DB29-233-2015 标准规范下载简介

DB29-233-2015 天津市市政公路桥梁减隔震设计规程

表1三种抗需性能且标

3.3减隔震设计考虑的作用及其组合

3.3.1：列举了在桥梁减隔震设计中应考虑的作用，在减隔震设计 中可不考虑汽车荷载，原因在于汽车荷载是随着时间、空间的变化 而变化，汽车荷载满载和地震同时发生的概率较小，现阶段关于汽 车荷载地震时的大小、概率等研究还很少，因此在进行减隔震设计 时暂不考虑汽车荷载。 3.3.3规定了桥梁抗震设计中应考的地震对桥梁产生的影响。 在进行桥梁抗震设计时，应综合考虑各种设计条件选择需要考虑的 地震影响因素。 为了防止落梁，应考虑地震时的地基位移，因此在设计过程 中需考地震作用下梁的搭接长度。伴随着地表地震断层的出现 而产生的断层位移也是地基位移的一种。目前还没有准确方法预 测地震时地表断层的位置和位移量，此为地震不确定性的一个影响

CJJ1-2008城镇道路工程施工质量验收规范3.3.3规定了桥梁抗震设计中应考虑的地震对桥梁产生的影

为了防止落梁，应考虑地震时的地基位移，因此在设计过程 中需考虑地震作用下梁的搭接长度。伴随着地表地震断层的出现 而产生的断层位移也是地基位移的一种。目前还没有准确方法预 测地震时地表断层的位置和位移量，此为地震不确定性的一个影响 因素。

4.1.3减隔震设计中应避免由于地基破坏而导致的桥梁体系破 坏。 4.1.4桥梁减隔震设计中，能力保护构件的验算按照现行行业标 准《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166）第6.6节、第7.4节的规 定执行。支座主体按相关标准进行验算。

4.2.1为了确保地震发生后桥梁基本无损伤，并可立即使用，规 定抗震性能自标1为桥梁主要承力构件处于完全弹性状态。桥梁主 要承力构件，包括桩基、承台、墩柱、盖梁、主梁、主榕以及主拱 等，不包括护栏、伸缩缝、抗震挡等附属结构

4.3.2桩基截面处于基本弹性状态时，截面的裂缝宽度可能会超 过容许值，但混凝土保护层完好。由于地震过程的持续时间比较短， 地震后，由于结构自重，地震过程中开展的裂缝一般可以闭合，不 影响使用，满足2地震作用下局部可发生可修复的损伤，基本不 影响车辆通行的性能目标要求。因客观条件限制难以修复的桥墩、 基础等应做抗震专项研究。

4.3.3桥梁上部结构中设置有桥面铺装、栏杆等，并且为汽车、 人群荷载等直接作用的构件，同时，由于上部结构梁高、横梁等限 制，使得修复工作难以有效开展，因此，应将其损伤控制在轻微状 态下，也即最外层钢筋进入屈服状态，这样无需进行大修及长期维 护，即可在较长时间内维持使用性能。通常，E2地震作用下，允 许连续刚构桥的墩梁固结柱端位置处于基本弹性状态。本规程桥梁 基础主要指天津地区常用的桩基础。 4.3.4对于拱桥、斜拉桥和悬索桥，应根据各类桥梁的构造特性 选择延性构件。但是，对桥梁整体稳定性起重大作用的构件、处于 较高轴力下的构件以及在地震时轴力变化较大的构件，如拱桥的拱 肋和斜拉桥的主塔，则不宜作为延性构件。

4.4抗震性能且标 3

4.4.1抗震性能目标3中，桥墩不能丧失承载能力、不能发生落 梁破坏是其关键和核心。 4.4.4地震作用下，矮墩的主要破坏模式为剪切破坏，为脆性破 环，没有延性。因此E2地震作用效应和永久作用效应组合后，应 按现行公路桥涵设计规范验算桥墩的强度。

