專利名稱：強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)索支撐橋梁的鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)，是對(duì)塔柱和橫梁的抗彎能力、抗剪能力、抗彎需求、抗剪需求分別進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)能力和需求進(jìn)行比較，只要抗震能力大于抗震需求即為滿足抗震設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際的強(qiáng)震地區(qū)索塔橫橋向抗震設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)橫梁的抗剪需求很大，只有通過(guò)大量的配筋才能剛剛滿足抗震需求。在現(xiàn)有的索支撐橋梁的橫橋向抗震設(shè)計(jì)中，一般情況是橫梁的抗剪能力儲(chǔ)備比橫梁的抗彎能力儲(chǔ)備小。如果出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的強(qiáng)震，傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的索塔有可能在強(qiáng)震作用下發(fā)生橫梁剪切脆性破壞，從而導(dǎo)致索塔以及整座橋梁倒塌的災(zāi)難性后果。鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法，采用該強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法得到的索支撐橋梁不僅滿足一般性抗震需求，而且在出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的橫橋向強(qiáng)震時(shí)，能夠有效防止橫梁和塔柱剪切脆性損壞，提高橋梁的抗震能力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法，采用該方法設(shè)計(jì)得到的索塔不僅能夠滿足橋梁的一般性抗震需求，而且在出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的橫橋向強(qiáng)震時(shí)，能夠有效防止橋梁出現(xiàn)剪切脆性破壞而導(dǎo)致的索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果，提高橋梁的抗震能力。要實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法采用如下技術(shù)方案橫梁的抗彎能力滿足f1M >1.0f1M =橫梁抗彎能力/橫梁抗彎需求橫梁的抗剪能力滿足f1Q ^ 1. 2f1Mf1Q =橫梁抗剪能力/橫梁抗剪需求塔柱橫橋向抗彎能力滿足f2M ^ 1. 2f1Mf2M =塔柱抗彎能力/塔柱抗彎需求塔柱橫橋向抗剪能力滿足f2Q ^ 1. 2f2M
f2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M為橫梁抗彎能力的安全系數(shù)；f1Q為橫梁的抗剪能力安全系數(shù)；f2M為塔柱橫橋向抗彎能力安全系數(shù)；f2Q為塔柱橫橋向抗剪能力安全系數(shù)。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明的強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法通過(guò)確保橫梁抗剪能力安全系數(shù)大于其抗彎能力安全系數(shù)的方法，來(lái)保證在橫橋向強(qiáng)震作用下，索塔不會(huì)出現(xiàn)因橫梁脆性破壞而導(dǎo)致索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果；通過(guò)確保塔柱的抗彎能力安全系數(shù)大于橫梁的抗彎能力安全系數(shù)，以及塔柱的抗剪能力安全系數(shù)大于塔柱的抗彎能力安全系數(shù)，達(dá)到利用橫梁屈服耗能來(lái)保護(hù)塔柱的目的；因此，采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)得到的索塔不僅能夠滿足橋梁的一般性抗震需求，而且在出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的橫橋向強(qiáng)震時(shí)，能夠有效防止橫梁出現(xiàn)剪切脆性破壞而導(dǎo)致的索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果，提高橋梁的抗震能力， 并具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
圖1為索塔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為索塔結(jié)構(gòu)示意圖，索塔包括兩根塔柱2和設(shè)置在兩塔柱2之間的橫梁1，沿著橫梁的P方向即為索塔的橫橋向。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。在傳統(tǒng)的索支撐橋梁的鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)中，僅需要橫梁抗彎能力的安全系數(shù)f1M、橫梁的抗剪能力安全系數(shù)f1Q和塔柱橫橋向抗彎承載能力安全系數(shù)f2M、 塔柱橫橋向抗剪能力安全系數(shù)大于1.0即可，而不需要考慮它們之間的相互關(guān)系。然而， 在強(qiáng)震區(qū)，當(dāng)出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)值的強(qiáng)震時(shí)，由于橫梁的抗剪能力往往小于抗彎能力，傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的索塔有可能在強(qiáng)震作用下發(fā)生橫梁剪切脆性破壞，從而導(dǎo)致索塔以及整座橋梁倒塌的災(zāi)難性后果。而本實(shí)施例的強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法中的橫梁抗彎承載能力的安全系數(shù)f1M、橫梁的抗剪承載能力安全系數(shù)f1Q、塔柱橫橋向抗彎承載能力安全系數(shù) f2 和塔柱橫橋向抗剪能力安全系數(shù)f2Q還滿足一下要求橫梁的抗彎承載能力滿足f1M >1.0f1M =橫梁抗彎能力/橫梁抗彎需求橫梁的抗剪承載能力滿足f1Q ^ 1. 2f1Mf1Q =橫梁抗剪能力/橫梁抗剪需求塔柱橫橋向抗彎承載能力滿足
