GBJ 111-1987 铁路工程抗震设计规范.pdf

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1、建标中华人民共和国国家标准铁路工程抗震设计规范北京中华人民共和国国家标准铁路工程抗震设计规范主编部门 中华人民共和国铁道部批准部门 中华人民共和国国家计划委员会施行日期 年 月 日关于发布 铁路工程抗震设计规范 的通知计标 号根据国家计委计标 号通知的要求 由铁道部第一勘测设计院会同有关单位共同编制的 铁路工程抗震设计规范已经有关部门会审 现批准 铁路工程抗震设计规范为国家标准 自一九八八年七月一日起施行本规范由铁道部管理 其具体解释等工作由铁道部第一勘测设计院负责 出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织国家计划委员会一九八七年九月十六日编制说明本规范是根据我部 基技字 号和 基技字 号

2、文的要求 由我部第一勘测设计院会同有关单位对 年发布的部标准 铁路工程抗震设计规范 试行 进行修订 于 年根据国家计委计标 号的通知要求 本规范列入国家标准制订计划中 规范编制组在编制过程中 认真总结了原规范试行以来的经验 组织了专题的科学研究 进行了比较广泛的调查研究 本规范在广泛征求全国各有关单位意见的基础上反复修改后于 年 月由我部主持召开了审查会议 最后经有关部门审查定稿本规范共分五章和八个附录 其主要内容有 总则 线路场地和地基 路基和挡土墙 桥梁 隧道等在实施本规范的过程中 请各单位注意积累资料 总结经验并将需要修改和补充的意见及时函告铁道部第一勘测设计院 甘肃兰州铁路新村 并抄送

3、铁道部专业设计院 北京西交民巷 供修订时参考铁道部年 月主要符号作用和作用效应桥墩基顶截面弯矩桥墩高 处截面弯矩拱桥拱脚截面弯矩振型 点处的地震力矩振型 点处的水平地震力作用于水中桥墩 点处单位墩高的水平地震动水压力桥墩基顶截面剪力拱桥拱脚截面剪力由水平地震作用在 点处产生的作用效应由地震作用 振型在 点处产生的作用效应桥梁支座的反力质点的水平地震力计算系数综合影响系数水平地震作用沿高度的增大系数水平地震系数滑动稳定系数倾覆稳定系数结构物 振型的振型参与系数动力系数拱桥的基本周期系数相应于 振型自振周期 的动力系数滑动摩擦系数地基土容许承载力的修正系数液化土的力学指标的折减系数几何参数桥墩基础

4、底面顺外力作用方向的基础长度挡土墙墙底面的宽度挡土墙验算截面 处的宽度桥墩基础侧面土抗力的计算宽度地下水的埋深标准贯入或静力触探试验点的深度液化土层上覆盖非液化土层的厚度拱桥矢高结构物的总高度基础置于地面或一般冲刷线以下的深度验算 截面的计算高度基础或承台的高度桥墩处常水位至基顶面的高度基础或承合质量对其质心轴的转动惯量桥墩总质量对其质心轴的转动惯量桥墩墩身底面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩基础底面计算方向的核心半径桥墩基底截面的抵抗矩截面重心至最大压应力边缘的距离桥梁的跨度材料指标相应于基底处地基土的竖向地基系数材料的弹性模量土的地基系数的比例系数粘性土的塑性指数材料的重力密度土层平均剪切波

5、速土的内摩擦角土的综合内摩擦角挡土墙墙背或桥台台背与填土之间的摩擦角地基土的基本承载力地基土的容许承载力其它实测标准贯入锤击数液化临界标准贯入锤击数当 和 时土层的液化临界标准贯入锤击数结构的 振型自振周期结构的自振周期桥墩基底单位水平力产生的水平位移桥墩基底单位弯矩产生的水平位移桥墩基底单位弯矩产生的转角振型在墩身第 段质心处的振型坐标振型基础质心角变位的振型函数地震角墩身广义质量墩身广义刚度集中在 质点的质量桥墩墩顶处的计算质量桥墩墩顶梁体计算质量桥墩基础的质量拱桥拱脚以上整孔桥的全部计算质量重力加速度目录第一章 总 则第二章 线路 场地和地基第一节 线 路第二节 场地和地基第三章 路基和

