GBJ 111-1987 铁路工程抗震设计规范

建标 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国国家标中华人民共和国国家标准 铁路工程抗震设计规范 北京 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国国家标准 铁 路 工 程 抗 震 设 计 规 范 主编部门中华人民共和国铁道部 批准部门中华人民共和国国家计划委员会 施行日期年月日 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 关于发布铁路工程 抗震设计规范的通知 计标号 根据国家计委计标号通知的要求由铁道部第一 勘测设计院会同有关单位共同编制的铁路工程抗震设计规范 已经有关部门会审现批准铁路工程抗震设计规范 为国家标准自一九八八年七月一日起施行 本规范由铁道部管理其具体解释等工作由铁道部第一勘测 设计院负责 出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织 国家计划委员会 一九八七年九月十六日 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 编 制 说 明 本规范是根据我部基技字号和基技字号文 的要求 由我部第一勘测设计院会同有关单位对年发布的部 标准铁路工程抗震设计规范试行进行修订于年根 据国家计委计标号的通知要求本规范列入国家标准 制订计划中规范编制组在编制过程中认真总结了原规范试行 以来的经验组织了专题的科学研究进行了比较广泛的调查研 究 本规范在广泛征求全国各有关单位意见的基础上反复修改后 于年月由我部主持召开了审查会议 最后经有关部门审查 定稿 本规范共分五章和八个附录其主要内容有总则线路场 地和地基路基和挡土墙桥梁隧道等 在实施本规范的过程中 请各单位注意积累资料 总结经验 并将需要修改和补充的意见及时函告铁道部第一勘测设计院甘 肃兰州铁路新村并抄送铁道部专业设计院 北京西交民巷供 修订时参考 铁道部 年月 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 主 要 符 号 作用和作用效应 桥墩基顶截面弯矩 桥墩高处截面弯矩 拱桥拱脚截面弯矩 振型 点处的地震力矩 振型 点处的水平地震力 作用于水中桥墩点处单位墩高的水平地震动水压 力 桥墩基顶截面剪力 拱桥拱脚截面剪力 由水平地震作用在 点处产生的作用效应 由地震作用 振型在 点处产生的作用效应 桥梁支座的反力 质点的水平地震力 计 算 系 数 综合影响系数 水平地震作用沿高度的增大系数 水平地震系数 滑动稳定系数 倾覆稳定系数 结构物 振型的振型参与系数 动力系数 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 拱桥的基本周期系数 相应于 振型自振周期的动力系数 滑动摩擦系数 地基土容许承载力的修正系数 液化土的力学指标的折减系数 几 何 参 数 桥墩基础底面顺外力作用方向的基础长度 挡土墙墙底面的宽度 挡土墙验算截面处的宽度 桥墩基础侧面土抗力的计算宽度 地下水的埋深 标准贯入或静力触探试验点的深度 液化土层上覆盖非液化土层的厚度 拱桥矢高 结构物的总高度 基础置于地面或一般冲刷线以下的深度 验算 截面的计算高度 基础或承台的高度 桥墩处常水位至基顶面的高度 基础或承合质量对其质心轴的转动惯量 桥墩总质量对其质心轴的转动惯量 桥墩墩身底面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩 基础底面计算方向的核心半径 桥墩基底截面的抵抗矩 截面重心至最大压应力边缘的距离 桥梁的跨度 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 材 料 指 标 相应于基底处地基土的竖向地基系数 材料的弹性模量 土的地基系数的比例系数 粘性土的塑性指数 材料的重力密度 土层平均剪切波速 土的内摩擦角 土的综合内摩擦角 挡土墙墙背或桥台台背与填土之间的摩擦角 地基土的基本承载力 地基土的容许承载力 其它 实测标准贯入锤击数 液化临界标准贯入锤击数 当和时土层的液化临界 标准贯入锤击数 结构的 振型自振周期 结构的自振周期 桥墩基底单位水平力产生的水平位移 桥墩基底单位弯矩产生的水平位移 桥墩基底单位弯矩产生的转角 振型在墩身第 段质心处的振型坐标 振型基础质心角变位的振型函数 地震角 墩身广义质量 墩身广义刚度 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 集中在 质点的质量 桥墩墩顶处的计算质量 桥墩墩顶梁体计算质量 桥墩基础的质量 拱桥拱脚以上整孔桥的全部计算质量 重力加速度 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 目录 第一章总则 第二章线路场地和地基 第一节线路 第二节场地和地基 第三章路基和挡土墙 第一节抗震强度和稳定性验算 第二节抗 震 措 施 第四章桥梁 第一节抗震强度和稳定性验算 第二节抗 震 措 施 第五章隧道 第一节抗震强度和稳定性验算 第二节抗 震 措 施 附录一不同岩土的平均剪切波速值 附录二液化土的判定方法 附录三液化土力学指标的折减系数 附录四梁式桥桥墩抗震计算的简化方法 附录五梁式桥桥墩和拱桥自振特性的计算 附录六本规范名词解释 附录七本规范所用法定计量单位与习用的非法定计量 