桥梁抗震规范的体会

桥梁抗震规范的体会A：能力保护设计的基本原理：对于能力保护构件的设计与地震力已经没有关系了，这与《89规范》是个显著差别，能力保护构件在地震过程中一直要处于弹性范围内工作，而与能力保护构件相连的延性构件是允许出现塑性变形，这种情况下就要把延性构件能承受的最大抗力计算出来（这与地震力没有关系的，是构件本身的特性，延性构件在地震中达到这个最大的地震力后就会维持这个力不变，从而使与其相连的能力保护构件得到保护）依次推算每个能力保护构件需要的最大抗力，使其在最不利的情况下依然保持弹性。也就是被保护的构件与地震力已经没有关系了。B：延性构件：对于延性构件在E1地震作用下需要保持弹性，而在E2作用下可以进入塑性状态，所以E1作用的时候关心结构的强度，而在E2作用的时候关心结构的变形。注意E2计算的时候要注意如果用反应谱的时候要用截面有效刚度进行折减，用非线形时程分析的时候要用纤维单元或者弹塑性单元考虑材料非线形。C：超强系数：超强系数=结构的实际极限承载力/结构的设计承载力（采用材料强度标准值计算的结构承载力）超强的原因很多，这里说明一点：〈〈混桥规〉〉中规定钢筋混凝土构件中结构的破坏标准是材料达到材料屈服强度，也就是的材料强度标准值，而我们实际采用的是材料强度的设计值，材料强度的设计值=材料强度标准值/分项系数。这是出现超强的一个原因。实际求解超强系数的时候结构的设计承载力是采用材料强度标准值的，所以需要注意。矩形截面容易求解。圆形截面可以通过圆形截面小程序采用逐步叠代的方法求解，只是需要修改其中的材料设计强度值。D：8.1.5条与8.1.1.5条约束混凝土与非约束混凝土的概念。规范条为了使延性构件有足够的延性能力，故将提高约束混凝土区域作为一个限制条件，其中圆形箍筋内部全部是约束混凝土，而矩形截面的箍筋仅仅是交点处是约束混凝土，为了提高矩形截面的约束混凝土区域所以加了很多拉筋，目的是为了增加交点数量。保证约束混凝土区域。该条与圆形截面无关，因为圆形箍筋可以保证内部混凝土均为约束混凝土。但是在沿着构件的纵向，依然需要加密箍筋间距。另外规范第8.1.2条规定塑性铰区体积含箍率最小为千分之四，对于直径较小的构件可以配螺旋钢筋，但是直径稍大，该条很难满足，就需要采用较密的环筋加拉筋的方式满足该要求。E：规范5.1.1条地震作用分量组合总的设计最大地震作用效应组合E按照该说法含糊不清。EX，EY，EZ指的是X，Y，Z方向的地震力在同一个方向产生的最大地震力，而不是X方向的地震力在X方向产生的最大地震力，Y方向的地震力在Y方向产生的最大地震力，Z方向的地震力在Z方向产生的最大地震力，然后叠加。F：对于抗震结构的延性构件，以后不需要按照〈〈混桥规〉〉中验算其在偶然荷载作用下是否满足。因为〈〈混桥规〉〉中要求结构在任何情况都要保持弹性状态，而抗震结构中的延性构件允许出现塑性变形，这两者之间存在矛盾。按照新抗震规范为准。G：规范11.2.1条规定了简支梁端部至台帽边缘的最小距离，对于连续梁或者其他大跨桥梁的边墩与引桥的衔接墩宽度一定要严格按照该规范执行，因为主桥与引桥之间的自振特性会有很大差别，在地震过程中他们之间会发生不一致振动，也就是主桥与引桥反向振动，更加容易落梁。这样会造成连续梁中间墩盖梁宽度比边墩盖梁宽度小的现象，会影响桥梁美观。同时结合汶川地震的震害，要限制做高垫石的请况出现，因为梁板实际是搭接在垫石上面，而梁板与垫石搭接长度很小，地震过程中梁板很容易从垫石上面脱落，如果高差很大，就会砸坏盖梁，引起落梁。H：为什么取消综合影响系数1）、6.9.1条提出了桥台的水平力计算方法，使用该条要注意肋板台可能导致前后桩出现轴向压力相差很大的现象，甚至出现拉力。2）、6.8.3条明确提出来要对盖梁进行计算，为什么〈〈89规范〉〉不需要计算地震力作用下盖梁的承载力是否满足要求？3）、曲线梁桥桥跨不宜过大，不宜采用单柱式桥墩。该三条尤其应该注意，这就是新旧规范一个显著差异。原因如下：〈〈89规范〉〉为了简化计算，对结构的地震力进行折减，也就是综合影响系数CZ，该系数在0.20~0.35之间，也就是对地震力折减1/3到1/5，同时认为如果弹性计算能满足要求，则该结构的塑性计算就满足要求。该削减的地震力导致设计人员很多误解的，比如盖梁等在水平地震力作用下影响很小，该条很不合理。而新规范的出现就消除了这个综合影响系数，这样弹性范围内的计算与塑性计算分开考虑。这样地震力明显比以前求出来的地震力要很多。很多因为综合影响系数导致的误解一定要调整一下。