公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2008)

中华人民共和国行业推荐性标准公路桥梁抗震设计细则GuidelinesforSeismicDesignofHighwayBridgesJTG／TB02-01—2008主编单位：重庆交通科研设计院批准部门：中华人民共和国交通运输部实施日期：2008年10月01日中华人民共和国交通运输部公告2008年第27号关于公布公路桥梁抗震设计细则(JTC／TB02—01—2008)的公告现公布《公路桥梁抗震设计细则》(JTC／TB02—01-2008)，作为公路工程行业推荐性标准，自2008年10月1日起施行，原《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)中相应部分同时废止。该细则的管理权和解释权归交通运输部，日常解释及管理工作由主编单位重庆交通科研设计院负责。请各有关单位在实践中注意总结经验，若有修改意见请函告重庆交通科研设计院，以便修订时研用。特此公告。中华人民共和国交通运输部二OO八年八月二十九日前言根据交通部《关于下达1999年度建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知》(交通部公路发[1999]82号)，由重庆交通科研设计院组织对《公路工程抗震设计规范》(JTJ00489)桥梁抗震设计部分进行修订，编写《公路桥梁抗震设计细则》。在编写过程中，编写组开展了相关的专题研究工作，吸取了国内有关科研、院校、设计等单位的研究成果和实际工程经验；参考、借鉴了国内外先进的抗震类标准规范。2005年10月完成征求意见稿后，对全国交通、铁路、建设和地震部门的有关单位和个人广泛地征求了意见。根据反馈意见和建议，经反复讨论、修改，于2008年7月完成编写任务。修订后的《公路桥梁抗震设计细则》共有11章、4个附录。修订的主要内容包括：(1)扩大了适用范围，增加了非规则桥梁的抗震设计内容；对斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥，给出了抗震设计原则和有关规定；增加了减隔震桥梁的设计原则和有关规定。(2)修订了相应的设防标准和设防目标，采用了两水平设防、两阶段设计的抗震设计思想，由单一的强度抗震设计修改为强度和变形双重指标控制的抗震设计。(3)补充、细化了场地和地基部分的有关规定。(4)修订了地震作用部分，修订了水平设计加速度反应谱，反应谱周期由5s增加到10s，增加了场地系数、阻尼调整系数、竖向设计加速度反应谱等内容，增加了地震作用分量组合、设计地震动时程等有关规定，取消了综合影响系数。补充修订了地震土压力计算公式。(5)增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则的有关规定，增加了延性构造细节设计的有关规定。(6)增加了抗震分析建模原则和抗震分析方法等有关规定。(7)修订了抗震措施的有关规定。各单位在使用过程中，若发现问题或提出意见和建议，请及时与主编单位联系(地址：重庆市南岸区学府大道33号，邮编：400067，电话：[phone])，以便修订时研用。主编单位：重庆交通科研设计院参编单位：同济大学中国地震局工程力学研究所清华大学长安大学大连理工大学云南省公路科学研究所交通部公路科学研究院主要起草人：唐光武李建中陶夏新秦权刘健新林家浩张力许晓锋李桓兴王克海郑罡黄福伟1总则1．0．1为贯彻执行《中华人民共和国防震减灾法》，实行预防为主的方针，减轻公路桥梁的地震破坏，保障人民生命财产安全，减少经济损失，更好地发挥公路交通网的功能及其在抗震救灾中的作用，制定本细则。1．0．2本细则主要适用于单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。斜拉桥、悬索桥、单跨跨径超过150m的特大跨径梁桥和拱桥，可参照本细则给出的抗震设计原则进行设计。1．0．3本细则根据公路桥梁的重要性和修复(抢修)的难易程度，将桥梁抗震设防分为A类、B类、C类和D类四个抗震设防类别，分别对应不同的抗震设防标准和设防目标。1．0．4抗震设防烈度为6度及6度以上地区的公路桥梁，必须进行抗震设计。1．0．5本细则适用于抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区的公路桥梁抗震设计。抗震设防烈度大于9度地区的桥梁和有特殊要求的大跨径或特殊桥梁，其抗震设计应作专门研究，按有关专门规定执行。1．0．6抗震设防烈度必须按国家规定权限审批、颁发的文件(图件)确定。一般情况下，抗震设防烈度可采用现行《中国地震动参数区划图》规定的地震基本烈度。对桥址已作过专门地震安全性评价的桥梁，应按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。1．0．7公路桥梁的抗震设计，除应符合本细则的要求外，尚应符合国家、行业其他有关标准规范的规定。2术语、符号2．1术语2．1．1抗震设防烈度seismicfortificationintensity按国家规定权限批准的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作用在结构上的地震动，包括水平地震作用和竖向地震作用。2．1．4E1地震作用earthquakeactionEl工程场地重现期较短的地震作用，对应于第一级设防水准。2．1．5E2地震作用earthquakeactionE2工程场地重现期较长的地震作用，对应于第二级设防水准。2．1．6地震效应seismiceffect由地震作用引起的桥梁结构内力与变形等效应的总称。2．1．7设计基本地震动加速度designbasicaccelerationofgroundmotion重现期为475年的地震动加速度的设计取值。2．1．8特征周期characteristicperiod抗震设计用的加速度反应谱曲线下降段起始点对应的周期值，取决于地震环境和场地类别。2．1．9设定地震scenarioearthquake根据场址地震危险性概率估计、区域地震动衰减关系确定的与设防地震动协调一致的地震，用震级和距离对表达。2．1．