4.4.1抗震性能目标3中，桥墩不能丧失承载能力、不 梁破坏是其关键和核心。

5.1.1根据桥梁结构体系、抗震设防目标和减隔震装置的力学特 生等可以采用时程分析、推倒分析及反应谱分析等方法进行桥梁结 构的减隔震设计计算。由于目前大多数减隔震装置的力学特性是非 线性的，因此宜采用非线性动力时程分析方法，此时需满足以下条 件： 1）在分析模型中假定弹性的构件不应进入塑性： 2）桥梁整体结构不会因部分构件的塑性变形而变得不稳定。

5.2用于动力时程分析的地震作用

5.2.3使用动力时程分析法计算桥梁结构的地震响应，宜采用桥 位处实际测量的强震记录作为输入地震动，但是一般情况很难得到 这样的记录。因此，原则上输入的地震动应综合考虑地震动特征周 期、加速度峰值、持续时间等地震动参数以及桥梁的自振周期、阻 尼常数等，使用既有的有代表性的强震记录，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相匹配。 5.2.4一组时程分析结果只是结构随机响应的一个样本，不能反 映结构响应的统计特性，因此，需要对多个样本的分析结果进行统 计才能得到可靠的结果。

5.3分析模型及分析方法

5.3.1在桥梁的动力时程分析中，应根据构件是否存在非线性特 征、塑性化程度等情况考虑构件非线性特性的设定。 5.3.2考虑桩基边界条件最常用的处理方法是用承台底六个自由 度的弹簧刚度模拟桩土相互作用。六个弹簧刚度的计算方法与静力 计算相同，所不同的仅是土的抗力取值，般取m动（2~3）m静。 5.3.3减隔震装置的特性对桥梁地震响应影响很大，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，

准确模拟减隔震装置的构造特性、力学特性及阻尼特性

聚四氟乙烯滑板支座和高阻尼橡胶支座等。 隔震桥梁通过延长自振周期，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。地震动中的长周期成分会增大长 周期桥梁的地震响应，特别是断层附近的隔震桥梁，不宜过分延 长结构的自振周期。多跨连续体系桥梁可通过隔震支座分散地震 力。 满足下列条件之一一的桥梁，可采用隔震设计： 1）桥墩为刚性墩，桥梁的基本周期比较短； 2）桥墩高度相差较大： 3）桥址区的预期地面运动特性比较明确，主要能量集中在高 频段。 6.1.2根据桥梁的构造条件、地基条件等考虑是否采用隔震设 计。若地基在地震时变得不稳定，则很难达到隔震设计的预期效 果，不宜采用隔震设计：高墩桥梁、下部结构柔度较大、自振周 期较长的桥梁，延长周期对降低结构的地震响应不明显，不宣采 用隔震设计：当自振周期较长的桥梁采用隔震设计时，应对延长 结构周期以及提高阻尼耗能能力产生的减隔震效果进行对比；隔 震支座在拉力状态下，受到水平方向地震力时，支座抗断裂能力 和能量耗散性能等情况不明确，所以支座可能受到拉力时，不宜 采用隔震设计。

6.1.4桥梁隔震支座应满足温度、混凝士收缩徐变、预应力效反

6.1.4桥梁隔震支座应满足温度、混凝土收缩徐变、预应力效应 等正常使用状态下的功能要求。为了确保隔震桥梁在地震作用下 的预期抗震性能，应在相邻的上部结构之间设置足够的间隙，通

6.1.4桥梁隔震支座应满足温度、混凝主收缩徐变、预应力效应 等正常使用状态下的功能要求。为了确保隔震桥梁在地震作用下 的预期抗震性能，应在相邻的上部结构之间设置足够的间隙，通 过合理设置伸缩装置、防落梁构造、位移限制构造和耗能装置等 控制结构的位移。桥梁的其他抗震措施不得妨碍桥梁的正常使用 及隔震装置的作用效果。

6.2隔震支座的力学模型

6.2.1隔震支座般指橡胶类隔震支座及摩擦摆支座，具有非线 性力学特性，其力学特性一般采用双线性力学模型和等效线性模型 模拟。其他类隔震支座应由产品供应商提供力学模型。

