公路桥梁抗震设计

抗震设计概述01020304JTG/T2231-01-2020反

应

谱

分

析C

i

v

i

l

操

作

实

例目

录CDN抗震验算Pushover分析CONTENTS01抗震设计概述JTG/T2231-01-2020抗

震

设

计

概

述

-

两

种

抗

震

体

系抗

震

设

计

概

述

-

延

性

设

计

概

念何为延性设计？延性设计：允许桥梁结构发生塑性变形，不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标，同时要校核构件的变形能力是否满足要求。核心：桥梁体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用，延性构件进入塑性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地震动响应的目的。抗

震

设

计

概

述

-

抗

震

规

范

中

的

延

性

设

计抗

震

设

计

概

述

-

桥

墩

的

两

种

破

坏

形

态桥墩-弯曲破坏桥墩-剪切破坏抗

震

设

计

概

述矮墩：计算长度与矩形截面计算方向的尺寸（圆形截面直径）之比小于2.5。抗

震

设

计

概

述

-

抗

震

设

防

分

类抗

震

设

计

概

述

-

各

类

桥

梁

验

算

内

容序号验算项适用于规范条款E1：B、C类/D类E2（弹性）：B、C类E2（弹塑性）：B、C类7.2.2、7.3.25.3.1~5.3.10（3362-2018）1桥墩强度验算7.2.1234桥台强度验算基础强度验算盖梁抗弯验算E1：B、C类/D类E2（弹性）：B、C类5.3.1~5.3.10（3362-2018）7.2.1、7.2.23.3.6/4.2.2（TG

D63—2007）7.2.2、7.3.68.4.2、8.4.3、5.2.1~5.2.7（3362-2018）7.2.2、7.3.68.4.2、8.4.4、8.4.5（3362-2018）5.2.8~5.2.12（3362-2018）E1：D类E2（弹性）：B、C类E2（弹塑性）：B、C类5盖梁抗剪验算桥墩屈服判断67E2（弹性）：B、C类6.7.1支座厚度验算（板式橡胶支座）7.2.3-1-1、7.5.17.2.3-1-2、7.5.17.2.3-2-1、7.5.27.2.3-2-2、7.5.27.3.4E1：D类E2（弹性）：B、C类E2（弹塑性）：B、C类8支座抗滑稳定性验算（板式橡胶支座）支座水平位移验算（盆式支座和球形支座）支座水平力验算（盆式支座和球形支座）桥墩塑性铰抗剪强度验算9101112E2（弹塑性）：B、C类E2（弹塑性）：B、C类桥墩墩顶位移验算（规则桥梁）7.4.2、7.4.3、7.4.4抗

震

设

计

概

述

-

桥

墩

、

桥

台

强

度

验

算抗

震

设

计

概

述

-

能

力

保

护

构

件

计

算

（

盖

梁

、

基

础

、

支

座

和

墩

柱

抗

剪

）抗

震

设

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概

述

-

能

力

保

护

构

件

计

算

（

盖

梁

、

基

础

、

支

座

和

墩

柱

抗

剪

）墩柱抗弯超强现象：墩柱的实际极限弯矩要大于其设计承载能力的现象。抗

震

设

计

概

述

-

桥

墩

塑

性

铰

区

抗

剪

验

算单柱墩—顺桥向、横桥向

&双柱墩（多柱墩）—顺桥向简支梁、连续梁连续刚构抗

震

设

计

概

述

-

桥

墩

塑

性

铰

区

抗

剪

验

算双柱墩（多柱墩）—横桥向抗

震

设

计

概

述

-

盖

梁

、

支

座步骤：a.

先按照6.7.2计算超强弯矩方法（

M-φ曲线），得到各墩柱在E2地震力作用下的顺桥向及横桥向超强弯矩值，进而算出各墩柱对应的其超强弯矩的顺桥向及横桥向剪力值Qzi、Qhi。b.

根据下表“连接参数”中各支座对应的“对应墩柱顶节点号”，判断此桥墩的支座编号、支座个数n、墩柱个数i等信息。c.

