公路桥梁抗震设计细则讲解2

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1、《公路桥梁抗震设计细则》宣讲桥梁抗震分析、验算与延性构造措施李建中同济大学抗震分析强度与变形验算延性构造细节设计6抗震分析6.1一般规定适用范围：常规桥梁单跨跨径不超过150m的混凝土梁；桥圬工或混凝土拱桥；墩高超过40m，墩身第一阶振型有效质量低于60％第1振型第2振型第3振型6抗震分析规则桥梁和非规则桥梁划分表6.1.4桥梁抗震分析可采用的计算方法B类C类D类规则非规则规则非规则规则非规则E1SM/MMMM/THSM/MMMM/THSM/MMMME2SM/MMTHSM/MMTH--------6抗震分析表6.1.3规则桥梁的定义参数参数值单跨最大跨径≤90m墩高≤30m单墩

2、高度与直径、或宽度比大于2.5且小于10跨数23456单跨ϕ<30°且一联累计ϕ<90°，同时曲梁半径ϕR≥20b（曲线桥梁圆心角及半径Rb为桥宽）跨与跨间最大跨长比3221.51.5轴压比<0.3跨与跨间桥墩最大刚度比4432普通板式橡胶支座、盆式支座（铰接约束）等。使用滑板支座类型支座、减隔震支座等属于非规则桥梁下部结构类型桥墩为单柱墩、双柱框架墩、多柱排架墩。地基条件不易液化、侧向滑移或易冲刷的场地，远离断层6抗震分析地震作用下，桥台台身地震惯性力可按静力法计算。截面特性取值取值E1地震作用下，常规桥梁的所有构件抗弯刚度均按毛截面计算E2地震作用下，延性构件的有效截面抗弯

3、刚度应按下式计算，但其他构件抗弯刚度仍按毛截面计算弯距MMuyEc×Ieff=MnφyMy曲率ynu6抗震分析6.2梁桥延性抗震设计梁墩相对位移延性构件—桥墩能力保护构件—横梁（盖梁）、基础、墩柱抗剪、支座TYPE1DESIGNEQPlasticHingeTYPE2DESIGN(上部结构为钢结构时)EQDuctileSuperstructureTYPE3DESIGNEQSeismicIsolation6抗震分析弯距0___MnVc0=MuVc0MnPMyVcoMco0曲率Mco=Mnynu延性链子，强度脆性链子，强度为Pib为Pd脆性链子，强度为PibPPP△△(a)脆性链子(

4、b)延性链子图3-14能力设计原理的简单范例6抗震分析6.3建模原则模型建立单元质量可采用集中质量代表；墩柱和梁体的单元划分应反映结构的实际动力特性；支座单元应反映支座的力桥梁动力空间计算模型学特性混凝土结构的阻尼比可取为0.05；进行时程分析时，可采用[]C=a0[M]+a1[K]瑞利阻尼⎧a0⎫2ξ⎧ωnωm⎫计算模型应考虑相邻结构和边⎨⎬=⎨⎬⎩a1⎭ωn+ωm⎩1⎭界条件的影响6抗震分析板式橡胶支座剪切刚度GAk=dr∑t活动盆式支座梁柱单元的弹塑性单元6抗震分析考虑桩-土共同作用边界单元边界条件模拟6抗震分析规则桥梁可按本细则第6.7节的要求选用简化计算模型：单墩模型

5、地震输入方向：直线桥，沿顺桥向和横桥向两个水平方向地震输入；曲线桥，沿相邻两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（用曲梁单元时，只需计算一联两端连线（割线）和垂直割线方向的地震输入），以确定最不利地震水平输入方向。6抗震分析6.4反应谱法φjim1Fj1mmax2Fj2maxm3maxF=γφSmmaxFjijjijij3maxT1T2T3T4T5图3.7　　反应谱概念6抗震分析.....[M]{x(t)}+[C]{x(t)}+[K]{x(t)}=−[M]{I}u{t}N{x(t)}=∑{φ}jYj(t)j=1.....2Y(t)+2ξωYj(t)+ωY(t)=−

6、γu(t)jjjjjjT{φ}[M]{I}jγ=jT{φ}[M]{φ}jjSRSS方法组合m1Fj12F=∑Fjm2FCQC方法组合j2m3F=γφSmFjijjijiF=∑∑FrFj3ijiijj6抗震分析6.5时程分析方法.....[M]{Δx(t)}+[C]{Δx(t)}+[K]{Δx(t)}=−[M]{I}Δug{}tt地震动三要素ò振幅ò频谱：振幅-频率关系曲线ò持续时间6抗震分析时程分析的最终结果，当采用3组时程波计算时，应取3组计算结果的最大值；当采用7组时程波计算时，可取7组结果的平均值。在E1地震作用下，线性时程法的计算结果不应小于反应谱法计算结果的80%。6

7、抗震分析6.7规则桥梁计算（简化为单墩模式)规则桥梁重力式桥墩顺桥向和横桥向的水平地震力E=SGg/htph1t6抗震分析板式橡胶支座的规则桥梁nsGAdrK2=kis=∑K1=∑kipj=1∑tkitpkkE=SGg/isipihsnh1spk=itp∑kitpkis+kipi=16抗震分析实体墩由墩身自重在墩身质点的水平地震力E=SXGgγ/ihph111ii柱式墩由墩身自重在板式橡胶支座顶面产生的水平地震力ES=G/ghph1tp6抗震分析在E2地震作用下，可按下式计算墩顶的顺桥向和横