6、挡土墙第一节 抗震强度和稳定性验算第二节 抗震措施第四章 桥 梁第一节 抗震强度和稳定性验算第二节 抗震措施第五章 隧 道第一节 抗震强度和稳定性验算第二节 抗震措施附录一 不同岩土的平均剪切波速值附录二 液化土的判定方法附录三 液化土力学指标的折减系数附录四 梁式桥桥墩抗震计算的简化方法附录五 梁式桥桥墩和拱桥自振特性的计算附录六 本规范名词解释附录七 本规范所用法定计量单位与习用的非法定计量单位的对照和换算附录八 本规范用词说明附加说明第一章总则第条为贯彻抗震以预防为主的方针 做好铁路工程的抗震设计 以保障铁路运输的畅通和人民生命财产的安全 特制订本规范第条本规范适用于基本烈度为 度 度

7、度所在地区的新建国家铁路网 标准轨距铁路 以下简称铁路和工业企业标准轨距铁路 以下简称工企铁路 的线路 路基 挡土墙 桥梁 隧道工程的抗震设计有特殊抗震要求的建筑物和新型结构应进行专门研究设计第条按本规范经抗震设防后的铁路工程 当遭受相当于基本烈度的地震影响时 级铁路的损坏部份稍加整修后即可正常使用 级铁路及 级工企铁路经短期抢修后即能恢复通车 级工企铁路的桥梁 隧道等工程不发生严重破坏第条建筑物的设计烈度 除国家有特殊规定外级铁路和 级工企铁路应采用所在地区的基本烈度级工企铁路除桥梁支座 桥梁和棚洞的防止落梁设施应采用所在地区的基本烈度外 其它工程的设计烈度均应按基本烈度降低度采用第条跨越铁

8、路的跨线桥 天桥 立交明洞 渡槽等建筑物应按不低于该处铁路工程的设计烈度进行抗震设计第条建筑物的抗震设计 应按本规范采取抗震措施并按规定范围验算抗震强度和稳定性第条验算建筑物的抗震强度和稳定性时 应只计水平地震的作用 水平地震系数应按表 采用水平地震系数表设计烈度 度水平地震系数设计烈度为 度的悬臂结构和预应力混凝土刚构桥等 还应计入竖向地震作用 并应按水平与竖向地震作用同时发生的最不利的情况组合 竖向地震作用可取结构恒载和活荷载的 有条件时也可按竖向地震系数 等于 进行计算第条铁路工程抗震设计方案 应符合下列原则一 选择在基本烈度较低和对抗震有利的地段二 建筑物体形简单 自重轻 刚度和质量分

9、布匀称 重心低三 采用有利于提高结构整体性的连接方式四 技术上先进 经济上合理和便于修复加固第条铁路工程抗震设计除应符合本规范外 尚应符合现行有关标准 规范的要求第二章线路 场地和地基第一节线路第条线路应选择在工程地质条件良好 地形开阔平坦或缓坡地段 并宜绕避近期活动的断层破碎带 易液化砂土 粘砂土及软土等松软地基 较厚的松散山坡堆积层 严重的泥石流发育地区 不稳定的悬崖深谷 严重的山坡变形和易塌陷的地下空洞等地区对抗震不利的地段第条线路应避开基本烈度为 度的地震区的主要活动断裂带 难以避开时 应选择在其较窄处第条液化土和软土等松软地区 线路宜选择在有较厚覆盖层处并宜设置低路堤第条土质松软或岩

10、层破碎 地质构造不利地段的线路不应做深长路堑线路难以避开不稳定的悬崖陡壁地段时 应采用隧道隧道设在傍山地段时 隧道应内移 隧道洞口不应设在地震时易产生崩塌 滑坡 错落等不良地质地区第条桥梁位置应选择在良好的地基和稳定的河岸地段 当难以避开液化土和软土地基时 桥梁中线应与河流正交第二节场地和地基第条桥墩和拱桥采用反应谱理论计算地震作用时评定场地土和场地分类应符合下列规定一 场地土分类类场地土 岩石和土层为密实的块石土 漂石土 或岩石 土层的平均剪切坡速 大于类场地土 类场地土 类场地土以外的稳定土 或土层的平均剪切波速 大于 并小于或等于类场地土 土层为松散饱和的中砂 细砂 粉砂 新近沉积的粘性

