 Seismic Waves從圖8可以看出，在TCU115地震波作用下，A1數(shù)值模型在橋墩高度4.808 m處最大反應(yīng)曲率達(dá)到屈服曲率，開始出現(xiàn)屈服，屈服程度隨橋墩高度的減小而逐漸增大，在橋墩底部達(dá)到最大，塑性區(qū)長度為4.808 m，而樁基塑性區(qū)長度為0.577 m；當(dāng)樁基配筋率增加14.78%時(shí)，即B1數(shù)值模型，橋墩的塑性區(qū)長度增加至4.813 m，而樁基的塑性區(qū)長度減小至0.245 m；當(dāng)樁基配筋率增加至1.707%時(shí)，即C1數(shù)值模型，樁基將處于彈性階段，而橋墩塑性區(qū)長度增加至4.816 m，隨著樁基配筋率的增大，樁基塑性區(qū)長度呈減小趨勢，橋墩塑性區(qū)開展程度呈增大趨勢，但這種橋墩塑性變化趨勢并不明顯。從圖9可以看出，隨著橋墩配筋率的增加，橋墩塑性區(qū)開展程度呈減小趨勢，而樁基的塑性區(qū)長度呈增大趨勢。當(dāng)橋墩配筋率為1.141%時(shí)，即A2數(shù)值模型，橋墩的塑性區(qū)長度最大值為4.202 m，樁基的塑性區(qū)長度為0.615 m；當(dāng)橋墩配筋率增加17.88%時(shí)，即A3數(shù)值模型，橋墩結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)長度增加0.83%，樁基的塑性區(qū)長度增加4.72%。

由此可見，隨著樁基配筋率的增加，樁基與橋墩塑性區(qū)的開展程度呈相反趨勢，塑性區(qū)開展有向橋墩轉(zhuǎn)移的趨勢，橋墩承受主要的地震動。隨著橋墩配筋率的改變，其對橋墩塑性區(qū)的影響程度較樁基的影響大，這說明樁基配筋率的改變對橋梁結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)影響程度沒有橋墩配筋率的影響程度大，因此在一般橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)把橋墩配筋率作為橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能的主控因素，而把樁基配筋率作為樁基抗震性能的主要因素。

此外，為了探討樁墩配筋率比對橋梁結(jié)構(gòu)塑性區(qū)開展程度的影響，根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果和式（10）可以計(jì)算出在T1Ⅱ3地震波作用下不同樁墩配筋率比的樁基反應(yīng)塑性率和橋墩反應(yīng)塑性率，如圖10，11所示。

圖10樁基反應(yīng)塑性率

Fig.10Response Plastic Ratios of Pile Foundation圖11橋墩反應(yīng)塑性率

Fig.11Response Plastic Ratios of Pier從圖10，11可以看出，隨著樁墩配筋率比的增加，樁基的反應(yīng)塑性率呈減少趨勢，而橋墩反應(yīng)塑性率呈增大趨勢，這說明在地震作用下，隨著樁墩配筋率比的增大，樁基承受的地震動逐漸減小，而橋墩承受的地震動逐漸增加，橋墩成了主要的能量耗散構(gòu)件，塑性區(qū)開展由樁基向橋墩發(fā)生了轉(zhuǎn)移。由此可見，樁墩配筋率比對橋梁結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)開展有重要影響。在地震中樁基若出現(xiàn)屈服，即使橋墩損傷輕微，橋梁也基本沒有修復(fù)的可能。若當(dāng)樁墩配筋率比為接近1時(shí)，橋墩的曲率需求系數(shù)為6.38，而樁基的曲率需求系數(shù)為1.72，均小于構(gòu)件容許塑性率，橋梁結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。因此在一般橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理控制樁墩配筋率比，使結(jié)構(gòu)的塑性破壞發(fā)生在易于修復(fù)的部位，盡量使橋梁墩柱成為主要的能量耗散構(gòu)件。4結(jié)語

