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公路桥梁抗震设计规范JTGT 2231-01 —2020简介:
《公路桥梁抗震设计规范JTGT 2231-01 —2020》是中国交通运输行业标准,是中国公路桥梁抗震设计的指导性技术文件。该规范于2020年发布,是对2006年版规范的修订和更新,旨在提高公路桥梁的抗震性能,保障公路桥梁在地震等自然灾害中的安全。
JTGT 2231-01 —2020涵盖了公路桥梁抗震设计的各个方面,包括桥梁结构的抗震概念设计、抗震性能目标设定、抗震分析方法、抗震设计计算、抗震措施的确定、以及抗震材料和施工工艺的选择等。它规定了桥梁在地震作用下的设计准则,包括结构的强度、变形、稳定性和动力响应等方面的要求。
该规范考虑了不同地区、不同地质条件、不同桥梁类型(如梁桥、拱桥、斜拉桥等)的抗震设计,注重实用性和可操作性,旨在指导公路桥梁的设计、施工和维护工作,确保桥梁在地震等极端条件下能够安全可靠地运行。
公路桥梁抗震设计规范JTGT 2231-01 —2020部分内容预览:
式中:k、k分别为第i和第j桥墩考虑支座刚度后计算出的组合刚度(含顺桥向 和横桥向),k≥k; 体质量。 条文说明 刚度和质量均衡分布是桥梁抗震设计理念中最重要的一条。对于上部结构连续的桥 梁,各桥墩高度宜尽可能相近。对于相邻桥墩高度相差较大导致刚度相差较大的情况, 水平地震力在各墩间的分配一般不理想,刚度大的墩将承受较大的水平地震力,同时, 刚度小的墩将会有较大的墩顶位移,从而使上部结构产生偏转并导致墩柱承受扭矩,因 此将严重影响结构的整体抗震能力。美国在上世纪90年代,通过对实际桥梁震害的调 查和分析研究,认识到了刚度和质量均衡分布的重要性,并开展了系统研究,相关研究 成果写进了CALTRANS桥梁抗震设计规范和AASHTO桥梁抗震设计规范。本条直接 I用了CALTRANS(2013版)桥梁抗震设计规范的相关条款。
式中:T、T,一分别为第i联和第j联的基本周期(含顺桥向和横桥向),T, 为保证桥梁刚度和质量的均衡分布,设计时应优先考虑等跨径、等墩高、等桥面宽 度的结构形式。如受条件限制不能均衡布置,也可通过调整墩柱截面尺寸和支座等方法 来改善桥梁刚度和质量的分布。调整支座参数是最简单易行的办法,效果也很显著。采 用橡胶支座时,由墩和支座构成的串联体系的水平刚度k为: 式中:k一一桥墩的水平刚度; k,一一橡胶支座的剪切刚度。 由上式可以看出,调整支座的刚度,可使各墩位处的刚度更为均衡。由于水平地震 力是根据各墩串联体系的水平刚度按比例进行分配的,因此,通过调整支座刚度,可有 效调整水平地震力在各墩间的分配。 3.5.6梁式桥的矮墩不宜设置固定支座,宜设置活动支座或板式橡胶支座。 3.5.7双柱墩或多柱墩在横桥向地震作用下,盖梁的抗震设计应考虑盖梁可能会出现 正负弯矩交替作用的情况 3.6.1公路桥梁抗震设计应考虑以下作用效应: 1永久作用,包括结构重力(恒载)、预应力、土压力、水压力。 2地震作用,包括地震动的作用和地震土压力、动水压力等。 3在进行支座等墩梁连接构件抗震验算时《城市轨道交通地下铁道工程劳动定员定额 GB/T 19622-2004》,还应计入50%的均匀温度作用效应 由于地震发生概率很小,持续时间也很短,参考美国、日本和欧洲桥梁抗震设计 的处理方法,本规范未考虑与活载的组合。 3.6.2作用效应组合应包括本规范第3.6.1条的各种作用效应的最不利组合。作用 应的组合系数应取1.0,当有特殊规定时,组合系数应按相关规定取值 范的处理方法,本规范未考虑与活载的组合。 3.6.2作用效应组合应包括本规范第3.6.1条的各种作用效应的最不利组合。作用 效应的组合系数应取1.0,当有特殊规定时,组合系数应按相关规定取值。 条文说明 作用效应的组合系数一般应取1.0,当有特殊规定时,组合系数按相关的具体规定 取值。 作用效应的组合系数一般应取1.0,当有特殊规定时,组合系数按相关的具 取值。 4.1.1桥位选择应在工程地质勘察和专项工程地质、水文地质调查的基础上,按地 造的活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价,应查明对公路桥梁抗 利、一般、不利和危险的地段,宜充分利用对抗震有利地段 H个小 条文说明 抗震有利地段一般系指建设场地及其部近无晚近期活动性断裂,地质构造相对稳 定,同时地基为比较完整的岩体、坚硬土或开阔平坦密实的中硬土等。 抗震不利地段一般系指软弱黏性土层、液化土层和地层严重不均匀的地段;地形陡 峭、孤突、岩土松散、破碎的地段;地下水位埋藏较浅、地表排水条件不良的地段。严 重不均匀地层系指岩性、土质、层厚、界面等在水平方向变化很大的地层。 抗震危险地段一般系指地震时可能发生滑坡、崩塌的地段;地震时可能塌陷的地段、 溶洞等岩溶地段和已采空的矿穴地段,河床内基岩具有倾向河槽的构造软弱面被深切河 槽所切割的地段,发震断裂、地震时可能玥塌而中断交通的各种地段。 抗震一般地段系指:除抗震有利、不利和危险地段以外的其他地段。 412场地岩十工程勘察、应根据实际需要划分对桥梁抗需有利、一般、不利和危险 4.1.2场地岩土工程勘察,应根据实际需要划分对桥梁抗震有利、一般、不利和危险 的地段,提供场地类别和岩土地震稳定性(含滑坡、崩塌、液化和震陷特性)评价。