支座对应的桥墩的总剪力值为Qz=Qz1+Qz2+……+Qzi，Qh=Qh1+Qh2+……+Qhi，各支座剪力，为Qbz=Qz/n,Qbh=Qh/n。d.

Ehze=Qbz或Qbh，根据各支座对应的刚度值，顺桥向XD=Qbz/SDz，顺桥向XD=Qbh/SDy。02反应谱分析Civil操作实例反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

抗

震

分

析

方

法反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

反

应

谱

原

理反应谱分析方法的原理是什么？振型叠加法地震动微分方程组各阶振型微分方程1.振型叠加法引入振型的概念后，由于振型具有正交性，动力微分方程组简化为动力微分方程，大大减少了计算量。（多自由度转换为多个单自由度）2.地震作用可以通过谱函数的形式体现。谱函数表示地震加速度（最大值）与各振型周期间的关系。从而使与时间相关的动力计算内容，简化为求解各振型下结构施加固定加速度（力）的静力问题。（动力转换为静力问题）反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

项

目

背

景工程概述：上部结构：两联3x32m现浇箱梁下部结构:双柱式中墩(1.8*1.8m)，双柱接盖梁交接墩(1.3*1.6m)基础：钻孔灌注桩基础，桩径1.5m，桩长50m分区特征周期0.4s，场地类别Ⅱ类，抗震设防烈度7度（0.1g）反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

边

界

、

荷

载桩基础的模拟：节点弹性支撑

根据“m值法”计算得到：根据地勘报告的土层情况，将桩长范围内土分层，厚度较大的土层细分为多个土层，查的各土层m值（为静力的2倍），将节点布置在各土层中心位置，计算公式如下：桩身土侧向刚度=m*埋深*桩计算宽度*单元高度反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

振

型

计

算反应谱结构的振型周期对应振型加速度峰值反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

振

型

计

算Lanczos法子空间迭代法多重Ritz向量法由图可以清楚的发现：多重Ritz向量法和另外2种分析方法得到的振型图是大不相同的。通过模态查看，可以发现多重Ritz向量法所有振型都是对称的（荷载作用是对称的），因为它考虑了空间荷载分布状态及动力贡献，所以他忽略了所有反对称振型

。对于反对称振型，并不是由荷载激发的，荷载在这些振型的动力贡献为零。故：反应谱分析时较好的方法是采用多重Ritz向量法。反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

振

型

计

算反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

定

义

反

应

谱

函

数

、

工

况地震作用角度：当地震激发方向平行于X-Y平面，地震角度为与X轴的夹角(度)，角度的正负号以Z轴为基准，按右手法则确定。地震作用方向在整体坐标系的X轴上时角度为0。反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

定

义

桥

墩

普

通

钢

筋反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

定

义

弹

塑

性

材

料

本

构

（

钢

材

）反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

定

义

弹

塑

性

材

料

本

构

（

砼

）注意：由于mander本构混凝抗压强度是棱柱体强度，需要将规范中混凝土立方体强度乘以“0.85”的修正系数反

应

谱

分

析

C

i

v

i

l

操

作

实

例

-

弯

矩

曲

率

曲

线注意：1.中和轴0度表示y向。2.角度仅决定显示结果的计算角度。程序会计算各角度对应值。03CDN抗震验算C

D

N

抗

震

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算C

D

N

抗

震

验

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-

E

1

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输

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E

2

桥

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屈

服

判

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D

N

抗

震

验

算

-

规

则

桥

梁

桥

墩

墩

顶

位

移

验

算注意：因为刚度调整系数需要在施工过程中激活，所以设置刚度调整系数注意设置边界组。C

D

N

抗

震

验

算

-

支

座

验

算04Pushover分析P

u

s

h

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r

分

析

-

目

的CJJ166-2011P

u

s

h

o

v

e

r

分

析

-

步

骤Pushover的铰特性中，集中铰输出转角结果，分布铰输出曲率结果。交互类型中“无”需要用户自己定义弯矩和曲率的非线性关系，“P-M”是通过屈服面确定弯矩曲率的非线性关系，“P-M-M”是通过三轴屈服球确定非