公路桥梁抗震规范

中华人民共和国交通行业标准《公路桥梁抗震设计规范》条文框架1总则1.0.1为了贯彻执行中华人民共和国防震减灾法并实行以预防为主的方针，减轻公路桥梁的地震破坏，保障人民生命财产的安全和减少经济损失，更好地发挥公路运输及其在抗震救灾中的作用，特制定本规范。按本规范进行抗震设计的桥梁，其设防目标是：当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受桥梁设计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时，应保证不致倒塌或产生严重结构损伤，经加固修复后仍可继续使用。1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的公路桥梁，必须进行抗震设计。各类桥梁必须进行多遇地震E1作用下的抗震设计，除6度地区以外，A、B、C类桥梁还必须进行罕遇地震E2作用下的抗震设计。1.0.3本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区的常用公路桥梁的抗震设计。抗震设防烈度大于9度地区的桥梁和行业有特殊要求的大跨度或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，并按有关专门规定执行。1.0.4抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图GB18306-2001的地震基本烈度。对已作过专门地震安全性评价的桥址，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。1.0.5公路桥梁的抗震设计，除应符合本规范的要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。1.0.6按本规范进行抗震设计的桥梁结构类型为:(1)主跨径不超过200米的混凝土梁桥(2)主跨径不超过200米的圬工或混凝土拱桥(3)主跨径不超过200米的混凝土斜拉桥和悬索桥主跨径超过200米的大跨径桥梁,本规范只给出抗震设计原则。2术语、符号2.1术语2.1.1抗震设防烈度seismicfortificationintensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。2.1.2抗震设防标准seismicfortificationcriterion衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和公路桥梁使用功能的重要性确定。2.1.3地震作用earthquakeaction由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。2.1.4地震影响effectsofearthquake由地震动引起的作用于桥梁结构上的惯性力、土压力、水压力以及地基液化、滑移等影响的总称。2.1.5设计基本地震加速度designbasicaccelerationofgroundmotion50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值。2.1.6设计特征周期designcharacteristicperiodofgroundmotion抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别因素的下降段起点对应的周期值。2.1.7液化liquefaction因地震动造成覆盖土内孔隙水压急剧上升，饱和砂土失去抗剪强度，土体的构造发生破坏而出现的破坏现象。2.1.8流动(滑移)lateralspreading伴随液化作用发生的地基土水平移动现象。2.1.9抗震概念设计seismicconceptdesign根据地震灾害和工程经验等所获得的基本设计原则和设计思想，进行桥梁结构总体布置和并确定细部构造的过程。2.1.10弹性抗震设计elasticseismicdesignmethod在多遇地震作用下，不允许桥梁结构发生塑性变形，仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，只需校核构件的强度是否满足要求。2.1.11延性抗震设计ductilityseismicdesignmethod在罕遇地震作用下，允许桥梁结构发生塑性变形，不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，同时要校核构件的延性能力是否满足要求。2.1.12减隔震设计seismicisolationdesignmethod在桥梁上部结构和下部结构或基础之间设置隔震支座，以增大原结构体系周期和阻尼，减小输入到上部结构的能量，达到结构预期防震的要求。2.1.13能力设计capacitydesignmethod对可能出现塑性铰的构件，为确保非塑性铰区不发生塑性变形和剪切破坏，必须对非塑性铰区进行加强设计，以保证非塑性铰区的能力高于塑性铰区。2.1.14抗震措施seismicfortificationmeasures除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。2.1.15抗震构造措施detailsofseismicdesign根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。2.2主要符号(暂略)3桥梁抗震设计的基本要求3.1桥梁抗震设防分类和设防标准3.1.1公路桥梁应根据路线等级及桥梁的重要性和修复（抢修）的难易程度，分为A类、B类、C类、D类四个抗震设防类别。A类桥梁是指位于高速公路和一级公路上的主跨径超过200米的特大型桥梁（不含引桥及引道），B类桥梁是指高速公路和一级公路上的除A类以外的桥梁及二级公路上的大桥、特大桥等，C类桥梁是指属A、B、D类以外的公路桥梁，D类桥梁是指位于三、四级公路上的抗震次要的桥梁。3.1.2各类桥梁的设防标准，应符合下列要求：（1）各类桥梁的抗震构造措施，按表3.1.2-1规定的标准采用表3.1.2-1各类公路桥梁构造措施等级ⅥⅦⅧⅨ地震基本烈度构造物分类0.050.10.150.20.30.4AⅧⅨⅨ更高，专门研究BⅦⅧⅧⅨⅨ≥ⅨCⅥⅦⅦⅧⅧⅨDⅥⅦⅦⅧⅧⅨ(2)各类桥梁的地震作用，按表3.1.2-2确定重要性系数表3.1.2-2各类桥梁的重要性系数Ci桥梁类别设计地震E1（多遇地震）设计地震E2（罕遇地震）A类0.501.8B类0.431.3C类0.341.0D类0.230.73.1.3对抗震救灾、经济或国防上具有重要意义的三、四级公路的桥梁，按国家批准权限，报请批准后，可提高一度设防。3.1.4立体交叉的跨线工程，其抗震设计不应低于下线工程的要求。