单位的对照和换算 附录八本规范用词说明 附加说明 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第一章总则 第条为贯彻抗震以预防为主的方针做好铁路工程 的抗震设计以保障铁路运输的畅通和人民生命财产的安全特 制订本规范 第条本规范适用于基本烈度为度度度所在 地区的新建国家铁路网标准轨距铁路以下简称铁路 和工业企业标准轨距铁路 以下简称工企铁路 的线路 路基 挡 土墙桥梁隧道工程的抗震设计 有特殊抗震要求的建筑物和新型结构应进行专门研究设计 第条按本规范经抗震设防后的铁路工程当遭受相 当于基本烈度的地震影响时级铁路的损坏部份稍加整修 后即可正常使用级铁路及级工企铁路经短期抢修后即能恢 复通车级工企铁路的桥梁 隧道等工程不发生严重破 坏 第条建筑物的设计烈度 除国家有特殊规定外 级铁路和级工企铁路应采用所在地区的基本烈度 级工企铁路除桥梁支座桥梁和棚洞的防止落梁设施应采用所在 地区的基本烈度外其它工程的设计烈度均应按基本烈度降低 度采用 第条跨越铁路的跨线桥天桥立交明洞渡槽等 建筑物应按不低于该处铁路工程的设计烈度进行抗震设计 第条建筑物的抗震设计 应按本规范采取抗震措施 并按规定范围验算抗震强度和稳定性 第条验算建筑物的抗震强度和稳定性时应只计水 平地震的作用水平地震系数应按表采用 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 水平地震系数表 设计烈度度 水平地震系数 设计烈度为度的悬臂结构和预应力混凝土刚构桥等还应 计入竖向地震作用并应按水平与竖向地震作用同时发生的最不 利的情况组合 竖向地震作用可取结构恒载和活荷载的有条 件时也可按竖向地震系数等于进行计算 第条铁路工程抗震设计方案应符合下列原则 一选择在基本烈度较低和对抗震有利的地段 二建筑物体形简单自重轻刚度和质量分布匀称重心 低 三采用有利于提高结构整体性的连接方式 四技术上先进经济上合理和便于修复加固 第条铁路工程抗震设计除应符合本规范外尚应符 合现行有关标准规范的要求 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第二章线路场地和地基 第一节线路 第条线路应选择在工程地质条件良好地形开阔平 坦或缓坡地段 并宜绕避近期活动的断层破碎带 易液化砂土 粘 砂土及软土等松软地基较厚的松散山坡堆积层严重的泥石流 发育地区不稳定的悬崖深谷严重的山坡变形和易塌陷的地下 空洞等地区对抗震不利的地段 第条线路应避开基本烈度为度的地震区的主要活 动断裂带难以避开时应选择在其较窄处 第条液化土和软土等松软地区线路宜选择在有较 厚覆盖层处并宜设置低路堤 第条土质松软或岩层破碎地质构造不利地段的线 路不应做深长路堑 线路难以避开不稳定的悬崖陡壁地段时应采用隧道 隧道设在傍山地段时隧道应内移隧道洞口不应设在地震 时易产生崩塌滑坡错落等不良地质地区 第条桥梁位置应选择在良好的地基和稳定的河岸地 段当难以避开液化土和软土地基时桥梁中线应与河流正交 第二节场地和地基 第条桥墩和拱桥采用反应谱理论计算地震作用时 评定场地土和场地分类应符合下列规定 一场地土分类 类场地土岩石和土层为密实的块石土漂石土或岩 石土层的平均剪切坡速大于 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 类场地土类场地土类场地土以外的稳定土或 土层的平均剪切波速大于并小于或等于 类场地土土层为松散饱和的中砂细砂粉砂新近 沉积的粘性土和软塑至流塑的粘性土 淤泥和淤泥质土 新填土 或土层的平均剪切波速小于或等于 二场地分类 场地为单一场地土时场地类别应与场地土类别一致 场地内存在多层的场地土时 场地类别应取计算深度内土 层的平均剪切波速值并应符合表规定 场地分类表 场地类别 场地土平均剪切波速 当无土层剪切波速实测资料时可按本规范附录一选用 但对于特大桥和结构复杂修复困难的桥梁的多层土场地应采 用实测剪切波速进行评定 评定场地类别时其土层的深度应为地面指旱桥或一 般冲刷线以下并不得小于基础底面以下 第条设计烈度为度地面以下以内设计烈 度为度或度 地面以下以内 有可能液化土层的地段 应 按本规范附录二的标准贯入法或静力触探法进行试验并应结合 场地的工程地质和水文地质条件进行综合分析判定其地震时是 否液化 当可能液化的土层符合下列条件之一时可不考虑液化的影 响并不再进行液化判定 一地质年代属于上更新统及其以前年代的炮和砂土粘砂 土和塑性指数小于或等于的砂粘土 0 1 2 3 4 5 6 7 9 8 10 123 4567 89 10 du(m) 7 8 9 du(m) 4 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 0 132 7 9 8 567 89 10 dw(m) dw(m) 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 二土中采用六偏磷酸钠作分散剂的测定方法测得的粘粒重 量百分比当设计烈度为度时应大于为度时应大于 为度时应大于 三 基础埋置深度不超过的天然地基 应符合图的 要求 砂土粘砂土和的砂粘土 图利用和的液化初判图 第一层液化土顶面至地表或一般冲刷线之间所有上覆非液化土层的厚度 不包括软土和砂类土的厚度 最高地下水的埋深 第条验算地基抗震强度时地基土的容许承载力的 修正系数应按表采用 地基土容许承载力的修正系数值表 地基土修正系数值 未风化至风化颇重的硬质岩石 未风化至风化轻微的软质岩 基本承载力的岩石和土 