（1）隨著樁墩配筋率比的逐步增大，樁基的反應(yīng)塑性率呈減小趨勢，橋墩的反應(yīng)塑性率呈增大趨勢，呈現(xiàn)出“墩鉸”大于“樁鉸”的趨勢，橋墩成為主要的能量耗散構(gòu)件，這表明樁墩配筋率比是影響橋梁結(jié)構(gòu)塑性區(qū)開展程度的主要因素。因此在一般樁墩結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理地控制樁墩配筋率比值。當(dāng)樁墩配筋率比值接近1時(shí)，橋墩和樁基的塑性開展程度趨于理想狀態(tài)，即使橋梁受到損傷，對其進(jìn)行檢查與修復(fù)也很方便。

（2）隨著樁基配筋率的增加，橋墩的塑性區(qū)開展程度呈增大趨勢，但這種趨勢并不明顯，而橋墩配筋率的改變對樁基塑性區(qū)長度產(chǎn)生相對較大的影響。在一般橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)把橋墩配筋率作為橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能的主控因素，而把樁基配筋率作為樁基礎(chǔ)抗震性能的主要因素。

（3）不同類型的地震波對橋梁結(jié)構(gòu)的影響不同。對于本文中計(jì)算連續(xù)橋梁模型而言，長周期地震波對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)影響最大，內(nèi)陸直下型地震波次之，板塊邊界型地震波最小。此外，結(jié)構(gòu)的反應(yīng)塑性率最大值分別出現(xiàn)在不同地震波作用下，在進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以綜合評價(jià)分析。參考文獻(xiàn)：

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第8篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

摘 要：本文介紹了“5.12”汶川地震災(zāi)區(qū)部分市政道橋設(shè)施的典型損毀情況，并對損毀原因做了認(rèn)真的分析，希望能為今后地震區(qū)市政道橋設(shè)施的設(shè)計(jì)提供一些有益的參考建議。

關(guān)鍵詞：“5.12”汶川地震，道橋損毀

The representative damaged conditions and simple analyses of bridges & roadswhich suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake

Chen Jingang

( South-west Municipal Engineering Design & Research Institute of ChinaChendu610081)

Abstract: In this paper,the author introduces the representative damaged conditions of bridges & roads which suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake.The causations of the damage are seriously analysed subsequently.I hope this paper can offer some useful referrence to the design of bridges & roads which will be built in seismic region in the future.

Keywords：5.12 Sichuan wenchuan earthquake, damaged bridges & roads

1.概述

“5.12”汶川地震及其引發(fā)的各種次生災(zāi)害給災(zāi)區(qū)市政道橋設(shè)施造成了嚴(yán)重?fù)p壞，據(jù)四川省建設(shè)廳統(tǒng)計(jì)：39個極重災(zāi)區(qū)和重災(zāi)區(qū)縣（市、區(qū)）受損道路長2034km，橋梁408座，與市政道路配套的供水管道受損2471km，排水管道（污水）765km，燃?xì)夤艿?409km。

據(jù)《汶川地震災(zāi)區(qū)市政公用基礎(chǔ)設(shè)施重建規(guī)劃》測算，恢復(fù)重建市政道橋設(shè)施需投資223.67億元（不含鄉(xiāng)鎮(zhèn)），配套供水管道需投資32.79億元，排水管道需投資31.37億元，燃?xì)夤艿?2.85億元（含場站建設(shè)）。

2.道路橋梁損壞的主要類型

根據(jù)災(zāi)后檢測調(diào)查，除了位于震中的北川、汶川、青川縣城及映秀、漢旺、虹口、漩口等鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，災(zāi)區(qū)城鎮(zhèn)市政道橋交通設(shè)施受損破壞程度比公路要低很多，其主要表現(xiàn)類型為：

1﹑道路整體損毀：大面積山體崩塌、滑坡將道路橋梁整體掩埋、外推、淹沒或沖毀，致使路段整體被摧毀，阻路現(xiàn)象尤為突出。此種類型主要發(fā)生在北川、汶川、青川縣城及映秀、漢旺、虹口、漩口等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)道路及極重災(zāi)區(qū)縣城對外交通通道上。