11、土和软塑至流塑的粘性土 淤泥和淤泥质土 新填土或土层的平均剪切波速 小于或等于二 场地分类场地为单一场地土时 场地类别应与场地土类别一致场地内存在多层的场地土时 场地类别应取计算深度内土层的平均剪切波速 值 并应符合表 规定场地分类表场地类别场地土平均剪切波速当无土层剪切波速实测资料时 可按本规范附录一选用但对于特大桥和结构复杂 修复困难的桥梁的多层土场地 应采用实测剪切波速进行评定评定场地类别时 其土层的深度应为地面 指旱桥 或一般冲刷线以下 并不得小于基础底面以下第条设计烈度为 度 地面以下 以内 设计烈度为 度或 度 地面以下 以内 有可能液化土层的地段 应按本规范附录二的标准贯入法或静

12、力触探法进行试验 并应结合场地的工程地质和水文地质条件进行综合分析 判定其地震时是否液化当可能液化的土层符合下列条件之一时 可不考虑液化的影响 并不再进行液化判定一 地质年代属于上更新统及其以前年代的炮和砂土 粘砂土和塑性指数 小于或等于 的砂粘土01234567981012345678910du(m)789du(m)41102345678901327985678910dw(m)dw(m)二 土中采用六偏磷酸钠作分散剂的测定方法测得的粘粒重量百分比 当设计烈度为 度时应大于 为 度时应大于为 度时应大于三 基础埋置深度不超过 的天然地基 应符合图 的要求砂土 粘砂土和 的砂粘土图 利用 和 的

13、液化初判图第一层液化土顶面至地表或一般冲刷线之间所有上覆非液化土层的厚度不包括软土和砂类土的厚度最高地下水的埋深第条验算地基抗震强度时 地基土的容许承载力的修正系数 应按表 采用地基土容许承载力的修正系数值表地基土 修正系数 值未风化至风化颇重的硬质岩石未风化至风化轻微的软质岩基本承载力 的岩石和土的岩石和土的土注 软质岩是指饱和单轴极限抗压强度为 的岩石的土 不包括液化土 软土 人工弃填土等柱桩的地基容许承载力的修正系数可取 摩擦桩的地基容许承载力的修正系数根据土的性质可取第条地基内有液化土层时 液化土层力学指标的折减系数 可按本规范附录三采用 液化土层以下的土层容许承载力的修正系数 宜符合

14、本规范第 条的规定 液化土层以上的土层容许承载力不应修正第三章路基和挡土墙第一节抗震强度和稳定性验算第条路基抗震稳定性的验算范围 应符合表的规定路基抗震稳定性的验算范围表铁路等级设计烈度 度路基项目级铁路级铁路及级工企铁路岩石及非液化土 非软土地基上的路堤非浸水浸水用岩块及细粒土 粉粘土粘土 有机土除外 填筑不验算验算 验算验算用粗粒土 粘砂 粉砂 细砂除外 填筑不验算验算 验算验算用渗水性土填筑粉砂 细砂 中砂除外不验算验算 验算水库地区验算地面横坡大于 的路堤 不验算 验算 验算 验 算路 堑 粘性土 黄土 碎石类土一般不验算 验算 验算验算注 为路基边坡高度为路堤浸水常水位的深度挡土墙抗

15、震强度和稳定性的验算范围 应符合表 的规定挡土墙抗震强度和稳定性的验算范围表铁路等级设计烈度 度地基土级铁路级铁路及级工企铁路岩石及非液化土 非软土地基非浸水 不验算验算验算 验 算浸水不验算验算验算验算液化土及软土地基 验 算 验 算 验 算 验 算注 表中 为挡土墙墙趾至墙顶面的高度第条验算路基的抗震稳定性和挡土墙的抗震强度和稳定性时 级铁路的荷载应包括恒载 列车活荷载和水平地震作用 其余各级铁路的荷载应只包括恒载和水平地震作用 水平地震作用应采用静力法计算浸水挡土墙和水库地区浸水路堤 以及滨河地区 级铁路浸水路堤 尚应计常水位的水压力和浮力第条验算路基抗震稳定性时 水平地震力和稳定系数的

