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DB15/T 1659-2019 公路梁桥抗震设计规范.pdf简介:
"DB15/T 1659-2019 公路梁桥抗震设计规范.pdf" 是一份关于公路桥梁抗震设计的具体技术标准。DB15/T是中国地方标准,T1659-2019是标准的编号,2019年是标准的发布年份。这份规范主要针对公路桥梁的抗震设计,内容涵盖了桥梁结构在地震作用下的安全性、耐震性能、抗震措施、设计方法和计算技术等方面的要求。它为公路桥梁的设计、施工、维护和管理提供了重要的工程技术指导,以确保在地震等自然灾害中桥梁的安全运行,保障交通系统的稳定和人民的生命财产安全。
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值乘积之比值; P一纵向配筋率; fek一一混凝土轴心抗压强度标准值,单位为兆帕(MPa); 一 墩柱潜在塑性铰区域以外的箍筋体积配箍率不应小于塑性铰区域加密箍筋体积配箍率的50%。 注:主要考虑到箍筋对桥墩延性的贡献,主要通过以下三个方面实现:1)约束截面核心混凝土,提高混凝土的抗 压强度和延性;2)提高抗剪能力;3)防止纵向钢筋压曲。箍筋间距太大,对核心混凝土的约束作用小,则不 能提高截面的弯曲延性;若箍筋间距太小,则约束区刚度较大,弯曲延性降低。因此,各国抗震设计规范对塑 性铰区横向钢筋的最小配筋率均作了具体规定。对于尺寸较大的墩柱,应配置间距合理有效的箍筋或螺旋筋、 横向加劲钢筋或双层箍筋,以提高箍筋对核心混凝土的约束作用,改善桥墩的延性。美国和我国的桥梁抗震设 计规范考虑截面尺寸、墩柱高度和纵筋配筋率对塑性铰区长度进行计算;考虑截面形式、轴压比和纵筋配筋率 方面分别对箍筋的面积配箍率和体积配箍率进行计算;美国AASHTO规范和Caltrans准则中纵筋配筋率的最大值 和最小值均大于我国公路桥梁抗震规范要求。因此,在进行桥梁抗震设计时,基于我国相关桥梁抗震规范,结 合以下规范确定桥墩的纵筋配筋率、配箍率及其他构造要求。 1美国AASHTO规范
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表5混凝土结构延性设计
2) Caltrans 准则
《城市地下水动态观测规程 CJJ76-2012》2)Caltrans 准则
表6混凝土结构延性设计
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项目 设计说明 塑性铰区内箍筋面积不得小于: 0.35h /0.5 + 1. 25 P D ≤ 0.9m fA Ash.min 0. 12.sh / 0.5 + 1.25P D>0.9m 墩柱的矩形箍筋 f f.A f(A 式中,h为计算方向上约束核芯混凝土的尺寸。 延性构件无接头区采用以下值的较大者:塑性铰长度和桥墩的 旋箍筋和圆形箍筋在“无接头区”内不允许有接头。“无接头 钢筋的搭接和锚 应满足接头性能要求。 固 能力保护构件的钢筋拼接应满足正常使用阶段的要求。在钢筋 接性能应该由“正常使用水平”提升到“极限承载水平”要求 桥墩纵筋 纵向钢筋面积不得小于0.01倍水平毛截面面积,且不大于0.0
值得注意的是,AASHTO规范和Ca1trans准则用的f’是圆柱体(152mmX305mm)轴心抗压强度,而JTGD6 单轴抗压强度为棱柱体(150mm×150mm×300mm)单轴抗压强度,不同混凝土抗压强度之间的换算关系可参照 和教材。
8.1.6墩柱的纵筋应尽可能地延伸至盖梁和承台的另一侧面,纵筋的锚固和搭接长度应在JTGD62要 求的基础上增加10ds,ds为纵筋的直径,不应在塑性铰区域内进行纵筋搭接。 8.1.7塑性铰加密区域配置的箍筋应延续到盖梁和承台内,延伸到盖梁或承台的距离不宜小于墩柱长 边尺寸的1/2,并不小于50cm。 8.1.8应评价桥墩(柱)的抗剪能力,计算桥墩(柱)的抗剪能力与地震需求的比值,并评价其对桥梁结 构整体抗震性能的影响。桥墩(柱)抗剪能力应满足公式25的要求,沿顺桥向和横桥向的斜截面抗剪强 度应按公式26计算。
式中 d 折减系数,取为0.9; Vo 剪力设计值,单位为牛(N); Vn 斜截面抗剪强度,单位为牛(N); 混凝土抗剪强度,单位为牛(N),按式27计算; Vs—箍筋提供的抗剪能力,单位为牛(N),按式32计算 a)混凝土抗剪强度Vc
=V. + V (26)
VEV. X A.................
