,新舊公路橋梁抗震規范比較,Copyright 2000-2003 MIDAS Information Technology Co., Ltd.,北京邁達斯技術有限公司 魏雙科,加洲北嶺地震,1994年1月17日 04時30分 - Magnitude : ML=6.7 - 人員傷亡 : 57名死亡 - 受災人數 : 約20,000名 - 財產損失 : 400億美元,神戶地震,1995年1月17日 05點46分 - Magnitude : ML=7.2 - 人員傷亡 : 5,373名死亡 - 受災人數 : 約32,000名 - 財產損失 : 9兆9,630億日元,臺灣地震,1999年9月21日 01點47分 - Magnitude : ML=7.6 - 人員傷亡 : 2,329名死亡 - 受災人數 : 約2,500,000名 - 財產損失 : 92億美元,公路橋梁抗震設計規范1999年開始修訂，2008年報批 城市橋梁抗震設計規范1998年開始編制,新規范進展,鐵路工程抗震設計規范 2006-12-01實施,公路橋梁抗震設計規范,結構動力平衡方程,慣性力,阻尼力,彈性力,反應譜,反應譜是單自由度彈性體系在給定的地震作用下，某個最大反應量（位移、速度、加速度）與體系自振周期的關系曲線。,單自由度彈性體系 周期T,假定地震輸入,假定位移反應,最大值,反應譜,位移譜,速度譜,加速度譜,新舊規范比較,現行公路工程抗震設計規范（JTJ 004-89）已經很落后 單一水準強度抗震設計 地震作用強度烈度 地震力方面 新規范的發展方向 抗震設防標準兩水準設防，兩階段設計 地震作用強度地震動參數 延性和位移設計時程分析法 能力保護設計 特殊橋梁抗震設計 橋梁減隔震設計 合理的抗震構造,抗震設防目標,E1地震作用下，各類橋梁不受損壞或不需修復可繼續使用； E2地震作用下，A類橋梁不受損壞或不需修復可繼續使用， B、C類橋梁不致倒塌或產生嚴重結構損傷，經修復后可繼續使用。,抗震設防目標：,第一階段： E1地震作用下的彈性抗震設計； 第二階段： E2地震作用下的彈塑性抗震設計，采用延性抗震設計方法， 并引入能力保護設計原則。,兩個階段抗震設計：,抗震設防烈度為6度及以上地區的公路橋梁，須進行抗震設計。,地震動加速度值,表3.2.2 抗震設防烈度和水平設計基本地震加速度值A,橋梁抗震等級,A類橋梁是指單跨跨徑超過150m的特大橋； B類橋梁是指除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、特大橋等； C類橋梁是指除A、B、D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。,表3.1.2-1 各類公路橋梁抗震措施等級,抗震重要性系數,表3.1.2-2 各類橋梁的抗震重要性系數,新規范：橋梁的抗震重要性系數與橋梁結構和地震作用有關,舊規范：橋梁重要性系數僅與橋梁結構有關,抗震重要性系數,新規范在E2地震作用下的橋梁重要性系數相當于舊規范的重要性系數 新規范在E1地震作用下的橋梁重要性系數相當于舊規范的重要性系數與綜合影響系數的乘積 新規范取消了綜合影響系數的概念,舊規范的綜合影響系數：,地震動作用,直線橋可分別考慮順橋向和橫橋向的地震作用。 曲線橋應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，以確定最不利地震水平輸入方向。 設防烈度為8度和9度時的拱式結構、長懸臂橋梁結構和大跨度結構，應同時考慮豎向地震作用。 地震作用分量組合。（1+0.3+0.3） 地震作用可以用設計加速度反應譜、設計地震動時程和設計地震動功率譜表達。,設計加速度反應譜,水平設計加速度反應譜,式中，Ci為重要性系數，Cs為場地系數，Cd為阻尼調整系數，A為設計基本地震動加速度峰值。,橋梁抗震設計流程,為了實現兩級抗震設防原則，橋梁抗震設計流程： 確定地震中預期的延性構件和能力保護構件，選擇地震中延性構件潛在的塑性鉸位置； 進行多遇地震、設計烈度地震作用下結構地震反應分析。 多遇地震反應譜方法 設計烈度地震時程分析方法； 進行多遇地震作用下墩柱強度檢算；設計烈度地震作用下橋梁上部結構和下部結構的連接構件檢算； 根據能力保護原則進行能力保護構件設計，以確保在地震作用下能力保護構件處于彈性范圍內； 抗震構造細部設計。,橋梁抗震分析方法,靜力法：等效靜力法， 非線性靜力法，靜力彈塑性分析，又叫Pushover分析 動力法：反應譜分析方法，單模態、多模態 功率譜法，單模態、多模態 動力時程法（線彈性時程分析，非線性時程分析）,橋梁抗震分析方法,表中：TH：代表線性和非線性時程計算方法 SM：單模態反應譜和功率譜方法 MM：多模態反應譜和功率譜方法,表6.1.4 橋梁抗震分析可采用的計算方法,橋梁動力分析模型,公路橋梁抗震設計規范（報批稿）6.3節 首先建立橋梁結構的空間動力計算模型 反映質量、阻尼、剛度的分布與性質 梁、墩柱（空間桿系單元）、支座（連接單元） 混凝土結構的阻尼比可取為0.05，鋼結構的可取為0.02 應考慮相鄰結構和邊界條件的影響。 小震與中震下采用的模型 小震應采用總體空間模型 中震可采用局部空間模型 非線性時程分析時采用的單元特性（支座連接、墩柱）,其他,公路橋梁抗震設計規范（報批稿）6.3.6條，進行非線性時程分析時，墩柱應采用鋼筋混凝土彈塑性空間梁柱單元。根據抗震設防原則，E2地震作用下，允許結構出現塑性，發生損傷，因此需要進行動力彈塑性分析。梁柱單元的彈塑性可以采用 Bresler建議的屈服面來表示，也可采用非線性梁柱纖維單元模擬。 公路橋梁抗震設計規范（報批稿）6.3.7條，活動盆式支座可用雙線性理想彈塑性彈簧連接