16、计算 应符合以下规定 图一 作用于各条土块质心处的水平地震力应按下式计算式中 水平地震力综合影响系数 应采用水平地震系数 应按本规范表 采用第 条土块的质量重力加速度二 稳定系数应按下式计算式中 稳定系数CsLiFiheniti滑动摩擦系数土的单位粘聚力破裂圆弧的总长度滑动土体在破裂圆弧面上的总垂直压力滑动土体在破裂圆弧面上的总下滑力水平地震作用于破裂圆弧面上的总上掀力水平地震作用于破裂圆弧面上的总下滑力图 验算路基稳定性图式三 路基稳定系数 的取值 应符合下列规定级铁路 路基边坡高度小于或等于 时 路基稳定系数 不应小于 边坡高度大于 时 不应小于级铁路及各级工企铁路 不应小于第条作用于挡土

17、墙上的地震主动土压力 应按库伦理论公式计算 但土的内摩擦角 或土的综合内摩擦角 墙背摩擦角 土的容重 受地震作用的影响 应根据地震角分别按下列公式进行修正式中 修正后的土的内摩擦角 度修正后的土的综合内摩擦角 度修正后的墙背摩擦角 度修正后的土的容重地震角 应按表 采用地震角表设计烈度 度地震角水上水下第条挡土墙第 截面以上墙身质心处的水平地震力 应按下式计算式中 第 截面以上墙身质心处的水平地震力综合影响系数 岩石地基应采用 非岩石地基应采用第 截面以上墙身的质量水平地震作用沿墙高增大系数 其数值应按表采用 图水平地震作用沿墙高增大系数表铁路等级墙高级铁路级铁路及 级工企铁路hiHii1.0

18、Hhli挡土墙验算第 截面以上墙体 水平地震作用增大系数图 水平地震作用增大系数图式第 截面以上墙身质心至墙底的高度第条挡土墙的抗震强度和稳定性验算 应符合下列规定一 基础底面合力偏心距应符合表 的规定基础底面合力偏心距表地基土 偏心距未风化至风化颇重的硬质岩石上项以外的其它岩石基本承载力 的土层基本承载力 的土层注 为挡土墙底面的宽度二 混凝土和石砌体墙身截面偏心距 不应大于验算截面处的宽度的 倍三 建筑材料的容许应力的修正系数 应按表 的规定采用建筑材料容许应力修正系数表材料名称 应力类别 修正系数混凝土和石砌体剪应力 主拉应力压应力钢材剪应力 拉 压应力FihemigEyEx0四 滑动稳

19、定系数 取值不应小于 倾覆稳定系数 取值不应小于五 挡土墙的稳定系数 应按下列公式计算 图沿倾斜基底滑动稳定系数式中 作用于基底上的总垂直力地震主动土压力的总水平分力图 验算挡土墙稳定性图式地震主动土压力的总垂直分力基底倾斜角 度倾覆稳定系数式中 稳定力系对墙趾的总力矩倾覆力系对墙趾的总力矩第二节抗震措施第条路堤填料的选择 应符合下列规定一 路堤填料应选用抗震稳定性较好的土 不宜用粉砂 细砂 粘砂 粘粉土 粘土和有机土 级铁路当受条件限制采用上述填料时 应改良土质或采取加固措施二 路堤浸水部分的填料 应选用抗震稳定性较好的渗水性土 当采用粉砂 细砂 中砂作填料时 应采取防止液化的措施第条在岩石

20、和非液化土 非软土地基上的路堤 边坡高度大于表 规定时 其边坡坡度应按现行 铁路路基设计规范 规定放缓一级路堤边坡高度限值表铁路等级设计烈度 度填料级铁路级铁路及工企铁路岩块及细粒土 粉粘土 粘土 有机土除外粗粒土 细砂 粉砂 粘砂除外第条路基为半填半挖和路堤修筑在地面横坡大于的稳定斜坡上时 原地面应挖台阶 台阶宽度不应小于并应做好排水工程 必要时 尚应采取设置支挡建筑物等防滑措施第条路堤地基为液化土层时 应采取加固地基土或设置反压护道等措施 但当满足下列条件之一者 可不采取抗震措施一 级铁路路堤高度小于 级铁路及 级工企铁路路堤高度小于二 设计烈度为 度 度 度 地面以下分别为深度内 且液化

