王秀艷

（天津城建設(shè)計(jì)院有限公司，天津市 300122）

0 引言

橋梁設(shè)計(jì)中采用減隔震技術(shù)，可有效避免或減輕因橋梁破壞造成的直接和次生災(zāi)害，保護(hù)高烈度地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)安全。目前美國、日本等國以及歐洲等地區(qū)歐洲已經(jīng)從傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)向減隔震設(shè)計(jì)，通過減隔震裝置來減少橋梁的地震損害，對橋梁抗震性能的提升起到了關(guān)鍵作用。

我國在2008年汶川地震后修訂了《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 004—1989），并陸續(xù)頒布了《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01—2008）和《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 166—2011），在規(guī)范中提出了橋梁減隔震技術(shù)的應(yīng)用，但并未對減隔震橋梁的具體性能及設(shè)計(jì)流程等做出具體規(guī)定。為規(guī)范天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)，減輕橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞，制定《天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程》，作為天津市地方標(biāo)準(zhǔn)。

1 規(guī)程編制的技術(shù)路線

規(guī)程編制依據(jù)相關(guān)國家和行業(yè)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最新框架和主要條款，并引入日本、美國等國以及歐盟等組織的相關(guān)抗震規(guī)范中性能化的設(shè)計(jì)思想，形成規(guī)范編制大綱及規(guī)程詳細(xì)條文，針對規(guī)程內(nèi)容進(jìn)行宣貫，并對研究成果進(jìn)行推廣應(yīng)用。規(guī)程研編的技術(shù)路線如下所示：

（1）國內(nèi)外基于性能的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范調(diào)研、建筑減隔震設(shè)計(jì)調(diào)研、橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范調(diào)研、橋梁減隔震設(shè)計(jì)普遍存在的問題調(diào)研、天津市地震場地情況的調(diào)研等調(diào)研工作，有助于識別天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)問題。

（2）依據(jù)現(xiàn)行的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）、《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02—2013）等規(guī)范，對現(xiàn)行《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01—2018）和《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 166—2011）進(jìn)行有針對性的補(bǔ)充規(guī)定，使得橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)定具有完整性、統(tǒng)一性、科學(xué)性、實(shí)用性、先進(jìn)性。

（3）進(jìn)行抗震性能目標(biāo)量化指標(biāo)、主要次要塑性化構(gòu)件設(shè)定、各抗震性能目標(biāo)流程、軟鋼耗能阻擋裝置設(shè)計(jì)、防落梁系統(tǒng)設(shè)計(jì)等的專項(xiàng)研究。

2 規(guī)程主要內(nèi)容

2.1 專業(yè)術(shù)語

為便于理解并掌握規(guī)程使用，《天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程》中新增以下方面的術(shù)語。

為明確“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)對應(yīng)的量化指標(biāo)，使得設(shè)計(jì)人員有據(jù)可依，提高規(guī)范的實(shí)用性和可操作性，針對術(shù)語“完全彈性狀態(tài)”和“基本彈性狀態(tài)”進(jìn)行定義。完全彈性狀態(tài)：橋梁結(jié)構(gòu)的承力構(gòu)件在地震作用下的截面彎矩小于截面初始屈服彎矩。基本彈性狀態(tài)：橋梁結(jié)構(gòu)的承力構(gòu)件在地震作用下部分鋼筋進(jìn)入屈服狀態(tài)，但截面彎矩小于截面等效屈服彎矩。

為針對同一結(jié)構(gòu)體系中構(gòu)件的塑性化程度進(jìn)行規(guī)定，定義“主要塑性化構(gòu)件”及“次要塑性化構(gòu)件”術(shù)語。主要塑性化構(gòu)件：在同一結(jié)構(gòu)體系中，塑性化程度相對較高的構(gòu)件。次要塑性化構(gòu)件：在同一結(jié)構(gòu)體系中，塑性化程度相對較低的構(gòu)件。

2.2 減隔震橋梁的抗震性能目標(biāo)[1]

根據(jù)城市或公路橋梁的結(jié)構(gòu)形式、在交通網(wǎng)絡(luò)中的重要性、修復(fù)或搶修的難易程度等，橋梁抗震設(shè)防應(yīng)分為A類、B類、C類和D類四類橋梁，與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02—2013）和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 166—2011）橋梁抗震設(shè)防分類的對應(yīng)關(guān)系，按表1執(zhí)行。

表1 橋梁抗震設(shè)防分類

橋梁減隔震設(shè)計(jì)的抗震性能目標(biāo)應(yīng)按以下條文執(zhí)行：

抗震性能目標(biāo)1：地震作用下基本無損傷，墩臺及基礎(chǔ)應(yīng)處于完全彈性狀態(tài)，震后可立即使用。

抗震性能目標(biāo)2：地震作用造成的損傷有限，墩臺及基礎(chǔ)應(yīng)處于基本彈性狀態(tài)，能夠被快速修復(fù)。

抗震性能目標(biāo)3：地震作用不會對橋梁主體結(jié)構(gòu)造成致命性損傷，震后不落梁、不倒塌，結(jié)構(gòu)保持完整狀態(tài)。

根據(jù)地震作用的重現(xiàn)期和橋梁抗震設(shè)防分類，減隔震橋梁的抗震性能目標(biāo)應(yīng)按照表2執(zhí)行。

表2 減隔震橋梁的抗震性能目標(biāo)

2.2.1 抗震性能目標(biāo)1

地震作用下，橋梁主要承力構(gòu)件應(yīng)處于完全彈性狀態(tài)，減隔震裝置可進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但其彈塑性變形應(yīng)處于容許范圍內(nèi)，震后的殘余位移不應(yīng)影響橋梁的正常使用，橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮裝置不宜產(chǎn)生影響正常使用的損傷。

2.2.2 抗震性能目標(biāo)2

橋梁的主要塑性化構(gòu)件發(fā)生較易修復(fù)的塑性變形，主體結(jié)構(gòu)應(yīng)處于基本彈性狀態(tài)。塑性化構(gòu)件組合及各構(gòu)件的極限狀態(tài)見表3。

表3 塑性化構(gòu)件組合及各構(gòu)件的極限狀態(tài)（抗震性能目標(biāo)2）

2.2.3 抗震性能目標(biāo)3

主要塑性化構(gòu)件發(fā)生塑性變形，但其塑性變形不應(yīng)超過該構(gòu)件的極限變形能力，震后不落梁、不倒塌。塑性化構(gòu)件組合及各構(gòu)件的極限狀態(tài)見表4。

表4 塑性化構(gòu)件組合及各構(gòu)件的極限狀態(tài)（抗震性能目標(biāo)3）

3 結(jié) 語

《天津市市政公路橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)程》為國內(nèi)首部專門針對橋梁的減隔震設(shè)計(jì)規(guī)范，規(guī)范引入國際先進(jìn)的性能化設(shè)計(jì)理念，針對天津工程場地特點(diǎn)，對橋梁減隔震設(shè)計(jì)的性能目標(biāo)及分析方法、隔震橋梁、減震橋梁和防落梁系統(tǒng)等均做了詳細(xì)規(guī)定，具有很強(qiáng)的針對性和創(chuàng)新性。規(guī)程首次明確了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)對應(yīng)的量化指標(biāo)，使得設(shè)計(jì)人員有據(jù)可依，大大提高了規(guī)范的實(shí)用性和可操作性。