建筑与市政工程抗震通用规范 GB55002-2021
6.1 城镇桥梁
6.1.1 城市桥梁的抗震设计类别应根据抗震设防烈度和所属的抗震设防类别按表6.1.1选用。
6.1.2 按照本规范第6.1.1条的分类,城市桥梁抗震设计应符合下列规定:
1 A类城市桥梁,应进行多遇和罕遇地震作用下的抗震分析和抗震验算,并应满足相关抗震措施的要求。
2 B类城市桥梁,应进行多遇地震作用下的抗震分析和抗震验算,并应满足相关抗震措施的要求。
3 C类城市桥梁,允许不进行抗震分析和抗震验算,但应满足相关抗震措施的要求。
6.1.3 城市桥梁应根据其地震响应的复杂程度分为规则和非规则两类,城市桥梁的抗震分析方法应根据其抗震设计类别、规则性以及地震作用水准按表6.1.3选用。
6.1.4 城市桥梁结构能力保护构件的地震组合内力设计值确定应符合下列规定:
1 当罕遇地震作用下结构未进入塑性工作范围时,墩柱的组合剪力设计值、基础和盖梁的组合内力设计值,应采用罕遇地震的计算结果按本规范第4.3.2条的规定确定。
2 对抗震设计类别为A类,且弹塑性变形、耗能部位位于桥墩的城市桥梁,其盖梁、基础、支座和墩柱的剪力设计值应根据墩柱塑性铰区域横截面的极限抗弯承载力按能力保护设计方法确定。
2 对抗震设计类别为A类,且弹塑性变形、耗能部位位于桥墩的城市桥梁,其盖梁、基础、支座和墩柱的剪力设计值应根据墩柱塑性铰区域横截面的极限抗弯承载力按能力保护设计方法确定。
6.1.5 7度及以上地区,城市桥梁墩柱潜在塑性铰区的箍筋应加密配置,并应符合下列规定:
1 加密区范围,应由最大组合弯矩所在截面处算起,长度不应小于弯曲方向墩柱截面边长,且加密区边缘截面的组合弯矩不应大于0.8倍最大组合弯矩;当墩柱高度与弯曲方向截面边长之比小于2.5时,柱加密区范围应取墩柱全高。
2 加密区的最小体积配箍率psmin,7度、8度时应符合下式规定,9度时尚应乘以不小于1.2的放大系数,且均不得小于0.4%:
式中:ηk——轴压比,指结构的最不利组合轴向压力与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;
pt——纵向配筋率;
fyh——箍筋抗拉强度设计值(MPa);
fcd——混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)。
pt——纵向配筋率;
fyh——箍筋抗拉强度设计值(MPa);
fcd——混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)。
3 加密区的箍筋,直径不应小于10mm,间距不应大于100mm或6倍纵筋的直径或墩柱弯曲方向的截面边长的1/4。
4 螺旋箍筋的接头必须采用对接焊,矩形箍筋应有135°弯钩,且伸入核心混凝土的长度不得小于6倍箍筋直径。
6.1.6 城市桥梁墩柱的箍筋非加密区的体积配箍率不应少于加密区的50%。
6.1.7 城市桥梁结构应采用有效的防坠落措施,且梁端至墩、台帽或盖梁边缘的搭接长度,6度不应小于(400+0.005L)mm,7度及以上,不应小于(700+0.005L)mm,其中,L为梁的计算跨径(单位,mm)。
6.1.8 城市桥梁抗震措施的使用不应导致主要构件地震反应发生重大改变,否则,抗震分析时应考虑抗震措施与主要构件的相互影响。
条文说明
6.1.1、6.1.2 这2条明确城市桥梁抗震设计方法选用的基本原则。参考国内外相关桥梁抗震设计规范,对于位于6度地区的普通桥梁,只需满足相关构造和抗震措施要求,不需进行抗震分析,本规范称此类桥梁抗震设计方法为C类;对于位于6度地区的乙类桥梁,7度、8度和9度地区的丁类桥梁,仅要求进行多遇地震作用下的抗震计算,并满足相关构造要求,这类抗震设计方法为B类;对于7度及7度以上的乙类和丙类桥梁,要求进行多遇地震和罕遇地震的抗震分析和验算,并满足结构抗震体系以及相关构造和抗震措施要求,此类抗震设计方法为A类。这2条对桥梁抗震设计类别进行分类,并对各类设计方法的原则性要求作出强制性规定。
6.1.3 本条明确桥梁抗震分析方法选择的原则。为了简化桥梁结构的动力响应计算及抗震设计和校核,根据梁桥结构在地震作用下动力响应的复杂程度分为两大类,即规则桥梁和非规则桥梁。规则桥梁地震反应以一阶振型为主,因此可以采用简化计算公式进行分析,对于非规则桥梁,由于其动力响应特性复杂,采用简化计算方法不能很好地把握其动力响应特性,因此要求采用比较复杂的分析方法来确保其在实际地震作用下的性能满足设计要求。
6.1.4 本条规定城市桥梁结构能力保护构件的地震组合内力设计值的确定要求。罕遇地震截面尺寸较大的桥墩可能不会发生屈服,采用能力保护方法计算过于保守,允许直接采用罕遇地震作用下的计算结果进行内力组合。对于抗震设计类别为A类且抗震体系类型为I类的桥梁,剪切破坏属于脆性破坏,是一种危险的破坏模式,对于抗震结构来说,墩柱剪切破坏还会大大降低结构的延性能力,因此,为了保证钢筋混凝土墩柱不发生剪切破坏,应采用能力保护设计方法进行延性墩柱的抗剪设计。
6.1.5、6.1.6 这2条规定了墩柱箍筋的配置要求。横向钢筋在桥墩柱中的功能主要有以下三个方面:①用于约束塑性铰区域内混凝土,提高混凝土的抗压强度和延性;②提供抗剪能力;③防止纵向钢筋压屈。在处理横向钢筋的细部构造时需特别注意,由于表层混凝土保护层不受横向钢筋约束,在地震作用下会剥落,这层混凝土不能为横向钢筋提供锚固。因此,所有箍筋都应采用等强度焊接来闭合或者在端部弯过纵向钢筋到混凝土核心内,角度至少为135°。本规范第6.1.5条加密区的体积配箍率要求,是在《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011的基础上,经参数调整而得,即将《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011中的材料标准强度均替换为设计强度,二者要求是一致的。
6.1.7 本条明确桥梁的防坠落要求及墩梁间搭接长度。由于工程场地可能遭受地震的不确定性,以及人们对桥梁结构地震破坏机理的认识尚不完备,因此桥梁抗震实际上还不能完全依靠定量的计算方法。实际上,历次大地震的震害表明,一些从震害经验中总结出来或经过基本力学概念启示得到的一些构造措施被证明可以有效地减轻桥梁的震害。如主梁与主梁或主梁与墩之间适当的连接措施可以防止落梁,这些构造措施不应影响桥梁的正常使用功能,不应妨碍减(隔)震、耗能装置发挥作用,但对保障桥梁结构安全非常重要和必要。
6.1.8 本条明确桥梁抗震措施对主要构件地震反应影响的控制原则。如构造措施的使用导致桥梁地震响应定量计算的结果有较大的改变,导致定量计算结果失效,在进行抗震分析时,应考虑抗震措施的影响,抗震措施应根据其受到的地震力进行设计。
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