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P,EPx + Py...............................
PxvPy 一分别为顺桥向与横桥向箍筋体积含筋率; fich—箍筋抗拉强度标准值,单位为兆帕(MPa); fe.ck一—约束混凝土的峰值应力,单位为兆帕(MPa), ,一般情况下可取1.25倍的混凝 度标准值; R su 约束钢筋的折减极限应变,εRsu=0.09;
14在进行桥梁抗震分析时,延性构件的等效截面抗弯刚度应按式(41)计算,对于圆形和矩形桥 毛截面计算
8. 2 基础抗震性能设讯
E. × Ieff 0
基础应按能力保护原则进行设计,设计弯矩、设计剪力应为墩柱极限弯矩(考虑超强系数)对应的 弯矩、剪力值。
8.3支座系统抗震设计与验算
3.3.1为使板式橡胶支座更好地发挥隔震作用,可采用分级限位措施。
经过汶川和玉树震害现象的研究,桥梁的橡胶支座在大地震时发挥了“保险丝式单元"的作用,由于支座的震损, 传到桥墩和桩基上的地震力大大减少,支座的震损保护了桥墩和桩基础,从这方面讲,由于摩擦滑移造成的支 座损伤对桥梁的整体抗震是有利的,需要配套的是挡块和连梁装置的合理设计,以确保支座损伤后不落梁。其 中,桥梁的板式橡胶支座发挥了良好的隔震作用,为了让板式橡胶支座在发生地震时更好地发挥作用,让支座 发挥“保险丝式单元"的作用,实现桥梁抗震的可控状态,可采用挡块、垫石凹槽分级限位无顶钢板和底钢板的 橡胶支座(如图13所示)、抗震销、抗震耳销等。这样做的优点是便于震后更换支座,同时控制支座在运营荷 载或地震荷载作用下的滑移,在梁桥板式橡胶支座的设计方面体现了“一可三易”(可控、易检、易修、易换) 的抗震理念。此外,也可进行板式橡胶支座与双层挡块的合理设计,使其应用于桥梁结构的隔震耗能
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tany——橡胶片剪切角正切值,取tany=1 支座抗滑稳定性验算:
Ehzb ≤ A,R,. .