2﹑路基沉陷與開裂：處于沿溪（河）線處的道路，因地震的強(qiáng)烈縱橫波使路基向河流方向滑移，造成路基沉陷、開裂及嚴(yán)重變形，此類現(xiàn)象比較常見。

3﹑路面損毀：地震引起山體上松散的巖體崩塌滾落，導(dǎo)致路面被砸出大大小小的坑槽，落實(shí)較大時(shí)，起水泥砼路面斷板，此類現(xiàn)象多在城鎮(zhèn)對外交通通道上。

4﹑路基淘空：沿江（河）修建道路靠河一側(cè)，支擋結(jié)構(gòu)物被毀，路基失去側(cè)向約束而向河道方向滑移，造成填方路基被淘空。

5﹑路基邊坡垮塌：強(qiáng)烈地震造成挖方邊坡失穩(wěn)坍塌，路基路面被埋，此類現(xiàn)象多為發(fā)生在片區(qū)之間連接通道。

6﹑橋梁結(jié)構(gòu)性垮塌破壞：地震引起橋梁變形驟增較大，超出原設(shè)計(jì)控制范圍，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)性破壞直接垮塌，如小漁洞大橋、百花大橋、南壩大橋等。

7﹑橋梁構(gòu)造性破壞：主要是支座、伸縮縫、防震擋塊、橋面系及局部承壓構(gòu)件（牛腿）、拱圈的開裂、位移、砼碎裂，如青城大橋、通濟(jì)大橋、綿陽機(jī)場高架橋、綿竹回瀾橋等。

8﹑交通管理設(shè)施與服務(wù)設(shè)施建構(gòu)筑物因地震引起垮塌破壞，如崇州客運(yùn)站、都江堰客運(yùn)站等。

震后的小漁洞大橋

震后的百花大橋

震后的小漁洞大橋拱腳破壞

震后的小漁洞大橋引道破壞

3.震損的主要特征

對災(zāi)后進(jìn)行的檢測調(diào)查資料分析，可以總結(jié)出市政道橋受損具有的主要共性特征有：

1﹑同一地區(qū)高等級道路橋梁受損程度相對較低；

2﹑上承式實(shí)腹拱橋受損程度比其它橋型相對較輕，基本上沒有發(fā)生毀壞性破壞；

3﹑圓形、方形等規(guī)則形狀的構(gòu)筑物破壞程度較低，因其結(jié)構(gòu)重心與幾何形心相吻合，抗震性能較好；

4﹑采取圬工支擋結(jié)構(gòu)的路段，其破壞程度遠(yuǎn)低于未作支擋或簡易支擋的路段；

5﹑人行天橋比車行橋梁受損影響相對要大，主要原因是其剛度偏小，構(gòu)件形狀不規(guī)則，變形受阻；

6﹑地道（隧道）結(jié)構(gòu)受損輕微（僅在洞口出現(xiàn)崩塌、落石），災(zāi)后都能正常使用；

7﹑鋼結(jié)構(gòu)因其延性較好、抗震能力強(qiáng)，損毀情況較少（包括吊橋）；

8﹑地震波傳遞方向（水平）與結(jié)構(gòu)破壞程度有很大關(guān)聯(lián)性。

4.恢復(fù)重建技術(shù)對策

自然災(zāi)害是不以人們的意志為轉(zhuǎn)移的，地震災(zāi)害無法抗拒也還無法精確預(yù)測預(yù)報(bào)。本次“5.12”汶川地震震級之高、破壞力之大也是千年不遇的，據(jù)測定，其釋放能量相當(dāng)于二戰(zhàn)末期美國投放在日本廣島原子彈的1000倍。但是，從工程技術(shù)角度而言，作為設(shè)計(jì)施工建設(shè)管理者，應(yīng)從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，在災(zāi)后恢復(fù)重建中采取有效的工程技術(shù)措施，有效提高城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的抗震減災(zāi)能力。城鎮(zhèn)市政道橋設(shè)施恢復(fù)建設(shè)應(yīng)對以下幾個方面予以重視：

