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正文內(nèi)容

日本道路橋示方書-抗震設(shè)計規(guī)范中文版-資料下載頁

2025-04-16 00:34本頁面
  

【正文】 法的條件是,構(gòu)造體系單純且1次震動模式卓越,另外產(chǎn)生主要塑性化的部位明確,可以使用能量守恒定律。條文中規(guī)定的地震時的舉動不復(fù)雜的橋梁是指符合這些條件的橋梁。2)地震時的舉動復(fù)雜的橋梁對于地震時的舉動復(fù)雜的橋梁來說,因為不能通過靜態(tài)檢查法充分地表現(xiàn)地震時的舉動,所以通過第7章規(guī)定的動態(tài)檢查法檢查抗震性能。在這里,地震時的舉動復(fù)雜的橋梁是指不能通過靜態(tài)檢查法以充分的精度表現(xiàn)地震時的舉動的橋梁,以及限定了靜態(tài)檢查法的適用性的橋梁,一般如下所示。i)對橋梁的反應(yīng)產(chǎn)生主要影響的振動模式與靜態(tài)檢查法預(yù)定的振動模式顯著不同時。Ii)對橋梁的反應(yīng)產(chǎn)生主要影響的振動模式為2種以上時。Iii)在2級地震運動對應(yīng)的抗震性能的檢查中,預(yù)期有多個塑性鉸接時,或因為構(gòu)造復(fù)雜而不清楚塑性鉸接的具體位置時。Iv)在2級地震運動對應(yīng)的抗震性能的檢查中,沒有對以構(gòu)造部件和橋梁整體的非線形歷史特性為基礎(chǔ)的能量守恒定律的適用性進行充分探討時。基于上述的基本思考方法,地震時的舉動復(fù)雜的橋梁在進行抗震性能的檢查時,適用于動態(tài)檢查法的對象橋梁的相關(guān)具體例子如下所示。① 固有周期較長的橋梁(),另外,橋墩高度較高的橋梁(一般情況下指高于30m左右以上的橋梁)② 擁有使用橡膠支承的地震時水平力分散構(gòu)造的橋梁③ 抗震橋④ Rahmen橋⑤ 塑性化鋼制橋墩橋⑥ 斜拉橋、吊橋等鋼纜類橋梁⑦ 上、中路式拱橋⑧ 曲率半徑小,上部構(gòu)造兩端形成的角度較大的曲線橋我們已經(jīng)明白了擁有使用橡膠支承的地震時水平力分散構(gòu)造的橋梁和抗震橋,橋墩產(chǎn)生的塑性化和支承的動態(tài)舉動相互影響,以1自由度體系為對象的能量守恒定律進行非線形反應(yīng)的推定精度可能會很低。因此,這一類橋梁被劃分為地震時舉動復(fù)雜的橋梁,最好使用動態(tài)檢查法檢查抗震性能。另外,如同2級地震運動的鋼制橋墩產(chǎn)生塑性化的橋梁一樣,因為其塑性化構(gòu)造部件的非線形歷史特性而導(dǎo)致不能充分探討能量守恒定律的適用性的情況下,也可以通過動態(tài)檢查法進行檢查。預(yù)定如同Rahmen橋的面內(nèi)方向那樣在地震時在多個地點產(chǎn)生塑性變形的情況下,原則上將之作為地震時的舉動復(fù)雜的橋梁加以定位,使用動態(tài)檢查法進行抗震性能的檢查。但是,即使是Rahmen橋,如果構(gòu)造體系單純且特定的振動模式卓越,主要塑性化的產(chǎn)生部位明確時,通過使卓越的振動模式相當?shù)撵o態(tài)地震力起作用的push over解析解析橋梁全體系統(tǒng)的非線形舉動,可以使用這一解析方法和能量守恒定律等組合形成的靜態(tài)檢查法進行抗震性能的檢查。