21、土层的累计厚度小于 时 级铁路路堤高度小于 级铁路及 级工企铁路路堤高度小于三 上覆非液化土层厚度 或地下水位的深度 值 应大于表 的规定或的限值表设计烈度度或 值铁路等级级铁路级铁路及 级工企铁路第条在液化地区取土时 级铁路路堤高度大于 的地段 取土坑至路堤坡脚的距离不应小于第条软土地基上小于临界高度的路堤 当地面硬壳的厚度大于表 规定时 可不采取抗震措施当硬壳厚度小于表 规定时 设计烈度为 度和 度 路堤边坡坡度应按现行 铁路路基设计规范 规定放缓一级或加设宽为 的护道 护道的高度不宜小于路堤高度的硬壳厚度限值表设计烈度度硬壳厚度铁路等级级铁路级铁路及 级工企铁路第条软土地基上大于临界高度

22、的路堤 应符合下列规定一 当地基已采取砂井 碎石桩 石灰桩等加固时 可不再考虑地震影响二 当采用反压护道加固且设计烈度为 度和 度时级铁路应将护道和堤身的边坡坡度均按现行 铁路路基设计规范 规定的坡值放缓一级第条软土地基上的路堤基底采用砂石垫层时 垫层材料应采用碎卵石或粗砂夹碎石 卵石 不得采用中砂或细砂第条粘性土路堑边坡高度大于表 规定时 应按现行 铁路路基设计规范 规定边坡放缓一级或采取加固措施第条当设计烈度为 度和 度时 级铁路的碎石类土路堑边坡坡形和坡值 应根据土的密度 含水量和土层的成因 并结合边坡高度确定 当受地形 地质限制不宜放缓边坡时 应采取加固措施粘性土路堑边坡高度限值表设计

23、烈度度边坡高度铁路等级级铁路级铁路及 级工企铁路第条岩石路堑 当石质破碎或有软弱夹层 山坡有危石或上部覆盖层受震易坍塌时 应采取支挡加固措施级铁路宜设置隧道或明洞第条设计烈度为 度和 度 级铁路的岩石路堑 不应采用大爆破施工第条级铁路挡土墙不得采用干砌片石砌筑级铁路及各级工企铁路设计烈度为 度的挡土墙 可采用干砌片石砌筑 但墙高不应大于第条浆砌片石挡土墙的高度不宜超过表 的规定 设计烈度为 度的 级铁路 墙高大于 级铁路及 级工企铁路 墙高大于 时 应采用片石混凝土或混凝土整体灌筑浆砌片石挡土墙的高度限值表设计烈度度墙高铁路等级级铁路级铁路及 级工企铁路第条混凝土挡土墙的施工缝或衡重式挡土墙的

24、变截面处 必须设置榫头或采用短钢筋加固 榫头的面积不应小于截面面积的第条当设计烈度为 度和 度时 级铁路的浆砌片石挡土墙和总高度大于 的护墙 应采用 号水泥砂浆砌筑第条挡土墙应分段修筑在同一类土层上 每段长度不宜大于 在墙的分段处 地基土层及墙高变化较大处 应设置沉降缝第条位于液化土及软土地基上的挡土墙 应采取砂桩 碎石桩等加固地基措施 当采用桩基时 桩尖应伸入稳定土层第四章桥梁第一节抗震强度和稳定性验算第条桥墩桥台的抗震验算范围应符合表 的规定桥墩桥台的抗震验算范围表铁路等级设计烈度度项目级铁路级铁路及 级工企铁路级工企铁路液化土及软土地基上的特大桥 大中桥桥墩桥台验算验算验算验算验算验算验

25、算验算岩石 非液化土及非软土地基上的特大桥大中桥石砌 混凝土桥墩桥台不验算 验算 验算不验算 验算 验算不验算 验算钢筋混凝土桥墩桥台验算验算验算验算验算验算验算验算注 为桥墩桥台高度 桥墩高指桥墩顶至基础顶面高度 桥台高指桥台顶至基础顶面高度第条桥梁抗震验算时 水平地震作用应只计算顺桥向或横桥向一个方向的水平地震作用第条桥梁抗震验算的荷载 应为地震作用与表所列的荷载进行最不利的组合桥梁荷载表荷载分类 荷 载 名 称恒载结构自重土压力静水压力及浮力活荷载活载重力离心力列车活载所产生的土压力注 双线桥只考虑单线活荷载验算桥墩桥台时 一律采用常水位设计 常水位包括地表水或地下水第条抗震验算时 活荷

