DB29-233-2015 天津市市政公路桥梁减隔震设计规程

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    在地震作用下,桥梁结构承力构件部分钢筋进入屈服状态,但 截面弯矩小于截面等效屈服弯矩的状态。 2.1.20主要塑性化构件mainplasticizationmember 在同一结构体系中,塑性化程度相对较高的构件 2.1.21次要塑性化构件minorplasticizationmember 在同一结构体系中,塑性化程度相对较低的构件,

    在地震作用下,桥梁结构承力构件部分钢筋进入屈月 截面弯矩小于截面等效屈服弯矩的状态。

    Le 上部结构总长度,对简支梁桥取其跨径; 0 斜角; L 桥梁轴线弧长; 9 曲线梁的圆心角; b 上部结构总宽度。

    Dd 隔震支座的设计位移; Dy 隔震支座的屈服位移; Qd 隔震支座的特征强度; Keff 隔震支座的等效刚度; Ku 隔震支座的屈前刚度; Kd 隔震支座的屈后刚度; Seff 隔震支座的等效阻尼比; F(Da) 隔震支座对应于设计位移D.的水平力 W 隔震支座的弹性能量; AW 隔震支座吸收的能量总量; a 梁搭接长度; Fa 粘滞流体阻尼器的阻尼力:

    3.1.1桥梁减隔震设计是通过减隔震技术使桥梁达到预期抗震性 能目标的设计方法。 3.1.2在进行桥梁减隔震设计时,除考虑地形、场地士分类、地 基条件、布局条件、结构形式以外过滤器标准,还应使桥梁各构件以及整个结 构体系均具备规定的抗震性能,

    3.2减隔震设计的性能且标

    3.2.1根据城市或公路桥梁的结构形式、在交通网络中的重要性、 修复或抢修的难易程度等,桥梁抗震设防应分为A类、B类、C类 和D类四类桥梁,与现行行业标准《公路工程抗震规范》(JTGB02) 和现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJ166)桥梁抗震设 防分类的对应关系,按照表3.2.1执行。

    表3.2.1桥梁抗爆设防分类

    3.2.2桥梁减隔震设计的抗震性能目标应按以下条文执

    1抗震性能日标1 地震作用下基本无损伤,墩台及基础应处于完全弹性状态,震 后可立即使用。

    2地震主动土压力; 3地震动水压力; 4地基的液化和流动: 5地震时的地基位移; 6地震时的破坏形态。 3.3.4对于市政桥梁或公路桥梁,设计加速度反应谱应分别按照 现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)或现行行业标 准《公路工程抗震规范》(JTGB02)的规定执行

    3.3.4对于市政桥梁或公路桥梁,设计加速度反应谱应分别按照 现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)或现行行业标 准《公路工程抗震规范》(JTGB02)的规定执行。

    4.1.1减隔震桥梁主体结构的极限状态不应超过抗震性 定的桥梁极限状态。

    4.1.1减隔震桥梁主体结构的极限状态不应超过抗震性能目标规 定的桥梁极限状态。 4.1.2减隔震桥梁应根据抗震性能目标进行验算,设计地震动作 用下桥梁各个构件的受力状态应满足本规程第4.2、4.3、4.4节抗 震性能目标规定的要求。

    4.1.3应根据桥梁结构特征及地基可能的破坏模式设置防落梁系

    4.1.4桥梁盖梁、基础和墩柱抗剪作为能力保护构件,应按照现 行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166)第6.6节、第7.4 节的规定验算。支座、伸缩缝、阻尼器等按相关标准进行验算。

    4.2.1地震作用下,桥梁主要承力构件应处于完全弹性状态,减 隔震装置可进入弹塑性状态,但其弹塑性变形应处于容许范围内, 震后的残余位移不应影响桥梁的正常使用。 4.2.2地震作用下,桥梁结构的伸缩装置不宜产生影响正常使用 的损伤。

    4.2.2地震作用下,桥梁结构的伸缩装置不宣产生影响

    4.3.1桥梁的主要塑性化构件发生较易修复的塑性变形,主体结 构应处于基本弹性状态, 4.3.2应选择可有效吸收能量并可快速修复的构件为主要塑性化 构件,如图4.3.2所示。

    4.3.1桥梁的主要塑性化构件发生较易修复的塑性变形,主体结

    (a单柱墩考虑塑性化时塑性化构件分布

    b)双柱墩考虑塑性化时塑性化构件分布

    座考虑塑性化时塑性化构件分布(顺

    d)隔支座考虑塑性化时塑性化构件分布(横桥向

    (e)连续刚构塑性化构件分布(顺桥向 图4.3.2塑性化构件的分布及组合

    图4.3.2塑性化构件的分布及组合

    4.3.3应根据桥梁结构特征及损伤修复难易程度选择塑性化构 件组合,并设定相应构件的极限状态,按照表4.3.3执行。

    件组合,并设定相应构件的极限状态,按照表4.3.3执行

    表4.3.3塑性化构件组合及各构件的极限状态(抗慧性能目标2)