對于斜拉橋和吊橋,上、中路式拱橋,在現(xiàn)階段關(guān)于地震災(zāi)害的經(jīng)驗積蓄較少,另外,對部件的地震時保有水平耐力的評價方法也尚未充分明確。因此,對于這樣的橋梁,需要通過動態(tài)解析探討在什么位置產(chǎn)生塑性鉸接,并在塑性鉸接的地點充分考慮構(gòu)造細目以使韌性能夠充分得到發(fā)揮。曲率半徑較小,上部構(gòu)造的兩端形成的角度較大的曲線橋,根據(jù)構(gòu)造條件,根據(jù)地震力的作用方向和橋梁的3次元的舉動特性,也存在不能恰當?shù)厍蟪鲎饔糜谙虏繕?gòu)造的慣性力的情況。在上述情況下,最好通過動態(tài)檢查法進行檢查。除了符合在以上的內(nèi)容中記敘的地震時舉動復(fù)雜的條件的橋梁以外,下述的各種情況下也應(yīng)當根據(jù)必要情況,通過動態(tài)檢查法檢查抗震性能。① 探討上下方向地震運動的影響時,探討上下方向地震運動的影響時。比如,在因為死載荷而經(jīng)常承受較大的偏心彎曲力矩的逆L字型的橋墩等位置,存在因為上下方向地震運動而導(dǎo)致斷面應(yīng)力顯著增大的部件時② 有特殊的形狀、構(gòu)造的橋墩和上部構(gòu)造的橋梁③ 探討因為重量有較大差異的橫梁和橫梁之間,或者橫梁與橋臺之間的沖突,一邊的橫梁的慣性力等傳遞給其他橫梁而導(dǎo)致的影響時④ 擁有在地震時受動水壓的影響較大的在水中的橋墩的橋梁⑤ 以前沒有采用過的新式橋梁表解 。動態(tài)檢查法也可以用于地震時的舉動不復(fù)雜的橋梁,但是此類橋梁一般使用靜態(tài)檢查法進行檢查就足夠了,所以在這里使用靜態(tài)檢查法即可。另外,對于雖然1次的振動模式卓越但在多個位置產(chǎn)生塑性化和非線形性的橋梁和沒有充分探討能量守恒定律的適用性的構(gòu)造形式的橋梁,地震時的舉動因部件的塑性化而變得復(fù)雜。因此,對于這樣的橋梁,在進行抗震性能1的檢查時可以使用靜態(tài)檢查法,而進行抗震性能2或抗震性能3的檢查時應(yīng)當使用動態(tài)檢查法。 適用于地震時的舉動復(fù)雜程度和抗震性能檢查的抗震計算方法橋梁的動態(tài)特性檢查抗震性能地震時舉動不復(fù)雜的橋梁產(chǎn)生多處塑性化和非線形性的橋梁和沒有充分探討能量守恒定律的適用性的構(gòu)造的橋梁限定靜態(tài)解析適用性的橋梁受到高次模式影響的橋梁塑性鉸接的發(fā)生處不清晰的橋梁、復(fù)雜的振動舉動的橋梁抗震性能1靜態(tài)檢查法靜態(tài)檢查法動態(tài)檢查法動態(tài)檢查法抗震性能2抗震性能3靜態(tài)檢查法動態(tài)檢查法動態(tài)檢查法動態(tài)檢查法適用橋梁的例子除右述條件外的橋梁使用橡膠支承的地震時水平力分散構(gòu)造的橋梁抗震橋Rahmen橋在鋼制橋墩上考慮其塑性化的橋梁固有周期長的橋梁橋墩高度高的橋梁斜拉橋、吊橋等的電纜式橋梁上、中路式的拱橋曲線橋 防止上部構(gòu)造掉落的對策(1)構(gòu)造性地分離上部構(gòu)造和下部構(gòu)造,對于其間產(chǎn)生的較大相對位置變化之類的狀態(tài),為了防止上部構(gòu)造的掉落而采取恰當?shù)膶Σ摺#?)如果設(shè)計了16章中規(guī)定的橋梁掉落防止系統(tǒng),則可以看作能夠滿足(1)的要求。(1)在橋梁的抗震設(shè)計中,必須注意即使是產(chǎn)生在抗震設(shè)計時沒有預(yù)料到的舉動和地基的破壞導(dǎo)致的構(gòu)造系統(tǒng)的破壞,也可以防止上部構(gòu)造的掉落。