的岩石和土 的土 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 注软质岩是指饱和单轴极限抗压强度为的岩石 的土不包括液化土软土人工弃填土等 柱桩的地基容许承载力的修正系数可取摩擦桩的地基 容许承载力的修正系数根据土的性质可取 第条地基内有液化土层时液化土层力学指标的折 减系数可按本规范附录三采用液化土层以下的土层容许承载 力的修正系数宜符合本规范第条的规定液化土层以上 的土层容许承载力不应修正 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第三章路基和挡土墙 第一节抗震强度和稳定性验算 第条路基抗震稳定性的验算范围应符合表 的规定 路基抗震稳定性的验算范围表 铁 路 等 级 设 计 烈 度度 路基项目 级铁路 级铁路及 级工企铁路 岩石及非 液化土非 软土地基上 的路堤 非 浸 水 浸 水 用岩块及细粒土 粉粘土 粘土 有机土除外 填筑 不验算 验算验算 验算 用粗粒土 粘砂 粉砂 细 砂除外 填筑 不验算 验算验算 验算 用渗水性土填筑 粉砂 细砂 中砂除外 不验算 验算验算 水库地区 验算 地面横坡大于的路堤不验算验算验算验算 路堑粘性土 黄土 碎石类土 一般 不验算验算验算 验算 注为路基边坡高度 为路堤浸水常水位的深度 挡土墙抗震强度和稳定性的验算范围 应符合表的 规定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 挡土墙抗震强度和稳定性的验算范围表 铁 路 等 级 设 计 烈 度度 地 基 土 级铁路 级铁路及 级工企铁路 岩石及非液化土非 软土地基 非 浸 水不验算 验算 验算验算 浸水不验算验算验算验算 液化土及软土地基验算验算验算验算 注表中为挡土墙墙趾至墙顶面的高度 第条验算路基的抗震稳定性和挡土墙的抗震强度和 稳定性时级铁路的荷载应包括恒载列车活荷载和水平 地震作用 其余各级铁路的荷载应只包括恒载和水平地震作用 水 平地震作用应采用静力法计算 浸水挡土墙和水库地区浸水路堤以及滨河地区级铁 路浸水路堤尚应计常水位的水压力和浮力 第条验算路基抗震稳定性时水平地震力和稳定系 数的计算应符合以下规定图 一作用于各条土块质心处的水平地震力应按下式计算 式中水平地震力 综合影响系数应采用 水平地震系数应按本规范表采用 第条土块的质量 重力加速度 二稳定系数应按下式计算 式中稳定系数 CsL i Fihe ni ti 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 滑动摩擦系数 土的单位粘聚力 破裂圆弧的总长度 滑动土体在破裂圆弧面上的总垂直压力 滑动土体在破裂圆弧面上的总下滑力 水平地震作用于破裂圆弧面上的总上掀力 水平地震作用于破裂圆弧面上的总下滑力 图验算路基稳定性图式 三路基稳定系数的取值应符合下列规定 级铁路路基边坡高度小于或等于时路基稳定 系数不应小于边坡高度大于时 不应小于 级铁路及各级工企铁路不应小于 第条作用于挡土墙上的地震主动土压力应按库伦 理论公式计算 但土的内摩擦角或土的综合内摩擦角墙背摩 擦角土的容重受地震作用的影响应根据地震角分别按下 列公式进行修正 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中修正后的土的内摩擦角度 修正后的土的综合内摩擦角度 修正后的墙背摩擦角度 修正后的土的容重 地震角应按表采用 地震角表 设 计 烈 度度 地震角 水上 水下 第条挡土墙 第截面以上墙身质心处的水平地震力应按下式计算 式中第 截面以上墙身质心处的水平地震力 综合影响系数岩石地基应采用非岩石地 基应采用 第 截面以上墙身的质量 水平地震作用沿墙高增大系数其数值应按表 采用图 水平地震作用沿墙高增大系数表 铁路等级 墙高 级铁路 级铁路及级 工企铁路 hi H ii 1.0 H hl i 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 挡土墙验算第截面以上墙体水平地震作用增大系数 图水平地震作用增大系数图式 第截面以上墙身质心至墙底的高度 第条挡土墙的抗震强度和稳定性验算应符合下列 规定 一基础底面合力偏心距应符合表的规定 基础底面合力偏心距表 地基土偏心距 未风化至风化颇重的硬质岩石 上项以外的其它岩石 基本承载力的土层 基本承载力的土层 注为挡土墙底面的宽度 二混凝土和石砌体墙身截面偏心距不应大于验算截面处 的宽度的倍 三 建筑材料的容许应力的修正系数 应按表的规 定采用 建筑材料容许应力修正系数表 材料名称应力类别修正系数 混凝土和石砌体 剪 应 力主 拉 应 力 压应力 钢材剪应力 拉 压应力 Fihe mig Ey Ex 0 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 四 滑动稳定系数取值不应小于倾覆稳定系数取值 不应小于 五挡土墙的稳定系数应按下列公式计算图 沿倾斜基底滑动稳定系数 式中作用于基底上的总垂直力 地震主动土压力的总水平分力 图验算挡土 墙稳定性图式 地震主动土压力的总垂直 分力 基底倾斜角度 倾覆稳定系数 式中稳定力系对墙趾的总 力矩 倾覆力系对墙趾的总 力矩 第二节抗震措施 第条路堤填料的选择应符合下列规定 一路堤填料应选用抗震稳定性较好的土不宜用粉砂细 砂粘砂粘粉土粘土和有机土级铁路当受条件限制 采用上述填料时应改良土质或采取加固措施 二路堤浸水部分的填料应选用抗震稳定性较好的渗水性 