Ehzb一一对应水准地震作用和永久作用效应组合后橡胶支座的水平地震力,单位为千牛 (kN); Rb一一上部结构重力在支座上产生的反力,单位为千牛(kN): 系数米用0.10。 注:梁桥广泛采用板式橡胶支座,梁体直接搁置在支座上,支座与梁底和墩顶无螺栓连接,地震作用下,梁底与支 座顶面易产生摩擦滑移,导致较大的梁体位移,甚至落梁破坏。因此,应对支座的剪切应变和抗滑稳定性进行 验算。为确保桥结构在地震动水平P1作用下,支座免于更换,结构不受损坏或不需修复可继续适用,应保证 支座在地震动水平P1作用下,其剪切应变和抗滑稳定性满足要求。对于支座剪切应变或抗滑稳定性不满足要求 的,应对其深入分析。汶川地震震害表明,采用板式橡胶支座的桥梁结构,在地震动水平P2及其以上作用下虽 然会导致较大的体位移,支座和挡块的损伤过程具有分级耗能的作用,支座与连接构件间的摩擦滑移大大减 小了桥墩的水平地震力,从而保护了桥墩。因此在确保不发生落梁的情况下,板式橡胶支座抗剪或者抗滑稳定 性不满足要求,并不能作为抗震检算不通过的依据,而应具体结合桥梁结构的防落梁构造,根据支座及其周围 实际连接条件和约束条件合理评价剪切变形、滑动变形及支座损坏后与临近构件可能发生碰撞等因素,综合说 明支座对桥梁结构整体抗震性能的影响。
8.3.3桥梁采用盆式支座时,应进行下列验算:
比中 Xo——对应水准地震作用效应和永久作用效应组合得到的活动盆式支座水平滑动位移需求, 单位为米(m)); 活动盆式支座容许滑动的水平位移,单位为米(m); 地震作用效应和永久作用效应组合得到的固定盆式支座水平力设计值; E 固定支座容许承受的水平力,单位为千牛(kN)
.3.4遭遇地震动水平P2及以上时,
遭遇地震动水平P2及以上时,先按上述两项验算支座性能,并验算板式橡胶支座橡胶片的极 应变,其中,应考虑橡胶类支座与上下部结构的锚固条件,两端未锚固的板式橡胶支座的橡胶剪 立超过200%,锚固的板式橡胶支座的橡胶剪应变不应超过250%。若不满足上述要求,应按第6 进行防落构造设计,并按本章后续条文校核下部结构性能:若满足上述要求,应验算下部结构性育
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附录A (规范性附录) 桥墩桩柱抗震设计参数
表A.1II类场地桩柱桥墩抗震设计参考数据
注1:L为桥梁跨径(m) 注2:表中支座采用板式橡胶支座,墩柱采用桩柱式桥墩。 注3:桩柱截面最低截面配筋率未考虑冲刷深度的影响,有冲刷时,应对桩柱最低截面配筋率重新进 行验算。 注4:表中桩柱截面最低配筋率以采用HRB400的钢筋为准,当采用的其他钢筋时,应对表中桩柱最低 截面配筋率进行换算。 注5:表中数据适用于12.75m的桥宽。
注1:L为桥梁跨径(m) 注2:表中支座采用板式橡胶支座,墩柱采用桩柱式桥墩。 注3:桩柱截面最低截面配筋率未考虑冲刷深度的影响,有冲刷时,应对桩柱最低截面配筋率重新进 行验算。 注4:表中桩柱截面最低配筋率以采用HRB400的钢筋为准,当采用的其他钢筋时,应对表中桩柱最低 截面配筋率进行换算。 注5:表中数据适用于12.75m的桥宽。
GB/T 2099.9-2017标准下载DB15/T 16592019
附录B (规范性附录) 支座及其配套装置的设计
表B.1支座及其配套装置的设计参考数据
亢剪钢筋与剪切面垂直时
C.2当抗剪钢筋与剪切面有夹角时
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式中: Φ一一强度折减系数,取0.85; 摩擦系数,当混凝土挡块与盖梁或桥台整浇时,取1.4;当混凝土挡块与盖梁或桥台 分开浇筑,且交界面经过粗糙处理时,取1.0;当混凝土挡块与盖梁或桥台分开浇筑, 但交界面未经粗糙处理时,取0.6;当混凝土挡块通过钢筋或柱头螺栓锚固于结构型钢 时,取0.7; 通过剪切面的剪切摩擦钢筋的面积,单位为平方毫米(mm²); fy一一钢筋屈服强度设计值,单位为兆帕(MPa); fck一一混凝土轴心抗压强度标准值DB63∕T 1769-2019 青海省绿色建筑施工质量验收规范,单位为兆帕(MPa); ack一—强度换算系数αck=0.898/(αlαc");α1为棱柱体强度与立方体强度之比,强度等级为C5C 及以下混凝土取0.76,对C80混凝土取0.82,中间按线性规律变化取值;α²为高强度混凝土的脆性折减系 数,对C40及以下混凝土取1.00,对C80混凝土取0.87,中间按线性规律变化取值; αf一一抗剪钢筋与剪切面之间的夹角: AcV一 混凝土抗剪截面面积,单位为平方毫米(mm²)