因此,在條文中,將上部構(gòu)造與下部構(gòu)造在構(gòu)造上加以分離,預(yù)定在此之間產(chǎn)生較大的相對變位的狀態(tài),規(guī)定必須對這樣的狀態(tài)采取恰當?shù)膶Σ叽胧#?)在16章中規(guī)定了防止上部構(gòu)造掉落的對策,即設(shè)置橋梁掉落防止系統(tǒng)。橋梁掉落防止系統(tǒng)指伴隨著地震造成的構(gòu)造部件和地基的破壞,上部構(gòu)造和下部構(gòu)造間產(chǎn)生較大的相對變位時,為了防止上部構(gòu)造的掉落而設(shè)計的構(gòu)造系統(tǒng)。在橋梁掉落防止系統(tǒng)中,包含橫梁結(jié)合長度、橋梁掉落防止構(gòu)造、變位限制構(gòu)造以及級差防止構(gòu)造,請根據(jù)橋梁的構(gòu)造形式和支承的類型選擇必要的構(gòu)造。 第6章抗震性能的靜態(tài)檢查方法 一般(1)根據(jù)靜態(tài)檢查法對抗震性能的檢查以地震烈度法為基礎(chǔ)進行。(2)對于1級地震活動,根據(jù)靜態(tài)檢查法進行抗震性能檢查的場合。(3)對于2級地震活動,根據(jù)靜態(tài)檢查法進行抗震性能檢查的場合。(1)規(guī)定了使用靜態(tài)檢查法對1級地震運動以及2級地震運動進行抗震性能的檢查時必須遵從的基本事項。在靜態(tài)檢查法中,可以將地震的影響轉(zhuǎn)換為使用地震烈度計算出的載荷,使用計算其對橋梁產(chǎn)生靜態(tài)作用后橋梁產(chǎn)生的變位和斷面應(yīng)力等的地震烈度法。再者,在傳統(tǒng)的抗震設(shè)計篇中,考慮到構(gòu)造物的彈性域的振動特性,使地震導(dǎo)致的載荷靜態(tài)地作用設(shè)計的抗震設(shè)計法被定義為地震烈度法,考慮到構(gòu)造物的非線形域的變形性能和動態(tài)耐力,使地震導(dǎo)致的載荷靜態(tài)地作用設(shè)計的抗震設(shè)計法被定義為地震時保有水平耐力法。這是為了明顯區(qū)別一直以來長期作為考慮橋梁的彈性域的振動特性的設(shè)計方法的地震烈度法和,作為考慮了對于大規(guī)模地震的橋梁的非線形域的特性的設(shè)計方法,新近逐漸被使用的地震時保有水平耐力法。在本次的改定中,將抗震性能的檢查方法大體上劃分為靜態(tài)檢查法和動態(tài)檢查法。根據(jù)這樣的整理,即使是傳統(tǒng)的抗震設(shè)計篇中被定義的地震時保有水平耐力法,從使用地震烈度轉(zhuǎn)換為靜態(tài)的力進行抗震設(shè)計這樣的觀點來看,也是將動態(tài)地作用于構(gòu)造物的地震力轉(zhuǎn)換為地震烈度和構(gòu)造物的重量的乘積施與的靜態(tài)力量的地震烈度法的一種。因此,在本次的改定中,我們重新整理修訂了地震烈度法和地震時保有水平耐力法的用語的區(qū)分使用,靜態(tài)檢查法是根據(jù)地震烈度法進行。(2)、(3)靜態(tài)檢查法適用于1級地震運動以及2級地震運動時,慣性力、。另外,對于設(shè)計水平地震烈度和慣性力的計算方法以及抗震性能的檢查方法。 適用靜態(tài)檢查法的情況的載荷計算方法 一般(1)在根據(jù)靜態(tài)檢查法進行抗震性能檢查的場合,要分別適當?shù)乜紤]慣性力、地震時的土壓、地震時的動水壓力、地基的液狀化以及流動化的影響。