1﹑增強(qiáng)“地質(zhì)定線”意識，重視場區(qū)內(nèi)局部地質(zhì)調(diào)查分析工作。道路設(shè)計(jì)選線階段，除了“功能定線、環(huán)境定線”之外，應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行“地質(zhì)定線”，即以沿線地質(zhì)災(zāi)害影響分析優(yōu)選確定道路線形方案；一旦線形方案確定之后，應(yīng)對橋涵、地道、高填方高邊坡路段進(jìn)行深入細(xì)致的地質(zhì)勘察調(diào)查研究工作，掌握盡量詳盡可靠的基礎(chǔ)資料，對鄰近地震活動帶和地形、地貌變化較大地段尤其應(yīng)注意局部地質(zhì)條件的差異性分析論證，采取必要的工程措施，避免潛在的地質(zhì)病害威脅影響。

2﹑橋涵地道等建構(gòu)物的方案選型，應(yīng)注重其抗災(zāi)害性能分析論證。作為城鎮(zhèn)道路網(wǎng)上重要的橋涵、地道工程，其首要是交通安全的功能需要，其次才是城市環(huán)境景觀需要，應(yīng)以功能為主兼顧環(huán)境景觀效果。因此，須對結(jié)構(gòu)方案的抗震抗災(zāi)性能進(jìn)行分析論證并作為確定方案的重要指標(biāo)之一。結(jié)構(gòu)受力體系應(yīng)簡潔明了、構(gòu)件材質(zhì)應(yīng)均勻一致、輪廓尺寸形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)重心與幾何形心盡量重和，以提高其抗震性能。

3﹑道路建設(shè)配套的地下管線尤其是管徑較大的排水、電力管溝，應(yīng)與道路橋涵恢復(fù)重建同步實(shí)施，對其管材選用及管道回填壓實(shí)質(zhì)量控制應(yīng)予加強(qiáng)，以免管線受損破壞漏氣、漏水導(dǎo)致交通中斷。若有條件，可采用地下綜合管溝（共同溝）方式敷設(shè)地下管線，既提高運(yùn)營安全可靠度，也便于日常維護(hù)檢修。

4﹑道路恢復(fù)重建中，對外交通出入口（與國道、省道相連接）及學(xué)校、醫(yī)院、防疫、消防、戰(zhàn)略物資儲備點(diǎn)等重要設(shè)施與城市主干道相連接的通道設(shè)置，應(yīng)滿足總體規(guī)劃與專項(xiàng)規(guī)劃的設(shè)置要求，提高其安全可靠性，保證突發(fā)事件或自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的道路暢通。

5﹑既有道路橋涵構(gòu)筑物應(yīng)進(jìn)行可靠的檢測評估，據(jù)此確定必要的改建、擴(kuò)建、加固方案，以便充分利用原有設(shè)施。如道路改擴(kuò)建時(shí)，應(yīng)盡量利用原路面結(jié)構(gòu)層作為路基（路床），避免過度挖除形成新的建筑垃圾；橋涵加固改建（重建）時(shí)，應(yīng)對原橋存在病害、病因進(jìn)行深入分析，采取有針對性的的工程技術(shù)方案，其標(biāo)準(zhǔn)亦應(yīng)按原橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；拆除重建時(shí)，按新標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃確定的規(guī)模進(jìn)行實(shí)施建設(shè)。

6﹑橋涵、地道構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重細(xì)節(jié)構(gòu)造處理措施的完善優(yōu)化，如支座、伸縮縫、防撞護(hù)攔、防震擋塊、減震設(shè)施、支點(diǎn)處局部抗剪切設(shè)施等，應(yīng)充分考慮最不利條件的受力變形需要，避免災(zāi)害發(fā)生時(shí)引發(fā)的二次事故。