3.2地震影响3.2.1公路桥梁所在地区遭受的地震影响，应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和反应谱特征周期或本规范第1.0.4条和3.1.2条规定的设计地震动参数来表征。3.2.2公路桥梁抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.2.2的规定。设计基本地震加速度值为0.15g和0.30g地区内的公路桥梁，除本规范另有规定外，应分别按抗震设防烈度7度和8度的要求进行抗震设计。表3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度值A的对应关系抗震设防烈度6789设计基本地震加速度值0.05g0.10（0.15）g0.20(0.3)g0.40g3.2.3场地土的反应谱特征周期，应按《中国地震动反应谱特征周期区划图》确定,分别为0.35s、0.4s、0.45s.3.2.4对于A类特大型桥梁,其场地所在位置应根据《工程场地地震安全性评价技术规范》（GB17741-1999）规定的Ⅲ级地震安全性工作和本规范所规定的抗震设防标准对应的地震水平年超越概率水准提出场地地震动参数和地震地质灾害评价。3.3桥位3.3.1桥位的选择，应充分利用对抗震有利的地段。应按4.1的具体要求执行。3.4抗震结构体系3.4.1桥梁各类基础必须保证其抗震性能强于桥墩、台身的抗震能力。在验算基础强度时应乘以超强系数1.2。3.4.2避免或减轻在地震影响下因地基变形或地基失效对公路桥梁的破坏。(1)当确定通过抗震危险地段的高速、一级公路工程的桥位时，应具有岩土稳定性评价和主要对策和建议。(2)地基为软弱粘土、液化土、新近填土或严重不均土时应考虑地震时地基不均匀沉陷或其它不利影响，并采取相应措施。3.4.3本着减轻震害和便于修复（枪修）的原则，确定合理的设计方案。(1)适当降低桥梁的高度，合理减轻构造物的自重。(2)可以有目的地、合理地设置结构的薄弱部位。3.4.4抗震结构体系应符合下列要求：(1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递路线。(2)钢筋混凝土构件应合理选择尺寸，配置钢筋，增加延性，避免剪切先于弯曲破坏和钢筋錨固粘结先于构件破坏。(3)结构各构件之间的连接节点，其强度不应低于构件强度。(4)装配式结构应采取加强整体连结措施。(5)在设计中提出保证施工质量的要求和措施。(6)结构设计应考虑便于震后检修3.4.5不同结构体系的概念设计见本规范有关条文。（具体内容放入各章编写）3．5结构分析3.5.1除本规范特别规定以外，桥梁结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析，此时可假定结构与构件处于弹性工作状态，内力和变形分析可采用线弹性静力方法和或线弹性动力方法。3.5.2除本规范特别规定以外，桥梁结构应进行罕遇地震作用下的内力和变形分析，此时，可根据结构特点采用非线性时程分析方法或等效线弹性分析方法。3.5.3在桥梁抗震设计中，应考虑以下荷载：(1)永久荷载，包括结构重力（恒载）、预应力、土压、水压、混凝土收缩及徐变效应、水的浮力；(2)地震影响，包括地震动造成的地震作用、地震土压力、地震动水压力3.5.4荷载组合应包括：永久荷载+地震作用3.5.5荷载组合应按使结构产生昀不利应力、变形及其他效应进行组合。4场地和地基4.1场地4.1.1桥位的选择，应在工程地质勘察和专门工程地质、水文地质研究的基础上，按构造的活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价。查明对公路桥梁抗震有利、不利和危险的地段。应充分利用对抗震有利地段。抗震有利地段一般系指：建设地区及其临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。4.1.2当在抗震不利地段布设桥位时，宜适当对地基采取抗震措施。抗震不利地段一般系指：软弱粘性土层、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。4.1.3各级公路桥位宜绕避抗震危险地段，对于高速公路、一级公路必须通过抗震危险地段时，宜做地震安全性评价评价分析。抗震危险地段一般系指：地震时可能发生滑坡、崩塌地段；地震时可能塌陷、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、地震时可能坍塌而中断交通的各种构造物。4.1.4对河谷两岸在地震时可能因发生滑坡、崩塌而造成堰塞湖的地段，应估计其淹没和潰决的影响范围，合理确定路线的标高和选定桥位。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，应采取适当措施。4.1.5桥梁建设场地的类别的划分，以土层平均剪切波速和场地覆盖土层厚度为定量标准。测量土层剪切波速的钻孔数量，对于B类的公路桥梁，初步勘察或工程可行性研究阶段，中桥不少于1个、大桥不少于2个、特大桥宜适量增加；对于A类特大型桥梁应依据具体情况确定。对于C类及以下的公路桥梁，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状按表4.1.5划分土的类型，结合当地的经验，在表4.1.5的范围内估计各土层的剪切波速。表4.1.5土的类型划分和剪切波速范围土的类型岩土名称和性状土层剪切波速范围（m/s）坚硬土或岩石稳定岩石，密实的碎石土sυ500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，akf200的粘性土和粉土，坚硬黄土500≥sυ250中软土稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，akf≤200的粘性土和粉土，akf130的填土，可塑黄土250≥sυ140软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，akf≤130的填土，流塑黄土sυ≤1404.1.6工程场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求：（1）一般情况下，应按地面至剪切波速大于500M/S的坚硬土层或岩层顶面的距离确定。（2）地面5米以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速的2.5倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速不小于400M/S时，可按地面至该土层顶面距离确定。（3）剪切波速大于500M/S的孤石、透鏡体，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。4.1.7土