(2)慣性力、地震時的土壓及地震時的動水壓力,、。另外。(3),慣性力、地震時土壓及地震時動水壓力可不作用。(1)、(2),規(guī)定了在適用靜態(tài)檢查法的情況下必須考慮的地震的影響。另外,為了在靜態(tài)檢查法中考慮這些地震的影響,必須將之置換為靜態(tài)載荷。此時,必須根據(jù)恰當?shù)氖址ǎ瑢⑦@些地震導(dǎo)致的作用作為靜態(tài)載荷評價。在進行慣性力的計算時,在計算構(gòu)造物的重量時必須考慮附加物等的重量。在考慮和構(gòu)造物一起振動,對構(gòu)造物造成很大影響的土塊部分的慣性力時,通過土塊的重量乘以設(shè)計地震烈度這一方法來求取慣性力。如果判斷有對橋梁造成影響的液狀化產(chǎn)生的土層存在時,可以通過減低抗震設(shè)計上土質(zhì)常熟來考慮液狀化的影響。再者,如果判斷有對橋梁造成影響的流動化產(chǎn)生的地基存在時,通過使隋平力作用于基礎(chǔ)等方式考慮流動化的影響。(3)在靜態(tài)檢查法中,慣性力作為靜態(tài)地震力對通過靜止的地基支撐的橋梁起作用。實際上,在地震時地基也產(chǎn)生振動,地基和構(gòu)造物的動態(tài)相互作用效果的結(jié)果是,慣性力也作用于基礎(chǔ)。為了將這樣的動態(tài)相互作用效果導(dǎo)入靜態(tài)的抗震計算,在抗震設(shè)計上出現(xiàn)了地基面這一概念,慣性力、地震時土壓以及地震時動水壓力作用于其上方的構(gòu)造部分。再者,在無視地中部分的壓力的前提是基礎(chǔ)構(gòu)造部的周圍與抗震設(shè)計上的地基面下方的地基非常接近,所以在使用柔軟的土壤進行回埋等情況下,其施工方法不能滿足其條件。因此,上述情況不適用于這一規(guī)定。 慣性力(1),, 。(2)作為慣性力,要考慮垂直相交的兩條水平方向的作用力,一般情況下,可分別作用于橋軸的方向及與橋軸成直角的方向。但是,當下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計土壓的水平成分的作用方向和橋軸方形不一致時,慣性力的作用方向是土壓的水平成分的作用方向及與之成直角的方向。(3)在支撐部位的設(shè)計里,考慮(2)中規(guī)定的兩條水平方向的作用力同時,也要考慮與之垂直的方向。(4)上部結(jié)構(gòu)的慣性力作用位置是它的重心位置。但是,直橋的場合,對于作用于橋軸方向的慣性力,上部結(jié)構(gòu)的慣性力作用位置可在支撐的底面。(1)橋梁的振動特性會因為橋墩、橋臺的剛性以及高度、基礎(chǔ)地基的特性、上部構(gòu)造的特性等的不同而產(chǎn)生變化,所以將橋梁劃分為地震時可以看作相同的振動的設(shè)計振動單位,分別計算出每一設(shè)計振動單位的慣性力。在這里的設(shè)計振動單位是指,在地震時可以看作同一振動的構(gòu)造系統(tǒng),對于慣性力的作用方向,在上部構(gòu)造和下部構(gòu)造的連接部分被固定時,將他們作為一體的構(gòu)造系統(tǒng)。如同擁有可動支承的下部構(gòu)造的橋軸方向一樣,上部構(gòu)造和下部構(gòu)造的連接部分沒有被固定時,僅由其下部構(gòu)造組成的構(gòu)造系統(tǒng)組成了一個設(shè)計振動單位。