土 当采用粉砂 细砂 中砂作填料时 应采取防止液化的措 施 第条在岩石和非液化土非软土地基上的路堤边 坡高度大于表规定时 其边坡坡度应按现行 铁路路基设计 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 规范规定放缓一级 路堤边坡高度限值表 铁 路 等 级 设 计 烈 度度 填料 级铁路 级铁路及 工企铁路 岩块及细粒土粉粘土粘土有 机土除外 粗粒土细砂粉砂粘砂除外 第条路基为半填半挖和路堤修筑在地面横坡大于 的稳定斜坡上时 原地面应挖台阶 台阶宽度不应小于 并应做好排水工程 必要时 尚应采取设置支挡建筑物等防滑措施 第条路堤地基为液化土层时应采取加固地基土或 设置反压护道等措施但当满足下列条件之一者可不采取抗震 措施 一级铁路路堤高度小于级铁路及级工企铁 路路堤高度小于 二设计烈度为度度度地面以下分别为 深度内 且液化土层的累计厚度小于时级铁路路堤高 度小于级铁路及级工企铁路路堤高度小于 三 上覆非液化土层厚度或地下水位的深度值 应大 于表的规定 或的限值表 设 计 烈度 度 或值 铁 路 等 级 级铁路 级铁路及级工企铁路 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第条在液化地区取土时级铁路路堤高度大 于的地段取土坑至路堤坡脚的距离不应小于 第条软土地基上小于临界高度的路堤当地面硬壳 的厚度大于表规定时可不采取抗震措施 当硬壳厚度小于表规定时 设计烈度为度和度 路 堤边坡坡度应按现行铁路路基设计规范规定放缓一级或加设 宽为的护道护道的高度不宜小于路堤高度的 硬 壳 厚 度 限 值表 设 计 烈 度 度 硬壳厚度 铁路等级 级铁路 级铁路及级工企铁路 第条软土地基上大于临界高度的路堤应符合下列 规定 一当地基已采取砂井碎石桩石灰桩等加固时可不再 考虑地震影响 二 当采用反压护道加固且设计烈度为度和度时 级铁路应将护道和堤身的边坡坡度均按现行铁路路基设计规 范规定的坡值放缓一级 第条软土地基上的路堤基底采用砂石垫层时垫层 材料应采用碎卵石或粗砂夹碎石卵石不得采用中砂或细砂 第条粘性土路堑边坡高度大于表规定时应 按现行 铁路路基设计规范 规定边坡放缓一级或采取加固措施 第条当设计烈度为度和度时级铁路的 碎石类土路堑边坡坡形和坡值应根据土的密度含水量和土层 的成因并结合边坡高度确定当受地形地质限制不宜放缓边 坡时应采取加固措施 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 粘性土路堑边坡高度限值表 设 计 烈 度 度 边坡高度 铁路等级 级铁路 级铁路及级工企铁路 第条岩石路堑 当石质破碎或有软弱夹层 山坡有 危石或上部覆盖层受震易坍塌时应采取支挡加固措施 级铁路宜设置隧道或明洞 第条设计烈度为度和度级铁路的岩石 路堑不应采用大爆破施工 第条级铁路挡土墙不得采用干砌片石砌筑 级铁路及各级工企铁路设计烈度为度的挡土墙可采用干砌 片石砌筑但墙高不应大于 第条浆砌片石挡土墙的高度不宜超过表的 规定设计烈度为度的级铁路墙高大于级铁 路及级工企铁路墙高大于时应采用片石混凝土或混凝 土整体灌筑 浆砌片石挡土墙的高度限值表 设 计 烈 度 度 墙高 铁路等级 级铁路 级铁路及级工企铁路 第条混凝土挡土墙的施工缝或衡重式挡土墙的变 截面处必须设置榫头或采用短钢筋加固榫头的面积不应小于 截面面积的 第条当设计烈度为 度和 度时级铁路的浆 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 砌片石挡土墙和总高度大于的护墙 应采用号水泥砂浆 砌筑 第条挡土墙应分段修筑在同一类土层上 每段长度 不宜大于在墙的分段处地基土层及墙高变化较大处应 设置沉降缝 第条位于液化土及软土地基上的挡土墙 应采取砂 桩碎石桩等加固地基措施当采用桩基时桩尖应伸入稳定土 层 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第四章桥梁 第一节抗震强度和稳定性验算 第条桥墩桥台的抗震验算范围应符合表的规 定 桥墩桥台的抗震验算范围表 铁路 等级 设 计 烈 度 度 项 目 级铁路 级铁路及级 工企铁路 级 工企铁路 液化土及软土地基上 的特大桥大中桥桥墩 桥台 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 岩石非 液化土及非 软土地基上 的特大桥 大中桥 石砌混 凝土桥墩桥 台 不 验 算验算验算 不 验 算验算验算 不 验 算验算 钢筋混凝 土桥墩桥台 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 验 算 注为桥墩桥台高度 桥墩高指桥墩顶至基础顶面高度 桥台高指桥台顶至基 础顶面高度 第条桥梁抗震验算时水平地震作用应只计算顺桥 向或横桥向一个方向的水平地震作用 第条桥梁抗震验算的荷载应为地震作用与表 所列的荷载进行最不利的组合 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 桥梁荷载表 荷载分类荷载名称 恒载 结构自重 土压力 静 水 压 力 及 浮 力 活荷载 活载重力 离心力 列 车 活 载 所 产 生 的 土 压 力 注双线桥只考虑单线活荷载 验算桥墩桥台时一律采用常水位设计常水位包括地表水或地下水 第条抗震验算时活荷载计算应符合以下规定 一级铁路应分别按有车无车进行计算当桥上有 车时顺桥向不计活荷载引起的地震力横桥向应只计活荷 