以前没有必要验算的构件都需要验算了。I：6.1.6条规定了在E2地震作用下，延性构件的有效截面抗弯刚度采用了折减计算。该条是为了满足采用反应谱法计算而采用的一种简化方法。因为反应谱分析是线性分析，不能考虑材料非线性，所以采用一个折减的刚度进行考虑，结构依然是弹性分析。对于6.3.6条，对于要进行非线性时程分析的情况下，墩柱可采用钢筋混凝土梁柱单元或者纤维单元考虑结构的非线性，而不能直接采用折减的刚度，否则又是线性分析了。MIDAS中指出，空间动力模型的建立，延性构件的抗弯刚度，在反应谱分析中要做相应的折减，而在时程分析中需要对可能进入塑性的构件运用弹塑性梁单元（分布铰或者纤维模型）或者用弯曲弹簧（集中铰）模拟。J：规范7.3.4条抗剪计算中，李建中说圆形截面的b取圆的直径，不需要折减。量纲换算不对应，左面为KN，右面为10N，李建中说该量纲没有问题。我理解原因可能是该公式中的单位换算体现在0.1里面。K：规范6.3.8条指出建立桥梁抗震计算模型的时候，应采用土弹簧模拟桩土共同作用土弹簧模拟方法简述如下：按照〈〈地规〉〉，m的单位是KN/m4，而土弹簧的刚度k=KN/m，也就是。（该m3就是土弹簧的位置距地面的距离*该处的有效面积，具体方式可以根据设计者对该参数的理解）具体步骤：C=my求出覆盖层顶面（冲刷线）向下按不同土层绘出地基系数图，再计算土弹簧的位置相临单元的长度和之一半所覆盖的地基系数面积，最后用桩计算宽度乘以此面积，自己编制一个EXCEL表格可以方便求出各个位置的弹簧刚度。注意土的比例系数在地震这样的动力荷载作用下会增大2~3倍。L：大部分桥梁横桥向都不是独柱墩，因此横桥向计算的时候一定要注意柱的轴力在时程分析中随着横向水平力的增加而剧烈变化，而轴力有影响结构的屈服特性，因此在横桥向计算的时候要慎重考虑这一条。因此横桥向计算时候塑性铰要采用状态P-M-M铰。M：规范第7.1.4条中的重力式桥墩与桥台与7.3.2条规定的矮墩都是因为其没有延性，而不会发生塑性变形。结构承受的地震力会一直增加到E2，但是重力式桥墩与桥台可只验算E1，而矮墩却需要验算E2。我认为这与两种结构组成材料有关，圬工材料截面已经很大，抗剪能力已经足够，没有必要验算E2。N：对于桩柱式桥墩的计算，桩作为能力保护构件需要一直保持弹性，桩作为能力保护构件在柱达到极限承载力的时候依然要保持弹性，这就是为什么要乘以超强系数的原因，将柱按照材料强度标准值计算出来的抗弯承载力弯矩值扩大到极限承载力，桩顶力采用该值，然后经过m法进行扩大，保证桩一直处于弹性状态，但是这样的话，对于一桩一柱的结构桩柱的钢筋数量将会相差很大，在桩柱交接处如何进行构造处理避免刚度突变过快，8.1.9条规定柱式桥墩和排架桥墩的截面变化处，宜作成坡度为2:1~3:1的喇叭形渐变截面或在截面变化处适当增加钢筋。O：新规范的抗震计算就是允许延性构件出现较大的变形，从而利用结构刚度下降，周期延长，降低地震力。结构允许大变形的前提就是要给结构足够的限位与防落梁措施，这点该如何处理?P：板边与挡块边缘的距离过去规定为2.5cm，按照这个规定，与现在抗震新规范的思想有些相悖，对于20m空心板桥，支座选用6.3cm，其橡胶层的厚度为4.5cm，也就是允许橡胶支座在E2时候发生4.5cm的变形，挡块的设计要求在E1的作用下挡块不发生破坏，但是在E2作用下，挡块一定要发生破坏，因为采用板式橡胶支座的桥梁，混凝土挡块在地震中破坏，可以有效减小下部结构所受到的地震力。如果挡块与板边距离过近就会限制梁体的变位，过早的被撞坏，达不到设计目的。Q：设计地震动功率谱由于编制规范单位擅长该方法，所以加进去的。因为该方法可以由反应谱法代替，设计地震动功率谱可以不看的。R：MIDAS中的注意事项：1：振型组合的时候，当结构振型分布密集，互有耦连的时候建议采用CQC。2：对于弹塑性梁单元而言，注意强度P-M铰与状态P-M-M铰的区别。强度P-M铰承受的轴力仅仅考虑初始轴力，而状态P-M-M铰却是可以考虑变化轴力带来的影响。这在分析横桥向的时候要注意应用。3：规范7.4.4MIDAS抗震模块提供了一个小插件，可以直接拟合。4：与7.4.8条要用到MIDAS里面的静力弹塑性模块(PUSHOVER模块)。5：规范6.3.7条规定了板式橡胶支座的模拟，在MIDAS中可以应用弹性连接输入其中的弹性刚度。6：MIDAS抗震模块不能输入新规范的反应谱，需要自己在EXCEL中算出来反应谱数据，拷入MIDAS中自己定义反应谱。