26、载计算应符合以下规定一 级铁路应分别按有车 无车进行计算 当桥上有车时 顺桥向不计活荷载引起的地震力 横桥向应只计 活荷载引起的地震力且作用在轨顶以上 处 活荷载垂直力均计二 其余各级铁路的活荷载应只按无车情况进行计算第条桥梁抗震验算应符合下列规定一 基础底面的合力偏心距 应符合表 的规定基础底面合力偏心距表地基土未风化至风化颇重的硬质岩石上项以外的其它岩石基本承载力 的土层基本承载力 的土层注 为基础底面计算方向的核心半径二 砌石及混凝土截面合力偏心距 应符合表 的规定2.250.450.2 0.3 0.7 1.0 1.5 3.5 T(S) 类场地=0.450T类场地=0.675T类场地=1

27、.575T砌石及混凝土截面合力偏心距表截面形状矩形及其它形状圆形注 为截面形心至最大压应力边缘的距离三 配有小量钢筋的混凝土重力式桥墩桥台截面的偏心距可大于表 的规定值 配筋量应按强度计算确定 配筋率和裂缝开展度可不计算四 建筑材料的容许应力的修正系数 应符合本规范表的规定五 滑动稳定系数不应小于六 倾覆稳定系数不应小于第条桥墩 拱桥的地震作用应采用反应谱理论计算动力系数 值应根据桥墩 拱桥的自振周期 及场地类别按图确定 桥墩 拱桥的自振周期 应按本规范附录五计算图 动力系数2211 1122mbEl=mimtlbmbmimt基础质心轴基础质心轴第条简支梁桥墩的水平地震作用 应符合下列规定一

28、桥墩各段的地震作用 应位于其质心 梁体的地震作用顺桥向应位于支座中心 横桥向应位于梁高的 处二 桥墩的地震作用应计入地基变形的影响三 水平地震作用应按下列公式计算 图横桥向 顺桥向图 桥墩地震荷载计算图式柔度系数 当基底或承台底作用单位水平力时 基础底面产生的水平位移岩石地基柔度系数 当基底或承台底作用单位弯矩时 基础底面产生的转角岩石地基桥墩顶处换算质点的质量 顺桥向 横桥向桥墩顶梁体质量 等跨桥墩顺桥向 横桥向和不等跨桥墩横桥向均为相邻两孔梁及桥面质量之和的一半 不等跨桥墩顺桥向为较大一跨梁及桥面质量之和桥墩顶活荷载反力换算的质量 按本规范第 条规定计算质心距桥墩顶的高度桥墩第 段的质量式

29、中 振型 点的水平地震力综合影响系数 当 时 当时 当 时 值按直线内插 为桥墩顶至基础顶或一般冲刷线的高度振型动力系数 按自振周期 并按本规范第条采用振型参与系数 并按下式计算振型基础质心处的振型坐标基础的质量振型在第 段桥墩质心处的振型坐标非岩石地基的基础或承台质心处 振型地震力矩振型基础质心角变位的振型函数基础对其质心轴的转动惯量四 地震作用效应弯矩 剪力 位移 一般可取前三个振型遇合 并应按下式计算式中 地震作用下 点的作用效应弯矩 剪力或位移在 振型地震作用下 点的作用效应弯矩 剪力或位移五 桥墩地震作用的简化计算方法可采用本规范附录四第条计算非岩石地基基础的柔度系数 时应计土的弹性

30、抗力 并应按下列公式计算一 明挖 沉井基础底面的地基柔度系数置于非岩石地基上的基础 包括基础置于岩石风化层内利置于风化层面上明挖 沉井底面嵌入岩层内较浅的基础式中 基础侧面土抗力的计算宽度 应按现行 铁路桥涵设计规范 的规定计算 明挖基础侧面土抗力的计算宽度应由基础的平均尺寸确定非岩石地基系数的比例系数 可按表采用非岩石地基系数的比例系数值表序号 土 的 名 称流塑粘性土 淤泥软塑粘性土 粉砂硬塑粘性土 细砂 中砂半干硬的粘性土 粗砂砾砂 角砾土 圆砾土 碎石土 卵石土块石土 漂石土注 为液性指数基础底面位于地面以下或一般冲刷线以下的深度基础底面竖向地基系数 按现行 铁路桥涵设计规范 的规定计