载引起的地震力且作用在轨顶以上处活荷载垂直力均计 二其余各级铁路的活荷载应只按无车情况进行计算 第条桥梁抗震验算应符合下列规定 一基础底面的合力偏心距应符合表的规定 基础底面合力偏心距表 地基土 未风化至风化颇重的硬质岩石 上项以外的其它岩石 基本承载力的土层 基本承载力的土层 注为基础底面计算方向的核心半径 二砌石及混凝土截面合力偏心距应符合表的 规定 2.25 0.45 0.2 0.30.71.0 1.53.5 T(S) 类场地= 0.450 T 类场地= 0.675 T 类场地= 1.575 T 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 砌石及混凝土截面合力偏心距表 截面形状 矩形及其它形状 圆形 注为截面形心至最大压应力边缘的距离 三配有小量钢筋的混凝土重力式桥墩桥台截面的偏心距可 大于表的规定值 配筋量应按强度计算确定 配筋率和 裂缝开展度可不计算 四 建筑材料的容许应力的修正系数 应符合本规范表 的规定 五滑动稳定系数不应小于 六倾覆稳定系数不应小于 第条桥墩 拱桥的地震作用应采用反应谱理论计算 动力系数值应根据桥墩拱桥的自振周期及场地类别按图 确定桥墩拱桥的自振周期应按本规范附录五计算 图动力系数 22 1111 22 mb El= mi mt lb mb mi mt 基础质心轴 基础质心轴 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第条简支梁桥墩的水平地震作用 应符合下列规定 一桥墩各段的地震作用应位于其质心梁体的地震作用 顺桥向应位于支座中心横桥向应位于梁高的处 二桥墩的地震作用应计入地基变形的影响 三水平地震作用应按下列公式计算图 横桥向顺桥向 图桥墩地震荷载计算图式 柔度系数当基底或承台底作用单位水平力时基础底面产生的水平位移 岩石地基 柔度系数当基底或承台底作用单位弯矩时基础底面产生的转角 岩石地基 桥墩顶处换算质点的质量顺桥向横桥向 桥墩顶梁体质量等跨桥墩顺桥向横桥向和不等跨桥墩横桥向 均为相邻两孔梁及桥面质量之和的一半 不等跨桥墩顺桥向为较大一 跨梁及桥面质量之和 桥墩顶活荷载反力换算的质量按本规范第条规定计算 质心距桥墩顶的高度 桥墩第段的质量 式中振型点的水平地震力 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 综合影响系数当时当 时当时值按直 线内插为桥墩顶至基础顶或一般冲刷线的高 度 振型动力系数按自振周期并按本规范第 条采用 振型参与系数并按下式计算 振型基础质心处的振型坐标 基础的质量 振型在第段桥墩质心处的振型坐标 非岩石地基的基础或承台质心处振型地震力矩 振型基础质心角变位的振型函数 基础对其质心轴的转动惯量 四地震作用效应弯矩剪力位移一般可取前三个振型 遇合并应按下式计算 式中地震作用下点的作用效应弯矩剪力或位移 在振型地震作用下点的作用效应弯矩 剪力 或位移 五桥墩地震作用的简化计算方法可采用本规范附录四 第条计算非岩石地基基础的柔度系数时 应计土的弹性抗力并应按下列公式计算 一明挖沉井基础底面的地基柔度系数 置于非岩石地基上的基础 包括基础置于岩石风化层内 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 利置于风化层面上 明挖沉井底面嵌入岩层内较浅的基础 式中基础侧面土抗力的计算宽度应按现行铁 路桥涵设计规范的规定计算明挖基础侧面土 抗力的计算宽度应由基础的平均尺寸确定 非岩石地基系数的比例系数可按表 采用 非岩石地基系数的比例系数值表 序号土的名称 流塑粘性土淤泥 软塑粘性土粉砂 硬塑粘性土细砂中砂 半干硬的粘性土粗砂 砾砂角砾土圆砾土碎石土卵石土 块石土漂石土 注为液性指数 基础底面位于地面以下或一般冲刷线以下的深度 基础底面竖向地基系数按现行铁路桥涵 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 设计规范的规定计算 基础底面顺外力作用方向的基础长度 基础底截面抵抗矩 当基础底或承台底作用单位弯矩时基础底面产生的 水平位移 二桩基础承台底面的地基柔度系数应按现行铁路桥涵 设计规范的方法计算 第条拱桥的抗震验算应按顺桥向横桥向分别进 行 对于主拱抗弯刚度与桥面系抗弯刚度之比大于的上承式单 孔拱桥可采用内力反应系数法计算并应符合下列规定 一拱脚的剪力弯矩应按下列公式计算 式中拱脚截面剪力 拱脚截面弯矩 综合影响系数时时 时按直线内插 动力系数应按本规范第条规定确定 拱脚的剪力系数 拱脚的弯矩系数 全桥计算质量应按下式计算 拱圈质量 拱上建筑质量 拱上计算活荷载换算的质量应按本 规范第条规定计算 拱桥跨度 二抗震验算时拱脚的剪力系数和弯矩系数应符合下列规 定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 顺桥向对于板拱和助拱的内力系数 应按表采用 顺桥向板拱和肋拱内力系数表 矢跨比 注为拱桥矢高 横桥向板拱的内力系数 应按表采用 肋拱的内 力系数应按表采用 横桥向板拱内力系数表 内 力 系 数 横桥向肋拱内力系数 内 力 系 数 注本表 mb H hi hw 地面或一般冲刷线 常水位 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 三横桥向双肋拱拱脚每一根拱肋的剪力和弯矩应按下 列公式计算 式中一根拱肋在拱脚的剪力 一根拱肋在拱脚的弯矩 空腹段弧长 半边空腹拱上建筑的节间数 系数应按下式计算 