国内外桥梁抗震设计规范中规定的抗震设防水准.doc

1 国内外桥梁抗震设计规范中规定的抗震设防水准篇一:桥梁抗震设计规范现状桥梁抗震设计规范的现状(一) 前言我国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89) 在 80年代中期开始修订,于 1989 年正式发行。随着我国 90 年代经济起飞, 交通事业迅猛发展, 特别是高速公路的兴建、跨越大江、大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建. 规范已大大不能适应. 但是目前所有国内的桥梁设计, 对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范入近十年来, 1989 年美国 Loma Prieta 地震() , 一个中等强度地震导致了桥梁的破坏, 这一后果告诫人们现代城市交通网络中断的危害性。 1994 年美国 Northridge 地震(M6 . 7), 也是一个中等强度地震,造成洛杉矶市高速公路上多座桥梁崩坍, Kobe 地震() ,同样是一个中等强度的地震,造成大量高速公路、 2 高速铁路桥隧的破坏, 使经济遭受巨大损失。如都以当时的币值为准, 以上三次中等强度地震导致城市经济总损失分别为 70、 200 、 1500 亿美元。日本 1995 年限神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究, 并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写, 并于 1996 年颁布实施:美国也相继在联邦公路局(FHWA) 和加州交通部(CALTRANS) 等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作,已经完成了 ATC-18 、 ATC-32 和 ATC-40 等研究报告和技术指南。与旧规范相比, 新规范或指南无论在设计思想、设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。相比之下我国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进, 其后果必然是我国不少的桥梁工程将留下地震隐患。我国管理部门已经认织到上述问题。建设部已委托同济大学士木工程防灾国家重点实验室范立础主编新编的《城市桥梁抗展设计规范》,由北京、天津、上海等四家市政工程设计研究院参编; 上海市建委抗震办公室也委托同济大学土木工程防展国家重点实验室主编《上海城市桥梁抗震设计规范》。同时,交通部也着手修订《公路工程抗震设计规范》。本文的任务是对目前各国的桥梁抗震设计规范的使用和研 3 究现状进行介绍和比较, 探讨我国桥梁抗震设计规范的修订中的一些主要问题. 桥梁抗震设计的基本思想结构抗震设计的基本思想和设计准则是制定规范的最重要之( 来自: 文档网: 国内外桥梁抗震设计规范中规定的抗震设防水准)处, 它决定了抗震设计要达到的目标、采用的设计地震动水平和地震反应的计算方法。因此这里首先介绍世界几本主要的桥梁抗震设计规范的基本设计思想。当前主要地震国家桥梁抗震设计规范的基本思想和设计准则是: 设计地震作用基本分为两个等级, 都可归纳为功能设计地震和安全设计地震。虽然各规范使用的名词不同,但其思想是基本一致的:功能设计地震具有较大的发生概率、安全设计地震具有很小的发生概率。在功能设计地震作用下,桥梁结构只允许发生十分轻微的破坏,不影响正常的交通, 不经修复也可以继续使用; 在安全设计地震的作用下, 允许桥梁结构发生较大的破坏, 但不允许发生整体破坏,如倒塌、落梁,欧洲规范对此规定得最为清楚、具体。比较起来, 我国公路工程抗震设计规范仍在使用烈度概念,关于抗震设计的指导思想对于桥梁来说过于笼统。各国桥梁抗震设计规范中虽然设定了两个水准,但在具体的设计程序上绝大多数仍坚持以安全设计地震为准的单 4 一水平设计手法,并认为第一设计水准的要求自动满足。这种情况可能发生变化, ATC-32 和日本即将出版的新的桥梁抗震设计规范都建议对两个设计地震动水准进行直接设计。这代表了桥梁结构抗震设计具体程序上的一个变动方问。桥梁抗震设计规范的现状(三) 地震设计谱的阻尼修正阻尼比是影响反应谱值一个重要参数。当结构阻尼比较小时, 其变化会显著地改变反应谱值, 从而影响结构所受地震力的大小。一般规范设计反应谱均以一个标准阻尼比值(通常取 0. 05) 为基准, 当结构主要振型的阻尼比偏离此标准值较多时, 需要对设计反应谱进行修正。 AASHTO 、 ATC-32 、 Caltrans 和 NZ 规范不对反应谱进行阻尼修正,而 EC-8 、 JAPAN 和中国公路规范对设计谱进行阻尼修正。实际上,规范反应谱是否需要进行阻尼调整与以下两件事有关: (1) 所适用的结构。一般说来, 不同材料建造的结构( 如钢结构、混凝土结构) ,阻尼特性相差很大。若规范适用的范围广, 则阻尼调整是必需的; (2) 控制结构反应的振型