我国《铁路桥梁抗震设计规范》(GB 50111—2006)采用三水准设防,分别规定了铁路工程构筑物应达到的三个抗震性能标准,以及不同水准下抗震设计的内容和验算方法、对应的构筑物设防目标和分析方法。规范中规定,在多遇地震下桥墩处于弹性工作阶段,地震后不损坏或轻微损坏,抗震设计按照强度理论进行墩身及基础的强度、偏心、稳定性验算。在罕遇地震时,桥墩结构已进入弹塑性工作阶段,对于混凝土桥墩,由于其不具备延性,如仍按强度理论进行抗震设计,桥墩体量过大,不合理且不经济,主要进行变形验算。在设计地震时,为了上、下部结构连接构造的安全,仅对连接进行验算。相比于多遇和罕遇地震,在设计地震时,对连接构件的规定较为模糊,且罕遇地震时,只对桥墩有设计要求,没有对连接构件进行说明。在罕遇地震时,支座若已破坏或部分失效,整个桥梁上下部结构的地震力传递路径将发生变化,桥墩塑性铰区的力学曲线也不再符合之前的假定,此时,若还按照现有方法进行罕遇地震下的墩身延性验算或最大位移分析,是不能反映客观事实的。
《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909—2014)在将城市轨道交通结构的抗震性能要求分为3个等级的同时,对结构的构件、基础和支座的抗震性能等级也进行了划分,并对构件、基础和支座的性能等级与结构抗震性能给出了规定。其中,将构件、基础划分为3个抗震性能等级,将支座划分为2个抗震性能等级,如表8.2-1所示。
表8.2-1 支座性能等级(www.xing528.com)
支座作为桥梁结构的重要连接构件,相对结构的其他构件更易更换。《公路桥梁抗震设计细则》对支座的设计也有具体要求。对不同抗震设防类别(重要性等级)的铁路桥梁结构应分级进行设计地震、罕遇地震下的连接构件的设计,而不能仅仅验算。在实际工程中,针对常规桥梁,当支座发生破坏时往往不是进行维修加固,而是直接更换。但对重要性桥梁,对支座或其他连接装置应该有更高的要求。
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