两根肋拱的中心距 拱肋和横桥向 变形有关的截面惯性矩 横撑和横桥向 变形有关的截面惯性矩 第条梁式 桥跨结构的实体桥墩在 常水位以下部分水深超 过时应计入地震动 水压力对桥墩的作用当 图圆形圆端形桥墩地震动水压力 计算图式 常水位至基础顶面的高度 采用圆形或圆端形桥墩时应按下列公式计算图 一水中墩高度处单位墩高的动水压力应按下式计算 式中水中墩高度处单位墩高的动水压力 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 桥墩单位高度水的附加质量并按下列公式 计算 当时 当时 水的重力密度 以垂直于计算方向桥墩处的截面宽度为直 径的圆面积 桥墩计算方向的振型参与系数并按下式计算 墩身的重力密度 桥墩高度的处的截面面积 桥墩计算方向的动力系数 应按本规范第条确定 其 基本周期应按下式计算 墩身的弹性模量 桥墩高度的处截面计算方向的惯性矩 二 桥墩动水压力基础顶面的剪力 弯矩应按下列公式计算 式中基础顶面的剪力 基础顶面的弯矩 第条验算支座部件 梁与支座间连接 墩台锚栓及 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 橡胶支座支挡设施的抗震强度时 水平地震力应按下列公式计 算 一顺桥向固定端的水平地震力 式中活动支座摩阻力之和并应符合下列规定 固定端的水平地震力 简支梁为一孔梁和桥面的质量 活动支座的摩擦系数 钢辊轴 摇轴支座及盆式 橡胶支座板式弧形支座及板式橡胶支 座 活动支座反力 二横桥向由活动支座与固定支座共同承受一个桥墩墩顶 处的水平地震力 式中一个桥墩墩顶处的水平地震力 第条桥台的地震作用应采用静力法计算 并应符合 下列规定 一不计基础襟边上土柱及锥体填土的水平地震力 二作用于桥台的地震主动土压力应按本规范第条计 算着力点高度在计算截面以上计算高度的处计算桥台前 地震土压力时应根据地震角按下式进行修正 三计算破坏棱体上列车活荷载产生的土压力时不计入地 震角 四 桥台身和上部建筑的水平地震力 应按本规范第条 规定计算其中台高为桥台顶面至基础顶面间的高度基础水 平地震作用沿桥台高度的增大系数应取 计算横向活荷载引起的地震力时增大系数值与桥台顶面 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 相同 五梁体质量的水平地震力顺桥向应作用在支座中心横 桥向应作用在梁高的处 六计算桥台穿过液化土层的地震土压力时内摩擦角折减 系数应符合本规范附录三的规定凡力学指标不同的土层应 分层计算 第二节抗震措施 第条桥孔宜按等跨布置桥墩应避免承受斜向土压 力桥台宜用形或形 第条位于液化土或软土地基上的特大桥大中桥应 适当增加桥长并应将桥台放在稳定的河岸上在主河槽与河滩 分界的地形突变处不宜设置桥墩当难以避开时应根据具体情 况采取措施 第条位于常年有水河流的液化土或软土地基上的特 大桥大中桥桥墩桥台应采用桩和沉井等深基础且桩尖及沉井 底埋入稳定土层内不应小于当水平力较大时桩基桥台宜 设置斜桩或采取其它加固措施 第条特大桥大中桥桥头路堤的地基为液化土或软 土并同时符合下列条件时在桥台尾后内的路堤基底下 内的液化土或软土应采取振密砂桩砂井碎石桩石灰桩 换填等加固措施 一桥头路堤高度大于 二设计烈度为度或度的级铁路 第条当桥梁跨越断层带时桥墩桥台基础不应设置 在严重破碎带上 第条桥墩桥台的建筑材料应按表采用 无护面钢筋的混凝土桥墩桥台应减少施工缝施工缝处必须 设置接头钢筋 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 桥墩桥台的建筑材料表 设计烈度 度 墩台高度 材料 名称 石砌体 或 混凝土 混 凝 土 混凝土 加护面 钢筋 石砌体 或 混凝土 混 凝 土 混凝土 加护面 钢筋 石砌体 或 混凝土 混 凝 土 混凝土 加护面 钢筋 第条采用明挖基础的桥台当基础底面摩擦系数小 于或等于时 宜采用砂卵石换填 其厚度不应小于桥 台后沿线路方向的地面坡度大于时路堤基底应挖成台阶 其宽度不应小于 桥头路堤的填筑和桥墩桥台明挖基坑回填 应分层夯填密实 其压实系数不应小于 第条桥梁一般应采用下列防止落梁的措施 一简支梁应采取纵向梁端的连接或梁端纵向支挡连续梁 应在墩台上横隔板处设置支挡并应对端横隔板作局部加强钢 筋混凝土梁还应加强每孔梁两片之间的连接 二采用橡胶支座时应设防移防震角钢挡轨或道碴槽连 接板等其计算水平地震力应符合本规范第条的规定 三深水高墩大跨等修复困难的桥梁墩台顶帽应适当 加宽或设置消能设施 第条防止落梁措施可根据经验确定当需要验算其 结构强度时除橡胶支座外一个桥墩墩顶的水平地震力可按下 式计算 式中桥墩墩顶的水平地震力 简支梁为一孔梁和桥面的质量 第条设在稳定密实地基如基岩卵石等土层常 年无水河流上的重力式桥墩桥台当设计烈度为度桥墩桥台 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 高度小于或等于或当设计烈度为度 桥墩桥台高度 小于或等于时可不设防止落梁设施 第条位于液化土或软土地基上的小桥可在桥墩 桥台基础间设置支撑或采用浆砌片石铺砌河床级铁路还 宜采取换填砂卵石打桩等措施 第条装配式桥墩桥台的接头应适当加强 提高其整 体性 第条级铁路及级工企铁路在地震后 可能形成泥石流的沟谷上根据流域内地形地质情况桥梁涵洞 的孔径与净高均宜酌情加大 第条地震区的拱桥不应跨越断层 其桥墩桥台应设 置在整体岩石或同一类土层上 第条地震区内在水文及结构条件允许时 宜采用各 式涵洞代替小桥 非岩石地基上的涵洞不宜设置在路堤填土上 