    4.3.4拱桥的拱肋及斜拉桥的主塔不宜作为延性构件。

    4.4.1主要塑性化构件发生塑性变形,但其塑性变形不应超过该 构件的极限变形能力,震后不落梁,不倒塌。 4.4.2塑性化构件的分布及组合如图4.3.2所示。 4.4.3应根据桥梁结构特征及损伤修复难易程度选择塑性化构件 组合,并设定相应构件的极限状态,按照表4.4.3执行。

    构件组合及各构件的极限状态(抗囊性

    4.4.4对于计算长度与矩形截面计算方向的尺寸之比小于2.5或 墩柱的计算长度与圆形截面直径之比小于2.5的矮墩,顺桥向和横

    桥向E2地震作用效应和永久作用效应组合后,应按现行的公路桥 涵设计规范相关规定验算桥墩的强度。

    5.1.1宜采用动力时程分析方法计算地震动作用下桥梁各主要构 件的内力、位移等,并根据本规程第4章的有关规定进行验算。 5.1.2进行动力时程分析时,计算模型应真实模拟桥梁结构的刚 度、质量分布及边界条件。

    5.2用于动力时程分析的地震作用

    5.2.1宜采用桥位处实际测量的强震记录作为输入地震动计算结 构的地震响应。 5.2.2已作地震安全性评价的桥址,设计地震动时程应根据地震 安全性评价的结果确定。 5.2.3未进行地震安全性评价的桥址,可以设计加速度反应谱为 自标拟合设计加速度时程:也可选用与设计地震震级、距离、场地 持性大体相近的实际地震动加速度记录,通过时域方法调整,使其 加速度反应谱与设计加速度反应谱匹配。 5.2.4时程分析的最终结果,当采用3组地震加速度时程计算时 必须取3组计算结果的最大值;当采用7组及以上地震加速度时程

    5.2.4时程分析的最终结果,当采用3组地震加速度时程计算时, 必须取3组计算结果的最大值;当采用7组及以上地震加速度时程 计算时,应取各组结果的平均值。

    5.2.4时程分析的最终结果,当采用3组地震加速度时程计算时,

    5.3分析模型及分析方法

    5.3.1进行动力时程分析时,应根据分析自的和设计地震动强度 按以下原则确定分析模型和分析方法。 1对E1、E2地震作用进行抗震性能自标1的验算时,应使 用反映桥梁构件线性特性的分析模型及分析方法。 2对E2地震作用进行抗震性能自标2或抗震性能自标3的验 算时,应根据初步分析结果,判断构件是否进入塑性,采用可模拟 塑性化构件非线性特性的分析模型及分析方法。 5.3.2承台底可采用六个自由度的弹簧模拟桩土相互作用的边界 条件。当采用高桩承台或地基表层为软弱士层或液化土层时,可采 用等代土弹簧模拟桩土共同作用,等代士弹簧的刚度可采用m法 计算。 5.3.3计算模型应准确模拟减隔震装置的构造特性、力学特性及 阻尼特性。

    5.3.3计算模型应准确模拟减隔震装置的构造特性、力

    6.1.1可通过设置隔震装置延长桥梁结构的基本周期,减少传递 到主体结构的地震能量,从而降低结构的地震响应。 6.1.2存在以下情况之一时,不宜采用隔震设计: 1 基础土层不稳定,地震作用下,场地可能失效; 2下部结构刚度小,桥梁的基本周期比较长; 3位于软弱场地,延长周期可能引起地基和桥梁共振; 4支座中可能出现负反力。 6.1.3隔震装置的构造应简单、性能可靠且对环境温度变化不敏 感;隔震装置应具有可替换性,并应进行定期维护和检查。

    .1.4桥梁隔囊设计,应满足下列

    6.2隔霖支座的力学模型

    图6.2.3隔震支座的等效刚度及等效阻尼比

    6.3隔震支座的基本性能

    6.3.1应通过试验对隔震装置的变形、阻尼比等力学参数值进行 验证,实验值与设计值的差别应在土10%以内。 6.3.2隔震支座在位移幅值为设计位移Da的正负反复运动下应具 有稳定的力学性能。 6.3.3隔震支座的力学性能应对荷载及温度等环境条件的变化相 对稳定。 6.3.4对于有特殊性能要求的隔震支座应进行特殊设计。

    6.4.1隔震桥梁可采用A、B两类隔震支座: 1A类隔震支座:需采用位移限制构造措施以满足上部结构 抗震需求的隔震支座。 2B类隔震支座:在E1、E2地震作用下可产生相应位移, 并能满足水平和竖向承载功能的隔震支座。 6.4.2A类隔震支座的验算应按下列要求执行: 1A类隔震支座连接构件的地震作用效应组合应小于其抗 力,支座连接构件的抗力按照1.5倍的容许应力计算。 2应验算A类隔震支座在支座主体产生的剪切变形是否超过 容许剪切变形,并验算支座主体的压曲稳定。 3A类隔震支座的位移限制构造应符合本规程第6.5节相关 规定。 6.4.3B类隔震支座的验算应按下列要求执行:

    6.4.1隔震桥梁可采用 A、B两类隔震支座:

    6.4.1隔震桥梁可采用A、B两类隔震支座: 1A类隔震支座:需采用位移限制构造措施以满足上部结构 抗震需求的隔震支座。 2B类隔震支座:在E1、E2地震作用下可产生相应位移 并能满足水平和坚向承载功能的隔需支座,

    6.4.3B类隔震支座的验算应按下列要求执行:

    1B类隔震支座连接构件的地震作用效应组合应小于其抗 力,支座连接构件的抗力按照1.7倍的容许应力计算。 2应验算B类隔震支座在支座主体产生的剪切变形是否超过

    容许剪切变形,并验算支座主体的压曲稳定。

    6.5.1支座采用的材料及构造形式应有效避免应力集中,支座主 体和上下部结构的连接构造必须可靠,并且不会先于支座破坏。 6.5.2位移限制构造除满足构造要求以外,宜根据抗震计算结果 对位移限制构造进行强度、间隙位移量设计。 6.5.3位移限制构造应能确保正常使用状态下伸缩缝的正常伸 缩。 6.5.4位移限制构造不应影响支座的移动和扭转等功能,不应影 响支座的维护保养,同时应避免与防落梁构造冲突。 6.5.5板式橡胶支座、盆式支座和球形支座等的验算,应按现行 行业标准的规定执行。

    7.1.1大跨度、长周期桥梁宜采用减震装置进行减震设计。

    7.1.1大跨度、长周期桥梁宜采用减震装置进行减震设计。 7.1.2在桥梁结构的某些部位可设置耗能装置,通过耗能装置产 生的摩擦、弯曲剪切或扭转弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入 结构的能量,减小主体结构的地震反应。 7.1.3减震装置可采用粘滞流体阻尼器和软钢剪切型阻尼器、E 型钢、C型钢等材料弹塑性变形阻尼器。

    7.2粘滞流体阻尼器

    7.2.1粘滞流体阻尼器宜布置在和梁相对速度较大的位置。

    .2.1粘滞流体阻尼器宜布置在墩和梁相对速度较大的位置 7.2.2粘带流体阻尼器内部宜采用双出杆结构,如图7.2.2所示。

    7.2.3粘滞流体阻尼器的阻尼力与运动速度的力学关系可按公式 (7.2.3) 计算。

    路桥图纸式中:Fd 粘滞流体阻尼器的阻尼力(kN); C一粘滞流体阻尼器的阻尼系数: V粘滞流体阻尼器活塞的运动速度(m/s) A一粘滞流体阻尼器的速度指数。

    7.3软钢剪切型阻尼器

    8.1.1防落梁系统可由梁搭接长度、防落梁构造、位移限制 及高差限制构造组成,应根据桥梁结构形式、支座类型及地基 等确定。

    及高差限制构造组成,应根据桥梁结构形式、支座类型及地基条件 等确定。 8.1.2顺桥向的防落梁系统,其端支点应按照本规程第8.2中规定 的梁搭接长度及本规程第8.3中规定的防落梁构造进行设计。根据 构造特性,对于很难产生顺桥向位移的桥梁,可不设顺桥向防落梁 构造。但符合本规程第8.5.1中1和2规定的桥梁以及为不稳定地 基时,仍应设置顺桥尚防落梁构造。 8.1.3横桥向的防落梁系统,当梁端符合本规程第8.5.1条规定, 或连续梁中间支点符合本规程第8.5.2条规定时,应在横桥向按本 规程第6.5节的规定设置位移限制构造。 8.1.4梁式桥防落梁系统的基本设计流程如图8.1.4所示,拱桥、 斜拉桥、悬索桥应分别结合桥梁的动力特征,选择适宜的防落梁系 统构造措施。

    8.2.1由于地震的不确定性,上部结构可能发生落梁的桥梁,其 梁端应设置足够的梁搭接长度。 8.2.2梁搭接长度的最小值,应按照现行行业标准《城市桥梁抗 震设计规范》(CJL166)和现行行业标准《公路桥梁抗震设计细厕》

    8.3.1防落梁构造的设计地震力及间隙位移量宜根据抗震计算结 果确定。 8.3.2防落梁构造应能将地震力可靠地传递给下部结构。正常使 用状态下,不应限制上部结构,并对地震力起到缓冲作用,同时不 会对支座维护造成障碍。

    8.4.1隔震支座破坏后胶合板标准,高差限制构造应能支承上部结构于适当 高度,不使桥面产生过大高差。 8.4.2隔震支座高度较高时,宜设置高差限制构造。 8.4.3当防落梁构造或位移限制构造能够支承桥梁上部结构时, 不宜另行设置高差限制构造。

    8.4.4高差限制构造的设计可不考虑水平方向上的地震

    sin 20 b 2 L.

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