浅谈中日桥梁抗震规范及比较

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浅谈中日桥梁抗震规范及比较

摘要:本文对中国和日本的桥梁抗震设计规范分别进行了简要的介绍。通过本文的比较分析,希望对我国的抗震规范的编制和抗震设计有一定的借鉴作用。



关键词:桥梁抗震;抗震规范;比较 一、引言

我国是一个多地震国家,位于世界两大地震带太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位,地震断裂带十分发达,所以新中国成立后对桥梁的抗震研究工作不断重视,桥梁抗震水平得到不断提高。而日本相对中国来说更是一个地震多发国家,其在桥梁抗震领域有丰富的经验,已建立了较为完善并在世界上领先的抗震理论和方法。



二、中国相关桥梁抗震规范及细则

(一)、中国桥梁抗震规范的发展

我国在唐山大地震的第二年1977年颁布了第一个《公路工程抗震设计规范》。之后在1989年颁布了第二代《公路工程抗震设计规范》 (JTJ004-89) ,但颁布已有十多年,桥梁抗震设计只是其中一章内容,许多方面已显得落后,存在适用范围偏小、设计方法严重落后的问题,已不能适应我国桥梁建设发展的需要,所以2008年颁布了《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)



《公路桥梁抗震设计细则》,是我国第一部专门的公路桥梁抗震设计标准。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。充分考虑了和原89规范的延续性,同时充分考虑了先进性和实用性,结合我国具体情况,弥补原89规范的不足。



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,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、地震作用分量组合等有关规定,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和延性构造细节设计的有关规




定,增加了抗震分析建模原则和抗震分析方法等有关规定。



6、修订了抗震措施的有关规定。

(二)《公路桥梁抗震细则》简介

1、抗震设防分类和设防目标

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A类、B类、C类和D类四个抗震设防类别。如图1所示。



1各抗震类别桥梁的抗震设防目标

2、适用范围

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2的规定确定。



2各桥梁抗震设防类别使用范围

三、日本桥梁抗震设计规范简介

(一)、日本的公路桥梁抗震发展历程

11929年颁布《钢公路桥设计示方书》,采用震度法设计;

21971年颁布《道路桥示方书》,采用修正震度法设计,明确震区、场地、重要度系数及落梁、液化等概念;



31980年颁布《道路桥示方书-V耐震设计篇》






41990年修订《道路桥示方书-V耐震设计篇》,修正震度法,规定了土的液化、动力反应分析和细部设计等。



51996年修订《道路桥示方书-V耐震设计篇》,明确引入抗震系数法和延性设计法双水准抗震设计,考虑内陆近场地震,按重要性规定结构的抗震性能要求,采用隔震结构,规定结构细节,对落梁和液化做出具体要求和说明;



62002年修订《道路桥示方书-V耐震设计篇》,引入性能设计法,有效利用动态解析;



72012年再次修订《道路桥示方书-V耐震设计篇》

(二)、地震作用

日本规范将地震依其规模分为Level 1Level2两个等级,大规模地震的Level2中又分为Type 1Type 2两种 。其中:



Level 1:使用期间发生概率高的地震。

Level 2:使用期间发生概率小但强度大的地震。

Type 1:板块边界型地震。

Type 2:内陆直下型地震。

(三)、抗震性能

桥梁按重要度分为A类和B类。其中,A类为一般重要桥梁,B类为特别重要桥梁。



日本公路桥梁的抗震设计是典型的性能规定型设计,其抗震性能可分为三级:



性能1:震后结构处于弹性状态;(不坏)

性能2:仅允许指定构件的指定部位发生塑性变形且该变形须限制在易修复的范围内;(可修)



性能3:仅允许指定构件的指定部位发生塑性变形且该变形须限制在该构件能承受的塑性变形范围内。(不倒)



耐震设计规定:




Level 1:A类和B类桥都能满足性能1

Level 2:A类桥满足性能3B类桥满足性能2

(四)、中日抗震规范对比

与日本规范相比,中国 JTGTB02012008 在实际使用中存在下几点不足:



1、具体计算时缺少混凝土和钢材在非弹性状态下的应力应变关系式(无法求得其特征弯矩值)和地震条件下地基反力系数确定式(不能确定土弹簧刚度)



2、有关基础设计的部分十分笼统,只以若干定性的条款,从工程选址方面加以考虑,而对基础本身的抗震设计,特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。



3、对各细部部件的校核还不完整,规制条件经验性的成分较多,且与其他规范间的衔接不够。



四、结语

通过与日本规范的对比,发现我国现行的规范仍有些不足之处,但随着近年来我国在抗震领域的不断探索研究,希望不久之后我国能够结合国情出台更为完善的桥梁抗震规范,并适时缩短修改时间间隔,提高规范的先进性。



参考文献:

[1]JTJ004-89,公路工程抗震设计规范

[2]JTG/T B02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则

[3]日本道路桥示方书-V耐震设计篇


本文来源:https://www.dywdw.cn/fd41c9c6132de2bd960590c69ec3d5bbfd0adace.html

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