对 需要采用时程分析法计算的桥梁,尚应根据设计要求提供土层部面、场地覆盖层厚度和 抗震计算必须的动力参数 4.1.5对地震时可能因发生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段,应估计其淹没和溃决的 影响范围,合理确定路线的高程,选定桥位。当可能因发生滑坡、崩塌而改变河流流向、 影响岸坡和桥梁墩台以及路基的安全时,应采取应对措施。 4.1.6桥梁工程场地土层剪切波速应按下列要求确定: 1A类和B类桥梁,可通过现场实测确定。现场实测时钻孔数量应满足如下要求: 中桥不少于1个、大桥不少于2个、特大桥宜适当增加。 2C类和D类桥梁,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状按表4.1.6划 分土的类型,并结合当地的经验,在表4.1.6的范围内估计各土层的剪切波速 表4.1.6士的类型划分和剪切波速范围 注:f为由荷载试验等方法得到的地基承载力基本容让 一般情况下,A类桥梁工程场地土层剪切波速的现场实测工作,属于其工程场地地 震安全性评价的工作内容之一。 4.1.7工程场地覆盖层厚度应按下列要求确定: 1一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土剪切波速均不 小于500m/s的土层顶面的距离确定。 2地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层,且其下卧各 层岩土剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。 3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。 4土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除 本条规定参考《建筑抗震设计规范》 (GB50011一2010)的有关规定,作了少量修 0 JC∕T 408-2005 水乳型沥青防水涂料土层平均剪切波速应按下式计算: Use =d. /t t=Z(d. /ua) 式中:Use一土层平均剪切波速(m/s); d。一一计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值; t一一剪切波在地面至计算深度之间的传播时间(s); d;一一计算深度范围内第i土层的厚度(m); Usi——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s); n一一计算深度范围内土层的分层数。 4.1.9桥梁工程场地类别,应根据土层平均剪切波速和场地覆盖土层厚度,按表4.1.9 的规定划分为四类,其中I类分为Io、I两个亚类 表4.1.9桥梁工程场地类别划分 注:表中数据为场地覆盖土层厚度(m)框架办公楼全套设计(含计算书、建筑图等),U.为岩石的剪切波速 本条规定参考《建筑抗震设计规范》(GB50011一2010)的有关规定,作了文字修 订。将该标准中“等效剪切波速”改为平均剪切波速,含义相同,物理意义更明确。 4.1.10桥梁工程场地范围内有发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评价。 1当符合下列条件之一时,可不考虑发震断裂错动对桥梁的影响: 1)抗震设防烈度小于度。 2)非全新世活动断裂。 3)抗震设防烈度为V度和IX度时,前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大 于60m和90m。 2当不能满足上述第1款条件时,宜采取下列措施: 1)A类桥梁宜避开主断裂,抗震设防烈度为Vi度和IX度地区,其避开主断裂的距离 即桥墩边缘至主断裂带外缘的距离分别不宜小于300m和500m。 2)A类以下桥梁宜采用跨径较小、便于修复的结构。 3)当桥位无法避开发震断裂时,宜将全部墩台布置在断层的同一盘(最好是下盘) 上:当不能将全部墩台布置在断层的同一盘时,宜进行专项研究。 对构造物附近范围发震断裂的工程影响进行评价,是地震安全性评价的内容,对于 本规范没有要求进行工程场地地震安全性评价的桥梁工程,可以结合场地工程地质勘察 的评价,按本条规定采取措施。在此处,发震断裂的工程影响主要是指发震断裂引起的 地表破裂对工程结构的影响。对这种瞬时间产生的地表错动还没有经济、有效的工程构 造措施,主要靠避让来减轻危险性。国外有报道称,某些具有坚固基础的建筑物曾成功 地抵抗住或转移了数英寸的地表破裂,结构物未发生破坏(Youd,1989),指出优质配 筋的筏式基础和内部拉接坚固的基础效果最好,可供设计者参考。 (1)实际发震断裂引起的地表破裂与地震烈度没有直接的关系,而是与地震的震 级有一定的相关性。从目前积累的资料看,6级以下的地震引起地表破裂的仅有一例, 所以本条所提的“抗震设防烈度小于V川度”,实质是指地震的震级小于6级。设计人员很 难判断工程所面临的未来地震震级,地震烈度可以直接从地震区划图上查到。本条的提 法,便于设计人员使用。 (2)在活动断层调查中取得断层物质(断层泥、糜棱岩)及上覆沉积物样本,可 以根据已有的一些方法(C14、热释光等)测试断层最新活动年代。显然,活动断层和