涵 涸出入口应采用翼墙式 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第五章隧道 第一节抗震强度和稳定性验算 第条隧道的抗震强度和稳定性验算应符合表 的规定 隧道的抗震验算范围表 铁 路 等 级 设 计 烈 度 度 工 程 类 别 级铁路及级 工企铁路 级工企铁路 洞门墙及洞口挡土墙不验算验算验算不验算验算 洞口浅 埋和偏压 地段隧道 衬砌 单线类围岩不验算验算验算不验算验算 双线类围岩验算验算验算验算验算 双线类围岩不验算验算验算不验算验算 明洞 单线不验算验算验算不验算验算 双线验算验算验算验算验算 注围岩分类按现行铁路隧道设计规范的规定执行 第条隧道的地震作用应按静力法计算 验算隧道的结构抗震强度和稳定性时地震作用应只与恒载 和活荷载组合其控制条件应符合下列规定 一隧道衬砌和明洞的结构强度按破坏阶段验算时其安 全系数不应小于表的规定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 结构构强度安全系数表 材 料 种 类 受 力 特 征 钢筋混凝土混凝土石砌体 混凝土或石砌体达到抗压极限强 度 混凝土达到抗拉极限强度 钢筋达到计算强度或混凝土 达到抗压或抗剪极限强度 混凝土达到抗拉极限强度主拉 应力 二洞门墙洞口挡土墙半路堑拱形明洞外墙和棚式明洞 边墙的稳定系数 偏心距及材料容许应力 应符合本规范第 条的规定 三地基容许承载力的修正系数应符合本规范第条 的规定 第条隧道衬砌和明洞上任一计算质点的水平地震 力应按下式计算 式中水平地震力 综合影响系数 岩石地基的明洞应采用其他 应采用 计算质点的建筑物质量或计算土柱质量 第条地震土压力的计算应按本规范第条的 规定执行洞门墙和洞口挡土墙的水平地震力应按本规范第 条的规定计算 第二节抗震措施 第条地震区隧道洞口位置的选择应结合洞口段的 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 地形和地质条件确定并应采取控制路堑边坡和仰坡的开挖高度 以及其他防止坍塌震害的措施位于悬崖陡壁下的洞口宜采取 接明洞或其他防止落石的措施 第条隧道必须修建洞门 洞门形式宜采用翼墙式 洞 门建筑材料可按表选用 洞 门 建 筑 材 料表 设 计烈 度 度 工程部 位 洞 门 端 墙 单线号浆砌片石片石混凝土或混凝土 双线片石混凝土或混凝土混凝土 洞 口 挡 土 墙 及 翼 墙 号浆砌片石 片石混凝土或混凝土 注表中为挡土墙和翼墙的高度 第条隧道的洞口浅埋和偏压地段应为抗震设防 地段其衬砌结构应予加强 当设计烈度为度时类围岩的双线隧道或当设计 烈度为度和度时类围岩的单线隧和类围岩的 双线隧道其设防段的长度可根据地形地质条件确定一般单 线隧道的设防段长度不宜小于双线隧道的设防段长度不宜 小于 抗震设防地段的隧道宜采用带仰拱的曲墙式衬砌 第条抗震设防段的隧道衬砌和明洞的建筑材料可 按表的规定选用 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 隧道衬砌和明洞的建筑材料表 隧道或明洞围岩类别材料种类 隧道衬砌 钢筋混凝土 混凝土或钢筋混凝土 混凝土 拱形明洞 拱圈用钢筋混凝土 类及以上 拱圈用混凝土或 钢筋混凝土 设计烈度度地震区单压明洞外 边墙用号浆砌片石其余边墙 用片石混凝土混凝土或钢筋混凝 土 棚式明洞顶梁用钢筋混凝土 外支承结构用混凝土或钢筋混凝土 内侧锚杆式边墙用混凝土衡重式 边墙设计烈度度地震区用 号浆砌片石度地震区用片石混 凝土或混凝土 第条设计烈度为度和度时在洞门端墙与衬砌 环框间端墙与洞口挡土墙或翼墙间的施工接缝处应加设短钢 筋或设置榫头等抗震连接措施对耳墙式明洞的耳墙与拱部结构 间的空隙宜用浆砌片石或混凝土回填密实 第条地震区的棚式明洞 应采取防止落梁的措施 当 设计烈度为度和度时不宜采用悬臂式棚洞 第条对浅埋偏压以及位于断层破碎带等不良地质 地段的隧道其衬砌背后应压注水泥砂浆 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录一 不同岩土的平均剪切波速值附表 岩土名称 岩土性质或基本承载力 值 剪切波速 值 填土 淤泥淤泥质土或软土 粘土砂粘土 粘砂土 黄土黄土质土 粉砂细砂 稍 松 的 中等密实的 中砂粗砂 稍 松 的 中等密实的 粗砂砾砂 砾石土卵石土碎石土 松 散 的 中等密实的 密 实 的 岩石 风化颇重 未风化风化轻微 注本表系深度以内的值深度大于时应适当加大 根据土层深度标贯击数平均粒径孔隙比液性指数等综合分析选 择表中所列的的剪切波速值 粘土砂粘土粘砂土可按内插取值 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录二液化土的判定方法 一标准贯入试验法 当实测标准贯入锤击数值小于液化临界标准贯入锤击数 值时应判为液化土值应按下列公式计算 附 式中当为为为为时土 层的液化临界标准贯入锤击数应符合下列规定 设计烈度度时为度时为度时为 地下水埋深修正系数应按下式计算 附 当地面常年有水且与地下水有水力联系时 为零 标准贯入试验点的深度修正系数 应按下 式计算 附 上覆非液化土层的厚度修正系数应按 下式计算 附 对于深基础取为 粘粒重量百分比修正系数应按下式计算 附 也可按附表取值 修正系数值附表 土性砂土粘砂土塑性指数的砂粘土 值 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 二单桥探头静力触探试验法 