7﹑嚴(yán)格執(zhí)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》、《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范，合理確定抗震設(shè)防等級標(biāo)準(zhǔn)，有針對性地完善相應(yīng)抗震設(shè)防措施。我國地震烈度區(qū)劃是以縣（區(qū)、市）為單位，由于地域遼闊，同一縣城不同地段的地質(zhì)構(gòu)造會有較大差異，應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目所在地的地質(zhì)實(shí)際情況、橋梁規(guī)模及重要性要求分析確定切合實(shí)際的地震設(shè)防等級、標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)，按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核，采取行之有效的防震技術(shù)措施，如加大墩柱配筋率、加大防震擋塊結(jié)構(gòu)尺寸與剛度、慎用牛腿支撐受力（不得已使用牛腿應(yīng)加強(qiáng)防落梁措施）、高墩柱重視系梁設(shè)置、簡支梁梁端設(shè)置減震緩沖橡膠墊塊、多跨連續(xù)橋梁根據(jù)墩高不同采用不同斷面尺寸以適應(yīng)水平變形受力等。災(zāi)后調(diào)研報(bào)告表明：部份橋梁破壞原因與設(shè)計(jì)階段忽視抗震設(shè)防要求，構(gòu)造處理不當(dāng)有較大的關(guān)聯(lián)性。

8﹑盡量利用建筑垃圾。震災(zāi)產(chǎn)生的大量建筑垃圾，經(jīng)篩分處理之后，可作為路基填料或路面結(jié)構(gòu)層骨料。道路恢復(fù)重建中應(yīng)按照《地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾處理技術(shù)導(dǎo)則》要求，經(jīng)試驗(yàn)、分析論證后，最大限度地利用建筑垃圾，減少環(huán)境污染。高填方路段可以酌情推廣使用。

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第9篇：公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則范文

關(guān)鍵詞：橋梁；設(shè)計(jì)；預(yù)制小箱梁；現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；抗震；耐久性

Abstract: this paper introduces the characteristics of the road bridge perseverance, and selection of bridge structure and seismic design, durability design etc.

Keywords: bridge; Design; The little box girder prefabricated; Cast-in-situ concrete continuous box; Seismic; durability

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1. 概述

深圳市恒心路工程南起鹽田港明珠大道，向北穿越梧桐山，經(jīng)西坑村片區(qū)、塘坑水庫群、橫崗街道中心，下穿水官高速、機(jī)荷高速、廈深鐵路、博深高速后，順接平湖鳳凰大道，終點(diǎn)與鳳平大道銜接，全長19.15 km。

本項(xiàng)目為城市Ⅰ級主干道，設(shè)計(jì)車速50km/h，橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級，左、右分幅設(shè)計(jì)。沿線新建橋梁八座，具體設(shè)置情況見表1。

表1橋梁設(shè)置一覽表

2. 設(shè)計(jì)原則

橋梁設(shè)計(jì)遵循“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、使用耐久、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，按照“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)?！钡囊筮M(jìn)行設(shè)計(jì)。橋型選擇盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化裝配式結(jié)構(gòu)，盡量采用機(jī)械化和工廠化施工，節(jié)約投資，便于養(yǎng)護(hù)和構(gòu)件的更換。

1）總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足地方交通及城市規(guī)劃的要求。

2）在沒有特殊要求的前提下，在滿足功能的基礎(chǔ)上，選擇結(jié)構(gòu)受力明確、外形簡潔、便于施工的橋型，提高行車的舒適性，體現(xiàn)出“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。

3）對無水文及通航要求的一般性橋梁，應(yīng)根據(jù)橋位處的自然環(huán)境和地形條件，合理布設(shè)橋孔，與自然景觀融為一體，體現(xiàn)“尊重自然、保護(hù)環(huán)境”的設(shè)計(jì)理念。

4）橋型方案的選擇應(yīng)充分考慮我國施工技術(shù)水平和施工單位能力，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化乃至工廠化生產(chǎn)。

5）橋型方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)耐久性和運(yùn)營費(fèi)用，合理選用橋面附屬設(shè)施，滿足行車平順、舒適的要求，方便養(yǎng)護(hù)，使費(fèi)用達(dá)到最省，體現(xiàn) “全壽命周期成本”的理念。

6）因地制宜，根據(jù)地質(zhì)條件，選擇合理的基礎(chǔ)形式，確?；A(chǔ)支承于完整、穩(wěn)定的地基之上。

7）認(rèn)真考慮對山區(qū)生態(tài)景觀、環(huán)境的影響，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。環(huán)境敏感地區(qū)的橋梁應(yīng)增設(shè)各種措施，減少對環(huán)境的污染。

