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    《公路橋梁抗震設計規范》全面優化抗震設計 大幅增強抗災
    2020-09-04 來源:中國交通報 

      為適應公路橋梁建設技術和抗震設計技術的發展,交通運輸部于6月發布了《公路橋梁抗震設計規范》(簡稱《規范》),9月1日起施行,2008年10月頒布實施的《公路橋梁抗震設計細則》(簡稱《細則》)同時廢止。

      官方

      “此次修訂既考慮了當前我國橋梁抗震設計的技術需求及國內外橋梁抗震設計技術的新進展,也重點考慮了與《公路橋涵通用設計規范》《公路工程抗震設計規范》《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》以及《中國地震動參數區劃圖》等相關標準的銜接。”橋梁工程結構動力學國家重點實驗室主任、橋梁抗震技術交通行業重點實驗室主任唐光武介紹,《規范》的體系更為完善、適用性和可操作性更強,也彌補了《細則》的一些不足,對進一步提升我國公路橋梁抗震設計水平具有較強指導作用。

      對橋梁抗震設計提出更高要求

      《規范》在地震作用部分修訂了設計加速度反應譜,計算常數取值由2.25改為2.5,全面提高了設防水平。

      哈爾濱工業大學教授陶夏新介紹:“參照現行《中國地震動參數區劃圖》的規定,《規范》將設計反應譜最大幅值與基本地震動峰值加速度的系數值從2.25調整為2.5,保證了標準之間的協調一致,降低了公路橋梁的地震風險,同時對橋梁抗震設計也提出了更高的要求。”

      “2015版《中國地震動參數區劃圖》上已經沒有不設防的區域了,所以《規范》規定全國所有的公路橋梁都必須作抗震設計,抗震設防烈度大于Ⅸ度地區的橋梁和有特殊要求的橋梁還應作專門研究,對抗震救災以及在經濟、國防上具有重要意義的橋梁或破壞后修復(搶修)困難的橋梁應提高抗震設防類別。”陶夏新進一步補充道。

      據悉,此次修編中,《規范》對豎向地震作用、地震動水壓力都作出新的規定,體現了國內外最新成熟的研究成果。

      細分橋梁類別 設定不同目標

      “《規范》在總結汶川地震橋梁震害,并參考國內外橋梁抗震規范的基礎上,明確提出了橋梁兩種抗震體系以及兩種體系在地震作用下的性能要求。”同濟大學教授李建中介紹。

      《規范》適用于單跨跨徑不超過150米的圬工或混凝土拱橋、下部結構為混凝土結構梁橋的抗震設計。斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150米的梁橋和拱橋的抗震設計,除滿足本規范要求外,還應進行專項研究。根據我國的具體情況,考慮公路橋梁的重要性和在抗震救災中的作用,本著確保重點和節約投資的原則,對不同橋梁要求不同的抗震安全度,將公路橋梁分為A、B、C、D四個抗震設防類別,A類抗震設防要求和類別最高,B類、C類和D類抗震設防類別依次降低。

      A類為單跨跨徑超過150米的特大橋;B類為單跨跨徑不超過150米的高速公路、一級公路上的橋梁,單跨跨徑不超過150米的二級公路上的特大橋、大橋;C類為二級公路上的中橋、小橋,單跨跨徑不超過150米的三、四級公路上的特大橋、大橋;D類為三、四級公路上的中橋、小橋。

      “按《規范》設計的橋梁,對A類橋梁,可達到中震(重現期475年)不壞、大震(重現期2000年)有限損傷的目標,地震后能立即對所有交通開放;對采用延性抗震設計的B類、C類橋梁,能達到小震(重現期小于等于100年)不壞、大震不倒的目標,經臨時加固后可供維持應急交通使用;對采用減隔震體系設計的橋梁以及B類、C類中的斜拉橋和懸索橋,能達到小震不壞,大震有限損傷的目標,地震后能立即對所有交通開放;對D類橋梁,可達到小震不倒的目標。”唐光武介紹。

      修訂計算方法 增強可操作性

      在修訂過程中,《規范》還吸納了近年來國內外在橋梁抗震概念設計、延性抗震設計、減隔震設計以及構造措施等方面的成熟研究成果,修訂和完善了相關設計規定和計算方法,增強了《規范》體系的完整性以及設計和計算方法的適用性和可操作性。

      《規范》進一步簡化了延性抗震設計和減隔震設計的計算方法,增加了防落梁措施。現有研究表明,在場地條件比較穩定的情況下,可使用減隔震技術,特別是在橋梁基本周期較短時采用減隔震支座,或者在各橋墩高度相差較大時在矮墩上采用減隔震支座,能夠起到良好的減隔震作用。

      今年6月建成通車的云南大(理)永(勝)高速公路二期金雞達旦河大橋全長688米,主跨265米,主橋為下承式鋼箱系桿拱橋,是目前國內跨度最大的下承式拱橋。該橋抗震設防等級為A類,緊鄰程海賓川大斷裂帶,抗震設防烈度為Ⅷ度,地質條件極為復雜。

      該橋主墩最大高度僅為10米,整體結構剛度大,橋墩、樁基承受了上部傳遞的巨大地震力。該橋設計單位云南省交通規劃設計研究院有限公司在設計時采用減隔震的抗震設計方法,主墩墩頂設置4個70000千牛超大噸位摩擦擺式減隔震支座,同時配套使用橫向變形量為正負30厘米的特殊伸縮縫,以適應大橋縱橫向減隔震耗能引起的變形。

      減隔震技術的應用降低了對該橋工程結構的地震能量輸入,減少了災后橋梁修復加固費用,保證了在設防地震下大橋的安全。

      《規范》從減隔震體系橋梁設計理念和方法、抗震分析方法、減隔震裝置的要求等方面給出了較全面系統的規定和說明,和《細則》只給出抗震設計原則相比,《規范》可操作性大幅增強。

      唐光武介紹:“《規范》中還修改了墩梁搭接長度計算公式,公式的適用范圍擴大到簡支梁橋和連續梁橋,并考慮了墩高、跨徑和聯長的影響。”此外,《規范》中還擴大了反應譜分析方法的適用范圍,量大面廣的普通橋梁抗震分析得到進一步簡化。



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