6.3隔震支座的基本性能

6.3.1隔震装置作为减隔震桥梁的重要组成部分，应达到预期的 性能要求。因此，本规程要求在实际采用隔震装置前，应对隔震装 置的性能进行严格的检测实验，原则上须由原型测试结果来确定 检测实验包括隔震装置在动力荷载和静力荷载下的两部分实验，并 依据相关的实验检测条文、检测规程等进行。 6.3.2隔震支座可能存在伴随着吸收能量的累积而导致温度上 升、能量吸收能力下降、基至因损伤而导致能量吸收能力丧失等情 况。所以，隔震支座的能量吸收能力应大于地震输入的能量。 6.3.3隔震支座在使用温度变化范围内，在因徐变、收缩引起的 支座静位移情况下，在因温度变化导致梁伸缩、因汽车荷载等导致 受到反复振动的情况下，其力学性能应稳定。

6.4.1隔震支座应具有荷载传递和适应变形的功能。传统隔震支 座的上述功能一般集中于一个支座构造中，支座构造过于复杂， 支座的局部损伤和耐久性降低造成的功能损失也会对支座的其它 功能造成影响。事实上，这些功能也可以通过具有单一功能的支 座组合实现，即在考虑桥梁构造和规模等的基础上，采用拥有单 功能的支座组合和功能明确分离的功能分离型支座构造。 连接墩两侧梁高不相等时，可采用高低盖梁或梁端变高等方 式处理，以避免采用过高的支座，并在梁端预留足够的间隙，避 免梁与桥墩或梁与梁之间的碰撞，如图2所示。

图2连接墩梁端处理措施

6.4.2由于地震作用是偶然作用，因此在验算支座连接构件的抗 力时采用1.5倍的容许应力提高系数。容许应力提高系数的规定参 照日本《道路桥示方书·同解说》（V耐震设计篇）。 6.4.3由于支座受到损伤，上部结构存在落梁风险时，原则上采 用B类隔震支座。随着支座高度的增加，隔震橡胶支座本体可能 会产生压屈而倾倒，需验算支座的压屈稳定。支座莲接构件容许 应力提高系数的规定参照日本《道路桥示方书同解说》（V耐震 设计篇）。

6.5.1B类隔震支座的支座主体与上下部结构原则上采用螺栓连 接，必要时应特殊设计。位移限制构造可采用由紧固杆或钢角制动 器等限制上下部结构相对位移的构造（见图3）、设置在下部结构 顶部和上部结构中的混凝土构造等。位移限制构造与支座互相礼 充，抵抗E2地震作用产生的地震力。

图3连接上下部结构的位移限制构造

6.5.2位移限制构造的强度设计自标是地震作用下可有效防正桥 梁发生过大的横向位移基至落梁破环，强度过大则导致传递给下部 结构地震力过大，造成盖梁或台帽等下部结构破环，强度过小则不 能有效发挥其横向限位作用。自前，美国、日本等国家规范对位移 限制构造的强度均有明确的设计要求，而我国仅规定需要满足构造 要求。位移限制构造作为桥染工程领域抗震设计的重要构造，其强 度及位移宜根据抗震计算结果进行设计。 位移限制构造的间隙位移量在满足正常使用的前提下，还需 具备以下性能：支座受到损伤时，位移限制构造应快速发挥作

用，从而不会使上下部结构的相对位移量变得过大，所以与支座 的变形能力大致相同。位移限制构造的间隙位移量需考虑支座设 置误差等预留富余量，预留富余量应使位移限制构造本身功能得 到充分发挥，所以并不是越大越好，可采用15mm左右。 6.5.4位移限制构造一般设置在支座附近，应保证其不会对支座 的检查和维修等养护管理产生障碍。

7.1.1需综合考虑桥梁结构类型、自振特性等条件确定是否适宜 进行减震设计。 7.1.2减震装置通过摩擦、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输 入的能量，以减小主体结构的地震反应。

线性模型中，速度ü(t)决定阻尼力F(t)，如下所示

F. ()= Cu(t)

阻尼器每周期消耗能量见下式：

式中：の 阻尼器的频率； u. 阻尼器的波幅。

2)Kelvin 模型

W, = πCau.

当粘滞阻尼器的刚度不可忽略时，可采用Kelvin模型，如图5。 在该模型中，阻尼单元与“弹簧单元”采用的是并联的形式，阻 尼力的表达式如下：

图5Kelvin模型图

F Cu.o k= uo F.