另外,如果橋梁為地震時水平力分散構(gòu)造的橋梁和抗震橋,那么在原則上,不能將抗震設(shè)計上多座下部構(gòu)造和其支撐的上部構(gòu)造部分看作一個設(shè)計振動單位。設(shè)計振動單位根據(jù)慣性力的作用方向,橋梁的形式、支承的固定條件、橋墩間的固有周期特性。在這里,在連續(xù)橫梁橋的橋軸直角方向,設(shè)計振動單位的劃分方法因為橋墩間的固有周期特性的不同而變化。,假設(shè)將橋梁劃分為1座橋墩和其支撐的上部構(gòu)造部分,分別將之看作1個設(shè)計振動單位。再者。(2)在地震時,慣性力作用于地震運動的振動方向,任意方向的慣性力可以作為水平2方向的慣性力的作用加以表示。這一2方向的慣性力同時去的最大值的可能性較低,所以使水平2方向的慣性力獨立地作用于橋梁即可。鉛直方向的地震運動對上下部構(gòu)造的抗震性的影響一般比較小,所以不考慮也可以,但是如果是常時死載荷導(dǎo)致承受較大的偏心力矩的部件等,需要探討鉛直方向的地震運動的影響時,可以通過第7章規(guī)定的動態(tài)檢查法進行檢查。,慣性力的作用方向為橋軸方向以及橋軸直角方向。另外,在斜橋等土壓的水平成分的作用方向和橋軸方向不同時,將之看作土壓的水平成分的作用方向以及與之呈直角方向作用的慣性力。再者,斜角較大的斜橋(一般為60176。以上)的情況下,為了計算簡便,將之作為直橋,求取橋軸方向以及橋軸直角方向的慣性力,也可將之看著不同土壓的水平成分的作用方向以及與之呈直角方向的慣性力。一般情況下,在上部構(gòu)造中很少通過抗震設(shè)計來決定截面等要素,但是因為構(gòu)造系統(tǒng)的不同,有的情況下上部構(gòu)造對地震的影響也會起支配的作用。在此之中的,如果橋梁為跨度長度較長且橋身較為狹窄的的上部構(gòu)造的橋軸直角方向的剛性較小的斜橋,那么與一般的直角方向的慣性力作用于土壓的水平成分的作用方向的情況相比,使慣性力作用于橋軸直角方向更加不利于上部構(gòu)造。因此,在進行這樣的橋梁的上部構(gòu)造的抗震設(shè)計時,應(yīng)該使慣性力作用于橋軸直角方向。慣性力是通過每個設(shè)計振動單位求得的,所以有時候在橋軸方向和橋軸直角方向取不同的設(shè)計水平地震烈度。(3)鉛直方向的地震運動對上下部位構(gòu)造的抗震性能造成的影響一般較小,所以不予考慮,但是在支承部的設(shè)計中,鉛直方向的慣性力造成了很大的影響,所以必須加以考慮。(4)在上部構(gòu)造的慣性力的作用位置,在下部構(gòu)造的設(shè)計中對上部構(gòu)造的慣性力的作用位置,應(yīng)當考慮慣性力傳遞機構(gòu),再者應(yīng)當考慮設(shè)計的方便。1)直橋的橋軸方向因為一般情況下支承的橫梁允許轉(zhuǎn)動,(a)的支承的中心位置作為上部構(gòu)造的慣性力的作用位置,但是在一般的橋梁的下部構(gòu)造的抗震設(shè)計中,因為支承的高度的影響較小,所以為了設(shè)計上的方便而將之作為支承的底面。2)直橋的橋軸直角方向(b)所示,上部構(gòu)造的慣性力的作用位置是上部構(gòu)造的重心位置G,所以在下部構(gòu)造的抗震設(shè)計中,除了水平力H、鉛直力W以外,力矩M也作用于下部構(gòu)造天端。再者,在一般
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