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1、,新旧公路桥梁抗震规范比较,Copyright 2000-2003 MIDAS Information Technology Co., Ltd.,北京迈达斯技术有限公司 魏双科,加洲北岭地震,1994年1月17日 04时30分 - Magnitude : ML=6.7 - 人员伤亡 : 57名死亡 - 受灾人数 : 约20,000名 - 财产损失 : 400亿美元,神户地震,1995年1月17日 05点46分 - Magnitude : ML=7.2 - 人员伤亡 : 5,373名死亡 - 受灾人数 : 约32,000名 - 财产损失 : 9兆9,630亿日元,台湾地震,1999年9月21日
2、01点47分 - Magnitude : ML=7.6 - 人员伤亡 : 2,329名死亡 - 受灾人数 : 约2,500,000名 - 财产损失 : 92亿美元,公路桥梁抗震设计规范1999年开始修订，2008年报批 城市桥梁抗震设计规范1998年开始编制,新规范进展,铁路工程抗震设计规范 2006-12-01实施,公路桥梁抗震设计规范,结构动力平衡方程,惯性力,阻尼力,弹性力,反应谱,反应谱是单自由度弹性体系在给定的地震作用下，某个最大反应量（位移、速度、加速度）与体系自振周期的关系曲线。,单自由度弹性体系 周期T,假定地震输入,假定位移反应,最大值,反应谱,位移谱,速度谱,加速度谱,新旧
3、规范比较,现行公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89）已经很落后 单一水准强度抗震设计 地震作用强度烈度 地震力方面 新规范的发展方向 抗震设防标准两水准设防，两阶段设计 地震作用强度地震动参数 延性和位移设计时程分析法 能力保护设计 特殊桥梁抗震设计 桥梁减隔震设计 合理的抗震构造,抗震设防目标,E1地震作用下，各类桥梁不坏； E2地震作用下，A类桥梁可修， B、C类桥梁不倒。,抗震设防目标：,第一阶段： E1地震作用下的弹性抗震设计； 第二阶段： E2地震作用下的弹塑性抗震设计，采用延性抗震设计方法， 并引入能力保护设计原则。,两个阶段抗震设计：,抗震设防烈度为6度及以上地区的公路桥梁
4、，须进行抗震设计。,桥梁抗震等级,A类桥梁是指单跨跨径超过150m的特大桥； B类桥梁是指除A类以外的高速公路和一级公路上的桥梁及二级公路上的大桥、特大桥等； C类桥梁是指除A、B、D类以外的公路桥梁； D类桥梁是指位于三、四级公路上的中桥、小桥。,表3.1.2-1 各类公路桥梁抗震措施等级,抗震重要性系数,表3.1.2-2 各类桥梁的抗震重要性系数,新规范：桥梁的抗震重要性系数与桥梁结构和地震作用有关,旧规范：桥梁重要性系数仅与桥梁结构有关,抗震重要性系数,新规范在E2地震作用下的桥梁重要性系数相当于旧规范的重要性系数 新规范在E1地震作用下的桥梁重要性系数相当于旧规范的重要性系数与综合影响
5、系数的乘积 新规范取消了综合影响系数的概念,旧规范的综合影响系数：,地震作用强度,表3.2.2 抗震设防烈度和水平设计基本地震加速度值A,地震动作用,直线桥可分别考虑顺桥向和横桥向的地震作用。 曲线桥应分别沿相邻桥墩连线方向和垂直于连线水平方向进行多方向地震输入，以确定最不利地震水平输入方向。 设防烈度为8度和9度时的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构，应同时考虑竖向地震作用。 地震作用分量组合。（1+0.3+0.3） 地震作用可以用设计加速度反应谱、设计地震动时程和设计地震动功率谱表达。,设计加速度反应谱,水平设计加速度反应谱,式中，Ci为重要性系数，Cs为场地系数，Cd为阻尼调整系数，A
6、为设计基本地震动加速度峰值。,桥梁抗震设计流程,为了实现两级抗震设防原则，桥梁抗震设计流程： 确定地震中预期的延性构件和能力保护构件，选择地震中延性构件潜在的塑性铰位置； 进行多遇地震、设计烈度地震作用下结构地震反应分析。 多遇地震反应谱方法 设计烈度地震时程分析方法； 进行多遇地震作用下墩柱强度检算；设计烈度地震作用下桥梁上部结构和下部结构的连接构件检算； 根据能力保护原则进行能力保护构件设计，以确保在地震作用下能力保护构件处于弹性范围内； 抗震构造细部设计。,桥梁抗震分析方法,静力法：等效静力法， 非线性静力法，静力弹塑性分析，又叫Pushover分析 动力法：反应谱分析方法，单模态、多模
7、态 功率谱法，单模态、多模态 动力时程法（线弹性时程分析，非线性时程分析）,桥梁抗震分析方法,表中：TH：代表线性和非线性时程计算方法 SM：单模态反应谱和功率谱方法 MM：多模态反应谱和功率谱方法,表6.1.4 桥梁抗震分析可采用的计算方法,桥梁动力分析模型,公路桥梁抗震设计规范（报批稿）6.3节 首先建立桥梁结构的空间动力计算模型 反映质量、阻尼、刚度的分布与性质 梁、墩柱（空间杆系单元）、支座（连接单元） 混凝土结构的阻尼比可取为0.05，钢结构的可取为0.02 应考虑相邻结构和边界条件的影响。 小震与中震下采用的模型 小震应采用总体空间模型 中震可采用局部空间模型 非线性时程分析时采用
8、的单元特性（支座连接、墩柱）,其他要求,公路桥梁抗震设计规范（报批稿）6.3.6条，进行非线性时程分析时，墩柱应采用钢筋混凝土弹塑性空间梁柱单元。根据抗震设防原则，E2地震作用下，允许结构出现塑性，发生损伤，因此需要进行动力弹塑性分析。梁柱单元的弹塑性可以采用 Bresler建议的屈服面来表示，也可采用非线性梁柱纤维单元模拟。 公路桥梁抗震设计规范（报批稿）6.3.7条，活动盆式支座可用双线性理想弹塑性弹簧连接单元代表，因此需要进行边界非线性分析。 公路桥梁抗震设计规范（报批稿）7.4.8条，对于双柱墩、排架墩，横桥向的容许位移可在盖梁处施加水平力，进行非线性静力分析。 公路桥梁抗震设计规范（报批稿）第10章，给出桥梁减隔震设计的原则。,欢迎交流 ！,