31、算基础底面顺外力作用方向的基础长度基础底截面抵抗矩当基础底或承台底作用单位弯矩时 基础底面产生的水平位移二 桩基础承台底面的地基柔度系数 应按现行 铁路桥涵设计规范 的方法计算第条拱桥的抗震验算 应按顺桥向 横桥向分别进行 对于主拱抗弯刚度与桥面系抗弯刚度之比大于 的上承式单孔拱桥 可采用内力反应系数法计算 并应符合下列规定一 拱脚的剪力 弯矩 应按下列公式计算式中 拱脚截面剪力拱脚截面弯矩综合影响系数 时 时时 按直线内插动力系数 应按本规范第 条规定确定拱脚的剪力系数拱脚的弯矩系数全桥计算质量 应按下式计算拱圈质量拱上建筑质量拱上计算活荷载换算的质量 应按本规范第 条规定计算拱桥跨度二 抗

32、震验算时拱脚的剪力系数和弯矩系数 应符合下列规定顺桥向对于板拱和助拱的内力系数 应按表 采用顺桥向板拱和肋拱内力系数表矢跨比注 为拱桥矢高横桥向板拱的内力系数 应按表 采用 肋拱的内力系数 应按表 采用横桥向板拱内力系数表内力系数横桥向肋拱内力系数内力系数注 本表mbHhihw地面或一般冲刷线常水位三 横桥向双肋拱 拱脚每一根拱肋的剪力和弯矩 应按下列公式计算式中 一根拱肋在拱脚的剪力一根拱肋在拱脚的弯矩空腹段弧长半边空腹拱上建筑的节间数系数 应按下式计算两根肋拱的中心距拱肋和横桥向变形有关的截面惯性矩横撑和横桥向变形有关的截面惯性矩第条梁式桥跨结构的实体桥墩 在常水位以下部分 水深超过 时

33、应计入地震动水压力对桥墩的作用 当图 圆形圆端形桥墩地震动水压力计算图式常水位至基础顶面的高度采用圆形或圆端形桥墩时 应按下列公式计算 图一 水中墩高度 处单位墩高的动水压力 应按下式计算式中 水中墩高度 处单位墩高的动水压力桥墩单位高度水的附加质量 并按下列公式计算当 时 当 时水的重力密度以垂直于计算方向 桥墩 处的截面宽度为直径的圆面积桥墩计算方向的振型参与系数 并按下式计算墩身的重力密度桥墩高度 的 处的截面面积桥墩计算方向的动力系数 应按本规范第 条确定 其基本周期应按下式计算墩身的弹性模量桥墩高度 的 处截面计算方向的惯性矩二 桥墩动水压力基础顶面的剪力 弯矩应按下列公式计算式中

34、基础顶面的剪力基础顶面的弯矩第条验算支座部件 梁与支座间连接 墩台锚栓及橡胶支座支挡设施的抗震强度时 水平地震力应按下列公式计算一 顺桥向固定端的水平地震力式中 活动支座摩阻力之和 并应符合下列规定固定端的水平地震力简支梁为一孔梁和桥面的质量活动支座的摩擦系数 钢辊轴 摇轴支座及盆式橡胶支座 板式弧形支座及板式橡胶支座活动支座反力二 横桥向由活动支座与固定支座共同承受 一个桥墩墩顶处的水平地震力式中 一个桥墩墩顶处的水平地震力第条桥台的地震作用应采用静力法计算 并应符合下列规定一 不计基础襟边上土柱及锥体填土的水平地震力二 作用于桥台的地震主动土压力应按本规范第 条计算 着力点高度在计算截面以