10非一致地震动输入multi-support-excitation特大跨径桥梁抗震分析，尤其是时程分析中各个桥墩的地震动输入有所不同，反映了地震动场的空间变异性和空间相关性。2．1．11液化liquefaction地震中覆盖土层内孔隙水压急剧上升，一时难以消散，导致土体抗剪强度大大降低的现象。多发生在饱和粉细砂中，常伴生喷水、冒砂以及构筑物沉陷、倾倒等现象。2．1．12侧向滑移lateralspreading伴随液化发生的较大范围地基土水平方向移动的现象。2．1．13抗震概念设计seismicconceptdesign根据地震灾害和工程经验等归纳的基本设计原则和设计思想，进行桥梁结构总体布置、确定细部构造的过程。2．1．14弹性抗震设计elasticseismicdesign不允许桥梁结构发生塑性变形，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。2．1．15延性抗震设计ductilityseismicdesign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。2．1．16延性构件ductilemember延性抗震设计时，允许发生塑性变形的构件。2．1．17能力设计capacitydesign为确保延性抗震设计桥梁可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区、基础和上部结构构件不发生塑性变形和剪切破坏，必须对上述部位、构件进行加强设计，以保证非塑性铰区的弹性能力高于塑性铰区。2．1．18能力保护构件capacityprotectedmember采用能力保护设计原则设计的构件。2．1．19减隔震设计seismicisolationdesign在桥梁上部结构和下部结构或基础之间设置减隔震系统，以增大原结构体系阻尼和(或)周期，降低结构的地震反应和(或)减小输入到上部结构的能量，达到预期的防震要求。2．1．20抗震措施seismicmeasure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。2．1．21抗震构造措施detailsofseismicmeasures根据抗震概念设计原则，一般不需计算，对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。2．1．22常规桥梁ordinarybridge包括单跨跨径不超过150m的混凝土梁桥、圬工或混凝土拱桥。2．1．23特殊桥梁specialbridge包括斜拉桥、悬索桥、单跨跨径150m以上的梁桥和拱桥。2．2符号2．2．1作用和作用效应2．2．3几何特征2．2．4材料指标2．2．5延性设计参数2．2．6其他参数3基本要求3．1桥梁抗震设防目标及设防分类和设防标准3．1．1各抗震设防类别桥梁的抗震设防目标应符合表3．1．1的规定。3．1．2一般情况下，桥梁抗震设防分类应根据各桥梁抗震设防类别的适用范围按表3．1．2的规定确定。但对抗震救灾以及在经济、国防上具有重要意义的桥梁或破坏后修复(抢修)困难的桥梁，可按国家批准权限，报请批准后，提高设防类别。3．1．3A类、B类和C类桥梁必须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计。D类桥梁只须进行E1地震作用下的抗震设计。抗震设防烈度为6度地区的B类、C类、D类桥梁，可只进行抗震措施设计。3．1．4各类桥梁的抗震设防标准，应符合下列规定：1各类桥梁在不同抗震设防烈度下的抗震设防措施等级按表3．1．4—1确定。3．1．5立体交叉的跨线桥梁，抗震设计不应低于下线桥梁的要求。3．2确定地震作用的基本要求3．2．1各类公路桥梁抗震设计要考虑的地震作用，应采用所在地区抗震设防烈度相应的设计基本地震动加速度和反应谱特征周期以及本细则第3．1．4条第2款规定的抗震重要性系数来表征。3．2．2公路桥梁抗震设防烈度和设计基本地震动加速度取值的对应关系，应符合表3．2．2的规定。3．2．3对场址进行专门的地震安全性评价时，除符合现行《工程场地地震安全性评价》(GBl7741)的规定外，确定抗震设防标准及地震作用时还应满足本细则的相关规定。3．3抗震设计流程图3．3．1桥梁抗震设计应采用图3．3．1的抗震设计流程进行。3．4作用效应组合3．4．1公路桥梁抗震设计应考虑以下作用：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、水压力等。3．4，2作用效应组合应包括永久作用效应+地震作用效应，组合方式应包括各种效应的最不利组合。4场地和地基4．1场地4．1．1桥位选择应在工程地质勘察和专门工程地质、水文地质调查的基础上，按地质构造的活动性、边坡稳定性和场地的地质条件等进行综合评价，应查明对公路桥梁抗震有利、不利和危险的地段，宜充分利用对抗震有利地段。4．1．2在抗震不利地段布设桥位时，宜对地基采取适当抗震加固措施。在软弱黏性土层、液化土层和严重不均匀地层上，不宜修建大跨径超静定桥梁。4．1．3各级公路桥位宜避绕抗震危险地段，对于高速公路、一级公路必须通过抗震危险地段时，宜作地震安全性评价分析。4．1．4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，应采取适当措施。4．1．5桥梁工程场地土层剪切波速按下列要求确定：1A类桥梁，由工程场地地震安全性评价工作确定。2B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。3C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4．1．5划分土的类型，并结合当地的经验，在表4．1．5的范围内估计各土层的剪切波速。4．1．6工程场地覆盖层厚度按下列要求确定：1一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m／s的坚硬土层或岩层顶面的距离确定。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，且其下卧岩土剪切波速不小于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