B）Maxwell模型

Maxwell模型是一种阻尼器一刚度连续化模型”，其力学表达 式见式（7），当粘滞阻尼器的阻尼力与频率之间存在较强的 联系时，Maxwell模型能提供更精确的力学计算。该模型中 阻尼单元与弹簧单元采用串联的形式，如图6所示。

式中：Fa（t) 阻尼器的阻尼力； 零频率时的线性阻尼常数： k一“无限大”频域内的刚度系数 放松时间系数，入=Co/k。

图6Maxwell模型图

图6Maxwell模型图 F(t)+ ^F(t) = Cou(t)

F(t)+ ^F(t) = Cou(t)

7.3软钢剪切型阻尼器

7.3.1软钢剪切型阻尼器模型及其力学模型如图7、8所

7.3.1软钢剪切型阻尼器模型及其力学模型如图7、8所示，软钢 剪切型阻尼器力学参数可按式（8）～（14）计算。

图7软钢剪切型阻尼器模型

图8软钢剪切型阻尼器力学模型

式中：u 剪切型阻尼器预测的极限抗剪强度； Tw 腹板的预测剪切强度： 翼缘的预测剪切强度； Ty 钢材的剪切屈服强度； 极限剪切应变；

3.1.1由于地震的不确定性，地基的破环及结构损伤、桥梁地震 力及位移、变形可能超过预期。因此，应设置防落梁系统。根据以 往地震时落梁的特征，防落梁系统应由梁搭接长度、防落梁构造、 立移限制构造和高差限制构造四部分组成。 3.1.4明确了防落梁系统各组成部分的作用，规定了防落梁系统 的设计流程，防落梁系统各组成部分应具备以下功能： 1）梁搭接长度：即使在桥梁上下部结构间产生了未预料到的 较大的相对位移时也能防止落梁。 2）防落梁构造：对桥梁上下部结构间产生的未预料到的较大 的相对位移进行限制的构造，其间隙位移不超过梁搭接长 度。 3）位移限制构造：与隔震支座相互补充，以抵抗E2地震动 产生的惯性力，限制上下部结构间的相对位移。 4）高差限制构造：防止高度较高的隔震支座遭到破坏时产生 使车辆难以行驶的桥面高差。 根据以往的震灾经验，对防落梁系统进行说明如下： 1）地基可能发生变形的桥梁 下部结构位于地震时可能发生变形的地基上时，会因为地基 的液化和流动、软质粘性士层的滑动等产生大的位移。此时，应 定梁搭接长度和防落梁构造。 2）下部结构的形式、地基条件等显著不同的桥梁

在桥梁上采用不同形式的下部结构时，或在地基条件明显不 同的条件下采用同一形式的下部结构时，地震时的桥梁响应变得 复杂。对于该类桥梁，应根据动力时程分析结果设定梁搭接长 度。构造形式的选择上，需从方案设计阶段开始考虑，宜在该位 置采用连续构造。 3）相上部结构形式和规模明显不同的桥梁 相邻上部结构的形式和规模明显不同的桥梁、相邻桥梁上部 结构的重量比为2倍以上或者两个设计振动单位的自振周期比为 1.5倍以上的桥梁，其每个设计振动单位以不同相位振动，可能产 生很大的相对位移，应避免使用相邻上部结构间相互联结类型的 防落梁系统。 4）高墩桥梁 高墩桥梁因固有周期较长，应加大梁搭接长度，该类桥梁的 防落梁系统应根据动力时程分析结果确定。 5）斜桥及曲线桥 在斜桥中，可能出现地震时上部结构绕竖向旋转的情况，地 震响应复杂。特别是当斜角较小时，上部结构的旋转可能导致其 从下部结构的顶部边缘滑落。此外，曲率半径较小的桥梁也会产 生上部结构的旋转和向曲线外侧的位移。该类桥梁应结合动力时 程分析结果设定梁搭接长度，并应基于本节规定设置防落梁系 统。 6）墩顶横桥向宽度较小的桥梁 旦支座遭到破坏，墩顶横桥向宽度较小的桥梁在横桥向产 生落梁的可能性很高，所以在隔震设计上一般避免采用此类构 造。当必须采用时，应根据动力时程分析结果对防落梁系统进行 设计。 7）支座数量较少的桥梁 横桥向只设置一个支座的桥梁，上部结构在横桥向产生落梁