8）上跨鐵路及水源保護(hù)區(qū)時(shí)，加設(shè)防拋網(wǎng)，設(shè)置雙層防撞護(hù)欄，將橋面雨水引出水源保護(hù)區(qū)范圍。

3. 橋梁設(shè)計(jì)

3.1 上部結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目橋梁跨徑基本上以30m為主，橋位大部分位于直線段上，僅有少部分位于大半徑曲線上。因此，除跨平鹽鐵路采用鋼箱梁、跨平大路采用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁外，其余均采用預(yù)制小箱梁。橫斷面圖見圖1。

圖1橋梁橫斷面圖

1）預(yù)制小箱梁特點(diǎn)

預(yù)制小箱梁具有造價(jià)省、施工方便的特點(diǎn)，其造價(jià)低于現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，是中等跨徑橋梁常用的上部結(jié)構(gòu)。橋型美觀，結(jié)構(gòu)受力性能好，行車舒適性好，無需大量支架，造價(jià)較低，后期養(yǎng)護(hù)工作量小。在橋頭路基預(yù)制小箱梁，采用架橋機(jī)安裝，將工作面移至橋上，可減小對環(huán)境的影響。當(dāng)彎橋的彎曲程度較小時(shí)，可采取彎橋直做的方式，以翼緣板寬度來調(diào)整平面線形，可減少曲梁的彎扭作用，彌補(bǔ)彎橋在受力和施工上的不足；通過加強(qiáng)橫向聯(lián)系，可提高結(jié)構(gòu)的整體性。

2）現(xiàn)澆連續(xù)箱梁特點(diǎn)

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用滿堂支架施工，支架工程量大，跨河橋會影響通航與排洪，支架安全性較難保證；施工周期長，費(fèi)用高，要有較大的施工場地，管理復(fù)雜。一般適用于地形平坦、中等跨徑且墩高不大、橋孔不多的橋梁；或彎曲程度較大的彎橋、變寬橋以及預(yù)制場地選擇困難的橋梁。

3）預(yù)制小箱梁的結(jié)構(gòu)連續(xù)與橋面連續(xù)

為提高橋梁整體性及行車舒適性，預(yù)制小箱梁在橋墩位置采用橋面連續(xù)或結(jié)構(gòu)連續(xù)形式。結(jié)構(gòu)連續(xù)是預(yù)制梁在臨時(shí)支座上安裝就位后，通過現(xiàn)澆接頭轉(zhuǎn)換為連續(xù)結(jié)構(gòu)，并在梁頂設(shè)置鋼束來抵抗體系轉(zhuǎn)換后引起的負(fù)彎矩；橋面連續(xù)則是在預(yù)制梁安裝完成后，在支座處橋面板布設(shè)現(xiàn)澆鋼筋網(wǎng)，以加強(qiáng)梁端接縫處的連續(xù)性，不改變簡支結(jié)構(gòu)、不進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。兩者比較見表2。

表2橋面連續(xù)與結(jié)構(gòu)連續(xù)比較表

本著“全壽命周期成本”理念，考慮行車舒適性及后期養(yǎng)護(hù)，本項(xiàng)目預(yù)制小箱梁采用結(jié)構(gòu)連續(xù)形式。

3.2 下部結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目橋墩形式基本上以柱式墩為主。柱式墩是目前被廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀，橋墩布設(shè)靈活性大，可適應(yīng)不同類型的基礎(chǔ)。大部分橋梁位于地形較為平坦的區(qū)域，基巖埋置比較深，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；僅有小部分橋梁位于山腳區(qū)域，地勢起伏不大，基巖埋置較淺，采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。

4. 施工方案

4.1 預(yù)制連續(xù)小箱梁

1）預(yù)制主梁，待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉正彎矩區(qū)鋼束，壓漿并清理通氣孔；澆筑橋墩，組裝架橋機(jī)；安裝臨時(shí)、永久支座，按對稱、均衡原則架設(shè)主梁。

2）連接橫隔板及翼板間橫向濕接縫鋼筋，澆筑砼。

3）布設(shè)連續(xù)接頭鋼筋及頂板束，澆筑砼，待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉負(fù)彎矩鋼束。