当实测计算的贯入阻力值小于液化临界贯入阻力 值时应判为液化土 值应按下列公式计算 附 式中当为为时砂土的液化临界贯入 阻力值应符合下列规定 设计烈度度时为度时为度 时为 应符合下列的规定 砂层厚度大于时应取该层贯入阻力的 平均值作为该层的值当砂层厚度小于且上下层为 贯入阻力值较小的土层时应取较大值作为该层的值 砂层厚度较大力学性质和值可明显分层时应分别 计算分层的平均值 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录三液化土力学指标的折减系数 液化土的弹性抗力摩擦力和内摩擦角抗剪强度等力学指 标的折减系数应符合附表的规定 液化土力学指标的折减系数值附表 注是指标准贯入静力触探试验点的深度 液化土的抗液化指数值应按下列公式计算 一采用标准贯入试验时 附 二采用静力触探试验时 附 mb mi 0 hj hfH hi 22 H mi hf hi mb hi X Kn Xl 1.0 C2 b2 b2 C2 C2 d2 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录四梁式桥桥墩抗震计算的简化方法 一各式实体或空心桥墩 附图桥墩地震作用计算图式 各种墩形的墩底尺寸 各种墩形对应的墩顶尺寸 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 梁式桥跨度小于或等于桥墩高度小于或等于的圆 形墩 空心圆墩 矩形墩 圆端形墩 墩身 段的水平地震力以及 基础顶面剪力和弯矩可按下列各式计算附图 附 附 附 式中墩身第段的水平地震力 桥墩基础顶面剪力 桥墩基础顶面弯矩 第一振型的动力系数 应按本规范第条采用 第一振型的振型参与系数 第一振型基础质心角变位的振型函数 基础或承台的厚度 剪力振型遇合系数 系数 系数 各系数应按下列公式计算 第一振型基础质心角变位的振型函数 附 式中墩身底面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩 剪力振型遇合系数桥墩高度小于或等于时 桥墩高度大于时应按附表计算 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 剪力振型遇合系数附表 场地类类类 第一振型的振型参与系数 附 式中墩身广义质量并应按下式计算 附 墩形截面参数应按附表计算 系数 系数 附 附 系数 附 附 附 附 附 lp hf H lo4 mb mb l0 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附 式中墩形截面参数应按附表计算 墩形截面参数附表 参 数 墩 形 圆形 空心圆形 矩形 圆端形 注 为身墩的重力密度 二各式实体或空心的刚架桥墩 非岩石地基 明挖 桩或沉井基础 刚性承台上的圆形 空 心圆形矩形刚架桥墩的地震作用可按本规范附附 及附公式计算附图 横桥向顺桥向 附图刚架桥墩计算图式 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 墩顶处的计算质量尚应包括帽梁的质量 单根柱截面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩 桥墩截面总的惯性矩单排柱顺桥向 单排柱横桥向及多排柱 柱总根数 柱间距 式中综合影响系数应采用 第一振型基础质心角变位的振型函数并应按下式 计算 附 应先按单根柱采用本规范附附 公式计算 然后乘以总根数其中墩形截面参数为零 每根柱底面的地震作用可按下列公式计算 剪力附 单排柱顺桥向弯矩附 单排柱横桥向弯矩附 双柱式刚架墩横桥向增减垂直力附 三地基土较柔的低桥墩 当满足条件时桥墩的地震作用可按下列 公式计算附图 附 附 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附 式中墩身顶截面和底截面惯性矩的平均值 振型作用在验算截面以上的质心点的水平 地震力 综合影响系数应按本规范第条采用 振型的振型参与系数并应按下式计算 附 桥墩总质量包括墩顶换算质点墩身和 基础 桥墩总质量对其质心轴的转动惯量 振型桥墩质心角变位的振型函数 应按本规范附录五之三计算 桥墩验算截面以上的墩身质量与墩顶处的计算质 量之和 验算截面以上的计算质量的质心至桥墩总 质量的质心的高度 振型作用在验算截面以上计算质量的质心 点的地震力矩 验算截面以上计算质量对其质心 轴的转动惯 量 地震作用效应点的剪力或弯矩 振型地震作用效应验算截面以上计算质量 的质心点的剪力或弯矩 四无承台的刚架桩墩 无承台的刚架桩墩顺桥向及横桥向的水平地震力均可按下 11 22 mb mi hiH 0 hi Hi 总质量心轴 mb 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式计算附图 附 附图桥墩地震作用计算图式附图无承台的刚架桩墩计算图式 式中作用在墩顶的水平地震力 综合影响系数应采用 墩顶集中质量包括梁帽梁一般冲刷线以上桩的 和活荷载反力换算的质量 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录五梁式桥桥墩和拱桥 自振特性的计算 一简支梁桥的一般方法 岩石非岩石地基梁式桥桥墩的自振特性应按下列公式计 算 特征方程 附 式中桥墩体系质量矩阵 自振圆频率 桥墩体系的刚度矩阵 振型函数向量 自振周期 附 式中桥墩体系振型自振圆频率 桥墩体系振型自振周期 二各式实体空心桥