的可能性很高，应根据本节规定设置防落梁系统。此外，支座的 横向间距相对梁高较小时，应在横桥向设置防落梁系统。

8.3.1防落梁构造为梁搭接长度的补充构造，可在下部结构或支 座破坏前或上下部结构间相对位移达到梁搭接长度前起作用。防落 梁构造应考虑桥梁结构形式、地震基本烈度、抗震设计方法等因素 进行性能设计。以下为日本《道路桥示方书·同解说》（V耐震设计 篇）关于防落梁构造的规定，供设计人员参考使用。 防落梁构造的设计地震力及间隙位移量应根据公式（15）及 （16）计算。防落梁构造的间隙位移量在不超过公式（16）计算值 的范围内尽可能取较大的数值。

E 1.5WA S, =Cra

a—梁搭接长度（m）。 防落梁构造的间隙位移量过大时，在不对支座的功能和养护管 理造成障碍的情况下，CF可适当减小。在地震中，出现破坏较多的 不是防落梁构造本身，而是上下部结构的连接构造。防落梁构造的 连接构造，应根据设计地震力进行验算。防落梁构造的连接构造应 尽量将地震力分散至较大范围，防止应力集中。 防落梁构造一般分为三类，1）连接上部结构和下部结构的构 造，2）在上部结构或下部结构配置突起的构造，3）上部结构相互 连接的构造。防落梁构造如图9～图11所示。就具体的构造而言 有上下部结构通过PC钢材和锚固钢筋等连接的构造、在下部结构 的顶部和上部结构中配置突起的构造、使用PC钢材等将桥梁上部 结构相互连接的构造等。 在抗震设计中，宜同时设置防落梁构造和位移限制构造，并使 一者独立发挥作用。

（a）上部结构为钢结构 （b）上部结构为混凝土结构 图9防落梁构造示例

（a）使用混凝士挡块的防落梁构造 （b）使用钢制托架的防落梁构造 图10在上下部结构之间设置突起防落梁构造示例

T／CCMA0065-2018 全断面隧道掘进机检验与验收通用规范.pdf图11上部结构相互连接的防落梁构造示例

3.3.2防落梁构造不能约束支座在地震、温度和活载等作用下的 移动、转动等功能。此外，使用B类隔震支座时，为了可以最大 限度地利用地震时橡胶支座的变形能力，需要确保防落梁构造具有 与橡胶的容许剪切变形相当的位移量。

.4.1发生大地震后，为保证紧急车辆的通行，即使是支座受到 员伤，也应限制路面产生的高差，这对防灾减灾来说非常重要。通

常，在地震发生后，路面的下沉量若在5cm～10cm以下，不会给 紧急车辆的通行造成致命的影响，应根据路线特点制定路面下沉量 的限制值。

常，在地震发生后，路的下沉量右在5cm～10cm以下，不会给 紧急车辆的通行造成致命的影响，应根据路线特点制定路面下沉量 的限制值。 8.4.2对于较高的隔震支座，地震时可能因为支座的损伤而导致 落梁，进而会在路面产生较大的高差，对震后的紧急车辆通行和交 通保障造成障碍。因此，处于重要交通网络中的桥梁，在使用较高 的支座时，应设置高差限制构造。高差限制构造可采用预留橡胶支 座的方式，也可采用在混凝士结构上设置台座的方式。但是，对于 一般隔震橡胶支座而言，支座高度较小，而支座的平面尺寸较大， 即使支座发生损伤，也不会在路面产生较大的高差，所以无需采用 高差限制构造。

8.5.1一般情况下，横桥向发生落梁的可能性很小。但是GB 50425-2019 纺织工业环境保护设施设计标准，对于 本条所述的斜桥、曲线桥以及墩顶横向宽度较小的桥梁、墩位上的 支座数量较少的桥梁、因地基液化可能在横桥向发生桥墩移动的桥 梁，可能伴随着横桥向的移动而产生落梁，此时，即使是B类隔 震支座，也应在端支点和中间支点上设置横桥向位移限制构造