4）連接頂板束槽口鋼筋，布設(shè)整體化層鋼筋網(wǎng)及墩頂加強(qiáng)鋼筋，澆筑橋面砼。從一聯(lián)內(nèi)邊墩開始對稱拆除臨時(shí)支座，同一墩位由中間向兩邊拆除，形成連續(xù)梁體系。

5）施工橋面附屬設(shè)施。

4.2 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用滿堂支架施工，每次應(yīng)搭起整孔支架，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制支架沉降。澆筑砼前應(yīng)對支架進(jìn)行預(yù)壓，以減少非彈性變形并確保支架的承載能力，預(yù)壓時(shí)間不得小于3天，預(yù)壓重量不得小于箱梁自重，待澆筑腹板砼時(shí)開始逐步減壓。當(dāng)采用落地支架時(shí)，應(yīng)在搭架前對地基進(jìn)行嚴(yán)格處理。

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁頂、底板采用分層澆筑時(shí)，分層面宜選擇在腹板高度的1/3~2/3之間。一個施工段內(nèi)梁段較長時(shí)，可再分段澆筑，以減少因頂、底板砼齡期差別而產(chǎn)生的收縮裂縫。一個施工段內(nèi)再分段澆筑砼時(shí)，施工縫應(yīng)選在離支點(diǎn)L/5~L/4之間。

5. 抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01-2008），本項(xiàng)目橋梁抗震設(shè)防類別為B類，抗震設(shè)防措施等級為8度。為此采取以下抗震措施：

1）墩臺的柱身和樁基礎(chǔ)均采用螺旋箍筋，其接頭采用焊接，局部箍筋間距加密。

2）為防止落梁，墩臺帽梁兩側(cè)設(shè)置抗震擋塊，并按要求加寬帽梁尺寸（滿足a≥70+0.5L），使支座離帽梁邊緣有一定距離；梁體兩側(cè)設(shè)置橡膠緩沖裝置；在梁與梁之間、梁與墩臺之間設(shè)置彈性擋塊緩沖設(shè)施，并將墩臺處的防震擋塊尺寸加大；連續(xù)梁墩頂設(shè)置抗震銷釘或限位塊以保證結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。

3）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗剪設(shè)計(jì)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造配筋。

4）加強(qiáng)預(yù)制小箱梁梁片之間的橫向連接（尤其是邊梁與次邊梁的連接），以提高上部結(jié)構(gòu)的整體性。

5）高度大于5m的柱式橋墩設(shè)置橫系梁。

6. 耐久性設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目環(huán)境類別為Ⅰ類，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并參考《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG/TB07-01-2006）的規(guī)定，采用如下防腐措施：

6.1 基本措施

1）適當(dāng)提高砼強(qiáng)度等級

為確保橋梁的耐久性，對上、下部主要結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度等級綜合考慮如下：

樁基、承臺、墩柱－C30；帽梁－C40；主梁－C50。

2）合理設(shè)置鋼筋保護(hù)層厚度

根據(jù)工程所處的腐蝕環(huán)境、各部位的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)使用年限，不同部位砼的主筋保護(hù)層厚度見表3。

表3結(jié)構(gòu)主筋保護(hù)層厚度要求

6.2 附加措施

對于橋位處地下水有中腐蝕性的橋梁，在設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)和承臺時(shí)，考慮在砼內(nèi)摻加滲入性阻銹劑。

7. 結(jié)語

本文結(jié)合恒心路橋梁設(shè)計(jì)，從橋梁結(jié)構(gòu)選型、施工方案、橋梁抗震及耐久性設(shè)計(jì)方面，簡要闡述了一下自己的設(shè)計(jì)思路及體會，以期能給相似項(xiàng)目提供一些參考。文中不當(dāng)之處，敬請同行和專家指正。

參考文獻(xiàn)：

［1］深圳市恒心路工程方案、初步設(shè)計(jì)，中國華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司。

［2］公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)，人民交通出版社。

［3］公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范(JTG/T B07-01-2006)，人民交通出版社。