城市桥梁抗震设计规范说明.doc

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城市桥梁抗震设计标准
条文说明
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1总那么
我国处于世界两大地震带即环太平洋地震带和亚欧地震带之间，是一个强震多发国家。我国地震的特点是发求进行E1地震和E2地震的抗震分析和验算，并满足结构抗震体系以及相关构造和抗震措施要求，此类抗震设计方法为C类。

本条规定是在吸取历次地震震害教训根底上，为提高桥梁结构抗震性能，防止地震作用下桥梁结整体倒塌破坏，切断震区交通生命线而要求。
美国最新编制的?AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design ?明确提出了3种类型桥梁结构抗震体系，类型1、类型2和类型3。其中类型3主要是针对钢桥结构，由于本标准主要适用于混凝土桥，不引用。因此，参考美国?AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design?，明确提出2类城市桥梁抗震体系。类型Ⅰ结构抗震体系实际上就是延性抗震设计。地震下利用桥梁墩柱发生塑性变形，延长结构周期，耗散地震能量。
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类型2结构抗震体系实际上就是减隔震设计，地震作用下，桥梁上、下部连接构件〔支座〕发生塑性变形，延长结构周期、耗散地震能量，从而减小结构地震反响。
1971年美国圣弗尔南多〔San Fernand〕地震爆发以后，各国都认识到结构的延性能力对结构抗震性能的重要意义；在1994年美国北岭〔Northridge〕地震和1995年日本神户〔Kobe〕地震爆发后，强调结构延性能力，已成为一种共识。为保证结构的延性，同时最大限度地防止地震破坏的随机性，新西兰学者Park等在70年代中期提出了结构抗震设计理论中的一个重要原那么 ¾ 能力保护设计原那么〔Philosophy of Capacity Design〕，并最早在新西兰混凝土设计标准〔NZS3101，1982〕中得到应用。以后这个原那么先后被美国、欧洲和日本等国家的桥梁抗震标准所采用。
能力保护设计原那么的根本思想在于：通过设计，使结构体系中的延性构件和能力保护构件形成强度等级差异，确保结构构件不发生脆性的破坏模式。基于能力保护设计原那么的结构抗震设计过程，一般都具有以下特征：
1 选择合理的结构布局；
2 选择地震中预期出现的弯曲塑性铰的合理位置，保证结构能形成一个适当的塑性耗能机制；通过强度和延性设计，确保潜在塑性铰区域截面的延性能力；
3 确立适当的强度等级，确保预期出现弯曲塑性铰的构件不发生脆性破坏模式〔如剪切破坏、粘结破坏等〕，并确保脆性构件和不宜用于耗能的构件〔能力保护构件〕处于弹性反响范围；
具体到梁桥，按能力保护设计原那么，应考虑以下几方面：
1 塑性铰的位置一般选择出现在墩柱上，墩柱作为延性构件设计，可以发生弹塑性变形，耗散地震能量。
2 墩柱的设计剪力值按能力设计方法计算，应为与柱的极限弯矩〔考虑超强系数〕所对应的剪力，在计算设计剪力值时应考虑所有潜在的塑性铰位置以确定最大的设计剪力；
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3 盖梁、结点及根底按能力保护构件设计，其设计弯矩、设计剪力和设计轴力应为与柱的极限弯矩〔考虑超强系数〕所对应的弯矩、剪力和轴力；在计算盖梁、结点和根底的设计弯矩、设计剪力和轴力值时应考虑所有潜在的塑性铰位置以确定最大的设计弯矩、剪力和轴力。
，梁体直接搁置在支座上，支座与梁底和墩顶无螺栓连接。汶川地震等震害说明，这种支座布置形式，在地震作用下梁底与支座顶面非常容易产生相对滑动，导致较大的梁体位移和落梁破坏。考虑到板式橡胶支座在我国中小跨度桥梁中的广泛应用，对于地震作用下，橡胶支座抗滑性不能满足要求的桥梁，应采用墩梁位移约束装置，并按减隔震桥梁设计，以防止发生落梁破坏。
纵向地震作用下，多跨连续梁桥的固定支座一般要承受较大的水平地震力，。对于这种情况，可以采用以下两种方式来解决：
1、如固定墩以及固定墩根底有足够的抗震能力，能满足相关抗震性能要求，可以通过计算设置抗震挡块(剪力键)，由抗震挡块(剪力键)承受支座所受地震水平力。
2、采用减隔震设计，满足减隔震桥梁相关性能要求。
我国常规桥梁一般都在桥台处设置纵向滑动支座，因此，纵桥向地震作用下，梁体纵向惯性力主要由桥墩承受。横桥向，如在桥台处设置横向抗震挡块，横向地震作用下，梁体横向惯性力按墩、台水平刚度分配，由于桥台刚度大，将承受较大的横向水平地震力，因此建议桥台上的横向抗震档块〔或剪力件〕宜设计为在E2地震作用下可以破