f2M ^ 1. 2f1Mf2M =塔柱抗彎能力/主塔抗彎需求塔柱橫橋向抗剪能力滿足f2Q ^ 1. 2f2Mf2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M為橫梁抗彎能力的安全系數(shù)；f1Q為橫梁的抗剪能力安全系數(shù)；f2M為塔柱橫橋向抗彎能力安全系數(shù)；f2Q為塔柱橫橋向抗剪能力安全系數(shù)。本實(shí)施例的強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法通過(guò)確保橫梁抗剪能力安全系數(shù)大于其抗彎能力安全系數(shù)的方法，來(lái)保證在橫橋向強(qiáng)震作用下，索塔不會(huì)出現(xiàn)因橫梁脆性破壞而導(dǎo)致索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果；通過(guò)確保塔柱的抗彎能力安全系數(shù)大于橫梁的抗彎能力安全系數(shù)，以及塔柱的抗剪能力安全系數(shù)大于塔柱的抗彎能力安全系數(shù)，達(dá)到利用橫梁屈服耗能來(lái)保護(hù)塔柱的目的；因此，采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)得到的索塔不僅能夠滿足橋梁的一般性抗震需求，而且在出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的橫橋向強(qiáng)震時(shí)，能夠有效防止橋梁出現(xiàn)剪切脆性破壞而導(dǎo)致的索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果，提高橋梁的抗震能力， 并具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。下面對(duì)應(yīng)用本發(fā)明強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法的索塔橫橋向抗震設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。索塔橫橋向抗震的設(shè)計(jì)步驟如下1)塔柱和橫梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)索支撐橋梁一般都是大跨徑或者特大跨徑橋梁，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》 JTG/TB02-01-2008，強(qiáng)震區(qū)索塔的塔柱和橫梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)需滿足下表要求。表1索塔的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1. 一種強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法，其特征在于橫梁的抗彎能力滿足f > I- 0f1M =橫梁抗彎能力/橫梁抗彎需求橫梁的抗剪能力滿足f"lQ ^ 1· 2fIMf1Q =橫梁抗剪能力/橫梁抗剪需求塔柱橫橋向抗彎能力滿足f*2M ^ 1· 2fIMf2 =塔柱抗彎能力/塔柱抗彎需求塔柱橫橋向抗剪能力滿足f*2Q ^ 1· 2f*2Mf2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M為橫梁抗彎能力安全系數(shù)；f1Q為橫梁抗剪能力安全系數(shù)；f2M為塔柱橫橋向抗彎能力安全系數(shù)；f2Q為塔柱橫橋向抗剪能力安全系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)震區(qū)鋼筋混凝土索塔的橫橋向抗震設(shè)計(jì)方法，通過(guò)確保橫梁抗剪能力安全系數(shù)大于其抗彎能力安全系數(shù)的方法，來(lái)保證在橫橋向強(qiáng)震作用下，索塔不會(huì)出現(xiàn)因橫梁脆性破壞而導(dǎo)致索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果；通過(guò)確保塔柱的抗彎能力安全系數(shù)大于橫梁的抗彎能力安全系數(shù)，以及塔柱的抗剪能力安全系數(shù)大于塔柱的抗彎能力安全系數(shù)，達(dá)到利用橫梁屈服耗能來(lái)保護(hù)塔柱的目的；因此，采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)得到的索塔不僅能夠滿足橋梁的一般性抗震需求，而且在出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)地震的橫橋向強(qiáng)震時(shí)，能夠有效防止橫梁和塔柱出現(xiàn)剪切脆性破壞而導(dǎo)致的索塔和全橋倒塌的災(zāi)難性后果，提高橋梁的抗震能力，并具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
文檔編號(hào)E01D19/14GK102561183SQ20121006344
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者唐光武, 唐鈺昇, 許曉鋒, 高文軍, 黃光清, 黃福偉 申請(qǐng)人:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司