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我国新旧公路桥梁抗震设计规范对比分析

发表时间：2020/10/21 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王思莹

[导读] 摘要：本文对于新旧道路桥梁抗震设计规范的主要设计思想以及标准进行比对分析，其次就是对于在新规范中，所提出关于真正作用的反应谱具体方法作出了详细的计算以及相应的比对分析，并且就新规范提出的指导思想，对改进抗震方法进行了一定程度的分析。

        沈阳铁道勘察设计院有限公司辽宁沈阳 110013
        摘要：本文对于新旧道路桥梁抗震设计规范的主要设计思想以及标准进行比对分析，其次就是对于在新规范中，所提出关于真正作用的反应谱具体方法作出了详细的计算以及相应的比对分析，并且就新规范提出的指导思想，对改进抗震方法进行了一定程度的分析。望可供同行朋友一齐分享、研究。
        关键词：抗震设计规范水平地震力道路桥梁地震作用
        一、引言
        新版道路桥梁抗震设计规范相较于旧版来讲，做岀了许多修改和补充，对整体抗震设计方法以及设防思想都做出了较大的提升。本文主要是针对新旧两版路桥梁抗震设计规范中，针对设防思想以及地震作用相关的计算方法进行详细的比对分析O
        二、新规范中对抗震设防思想所作出的改进
        在新旧规范的对比中，发现两者的抗震设防标准并没有多大的差异，但是在整体设防标准上却是前者有更大的改进。在新规范中，采用的是两水平设防佐以两阶段设计，指的是针对设防水平不同的两个地震参数来对地震的实际作用进行确定，对发生地震的概率高的低水准通过弹性设计的方法对地震的整体结构强度进行计算，并保证该结构具备一定程度的承载能力，反之，对发生地震的概率低的高水准通过弹塑设计的方法对地震的屈服后变形以及强度进行计算，并且对桥梁结构变形和位移必须小于规定范围内的值进行有力保证。
        在具体实践的过程中，根据每座桥梁不同的修复难易程度以及重要性，新规范将抗震设防分为了 4个类别：ABCD四类，对于不同类型的桥梁进行区别对待。与此同时，新规范针对每座桥梁的具体设计数据对其进行了一定的划分：规则以及不规则桥梁。对于规则桥梁，一致采用的是单独震动型反应谱法，并以此对地震作用进行确定。而对于不规则桥梁来讲，则会根据具体情况的不同，而采取时程分析化或是高阶振型共同参与的方法对地震作用进行确定。
        另外，根据最近十几年来，对于地震灾害的试验研究以及合理分析，证明了耗能能力以及变形能力不足的根本是在造成结构倒塌的根本原因。在新规范中，其通过延性设计方法对桥梁结构在大震中的变形能力进行有效的保证。
        三、新旧规范对于地震作用的具体计算方法及对比分析
        对于新旧规范而言，在对地震作用进行计算时都是建立在反应谱法上。下文中笔者将列举一部分计算方法并做出相应的参数说明，以方便对后面的分析做出准备。但是，因为在普通设防条件下，只对水平地震作用进行考虑，必须对竖向地震进行作用时，再在相关规定的作用基础上再乘以一•个常规系数。所以在下面的式子中，笔者只列出在新规范以及就规范中，对水平地整力相应的计算方式。
        在旧规范中，桥墩主体水平地震力：

        在上面所列出的式子当中，G为主要的修正系数；G而是对主体结构的整体影响系数；Kh指的是受到的水平地震系数；这是指的动力的放大系数；Xn指的是桥墩的主要振型在第i分段是所做出的相对位移；最后的G 指的是桥墩在第i段出所受到的自身重力，单位为KN。
        在上述公式中，S响=2.25CiCsCdA；在这个公式中，Shi表示为水平方向上，加速度的反应谱值；g为实际的重力加速度大小；G而表示结构本身抗震重要性系数大小；C表示为场地实际系数；阻力调整系数则是用Cd代替。
        为了可以更加直观的体现新旧规范中相应计算结果的差异性，吋计算过程中所得的结果采取绝对值，并且按照就规范中相应的计算结果为1进行相应的比较分析；在计算过程中，对变量进行了一定的控制，即代表在进行水平地震力的计算过程中，选取待比较的参数为实际变量，而其他的参数保证不变。
        （1）对抗震设防烈度比较
        在新规范中，所使用到的地震动力加速度的幅度值大小为A以及就规范中使用的水平地震系数Kh，都是依据相关的设防烈度来进行取值的，其具体取值大小如表1和表2中所示：
        表1：就规范中所使用地震系数Kh

表2：新规范中使用到的地震动力加速度的幅度值大小A

        从以上两张表格中，我们不难看出，在新旧规范中，取值的大小基本保持一样，但是依然有两点不同之处：第一，在新规范中，抗震设防烈度自第六度区到后面都必须进行相应的抗震设计，而在就规范中，从第七度才开始考虑设防；第二，在新规范中，以最新地震区划图来对道路桥梁的设防烈度进行确定，并且新增加了 7.5度以及8.5度地取值。
        （2）加速度反应谱
        在新旧规范中，在地震作用的计算过程中，其主要基础都是建立在加速度反应谱法上。对于旧规范，其在水平地震力的计算过程中使用的是动力增大系数谱，如下图1中所示，而新规范主要运用的是加速度反应谱，如下图2中所示。在通过反应谱法进行具体计算的过程中，二者的主要功能以及使用方法都比较类似。在旧规范中，根据4类不同的场地分别列出了相应的四条动力系数谱曲线，但是因为场地类别之间存在一定的差异性，所以引起了这四条谱曲线也产生了一定的差异性，其具体表现在特征周期所引发的水平段的下降函数以及长度表达式的不同。在

        四、结语
        就新规范而言，它对于最近几年国内外对地震的设计工程以及工程抗震的实际设计，以及对他们最终成果表现出的一系列新理论和新技术进行了合理的吸收。在这一点上相较于老版的道路桥梁抗震设计规范而言，做出了极大改进。通过本文的具体分析，我们不难得出以下几点结果：
        （一）在新规范中，采用的双水准、双阶段的实际设防标准，相相较于旧版而言，具有较大改进，新规范中，对于E1地震作用中所采用的弹性抗震设计，基本上与旧版本的设防标准相仿，而对于E2级地震所采用的延性抗震设计，则有效防止了在大震中所导致的结构坍塌。
        （二）新规范中，根据每座桥梁不同的修复难易程度以及重要性.分为 4个类型的设防标准，并对不同类别实行区别对待。新旧规范中，对于常规桥梁采取相仿的抗震标准，但是对于D类桥梁所釆用的设防水准明显比之旧规范要低，但整体体现出了先进的分级设防思想。
        （三）对于新旧规范而言，在对地震作用进行计算时都是建立在反应谱法上。但是新规范中将旧规范标明的四条动力放大曲线整合为一条加速度反应谱曲线，并且就旧规范中的设防水平进行了基本维持。
        （四）在新规范中，增设了对于阻尼系数的计算，并且考虑了在不同桥梁的抗震设计中，阻尼系数比所带来的影响。
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