35、上计算高度的 处 计算桥台前地震土压力时 应根据地震角按下式进行修正三 计算破坏棱体上列车活荷载产生的土压力时 不计入地震角四 桥台身和上部建筑的水平地震力 应按本规范第 条规定计算 其中台高 为桥台顶面至基础顶面间的高度 基础水平地震作用沿桥台高度的增大系数 应取计算横向活荷载引起的地震力时 增大系数 值与桥台顶面相同五 梁体质量的水平地震力 顺桥向应作用在支座中心 横桥向应作用在梁高的 处六 计算桥台穿过液化土层的地震土压力时 内摩擦角折减系数 应符合本规范附录三的规定 凡力学指标不同的土层 应分层计算第二节抗震措施第条桥孔宜按等跨布置 桥墩应避免承受斜向土压力 桥台宜用 形或 形第条位于

36、液化土或软土地基上的特大桥 大中桥应适当增加桥长 并应将桥台放在稳定的河岸上 在主河槽与河滩分界的地形突变处不宜设置桥墩 当难以避开时 应根据具体情况采取措施第条位于常年有水河流的液化土或软土地基上的特大桥 大中桥桥墩桥台应采用桩和沉井等深基础 且桩尖及沉井底埋入稳定土层内不应小于 当水平力较大时桩基桥台宜设置斜桩或采取其它加固措施第条特大桥 大中桥桥头路堤的地基为液化土或软土并同时符合下列条件时 在桥台尾后 内的路堤基底下内的液化土或软土 应采取振密 砂桩 砂井 碎石桩 石灰桩换填等加固措施一 桥头路堤高度大于二 设计烈度为 度或 度的 级铁路第条当桥梁跨越断层带时 桥墩桥台基础不应设置在严

37、重破碎带上第条桥墩桥台的建筑材料 应按表 采用无护面钢筋的混凝土桥墩桥台应减少施工缝 施工缝处必须设置接头钢筋桥墩桥台的建筑材料表设计烈度 度墩台高度材料名称石砌体或混凝土混凝土混凝土加护面钢筋石砌体或混凝土混凝土混凝土加护面钢筋石砌体或混凝土混凝土混凝土加护面钢筋第条采用明挖基础的桥台 当基础底面摩擦系数小于或等于 时 宜采用砂卵石换填 其厚度不应小于 桥台后沿线路方向的地面坡度大于 时 路堤基底应挖成台阶其宽度不应小于桥头路堤的填筑和桥墩桥台明挖基坑回填 应分层夯填密实其压实系数不应小于第条桥梁一般应采用下列防止落梁的措施一 简支梁应采取纵向梁端的连接或梁端纵向支挡 连续梁应在墩台上横隔板

38、处设置支挡 并应对端横隔板作局部加强 钢筋混凝土梁还应加强每孔梁两片之间的连接二 采用橡胶支座时 应设防移防震角钢 挡轨或道碴槽连接板等 其计算水平地震力应符合本规范第 条的规定三 深水 高墩 大跨等修复困难的桥梁 墩台顶帽应适当加宽或设置消能设施第条防止落梁措施可根据经验确定 当需要验算其结构强度时 除橡胶支座外 一个桥墩墩顶的水平地震力可按下式计算式中 桥墩墩顶的水平地震力简支梁为一孔梁和桥面的质量第条设在稳定密实地基 如基岩 卵石等土层 常年无水河流上的重力式桥墩桥台 当设计烈度为 度 桥墩桥台高度 小于或等于 或当设计烈度为 度 桥墩桥台高度小于或等于 时 可不设防止落梁设施第条位于液

39、化土或软土地基上的小桥 可在桥墩桥台基础间设置支撑或采用浆砌片石铺砌河床 级铁路还宜采取换填砂卵石 打桩等措施第条装配式桥墩桥台的接头应适当加强 提高其整体性第条级铁路及 级工企铁路 在地震后可能形成泥石流的沟谷上 根据流域内地形地质情况 桥梁涵洞的孔径与净高均宜酌情加大第条地震区的拱桥不应跨越断层 其桥墩桥台应设置在整体岩石或同一类土层上第条地震区内在水文及结构条件允许时 宜采用各式涵洞代替小桥 非岩石地基上的涵洞不宜设置在路堤填土上 涵涸出入口应采用翼墙式第五章隧道第一节抗震强度和稳定性验算第条隧道的抗震强度和稳定性验算 应符合表的规定隧道的抗震验算范围表铁路等级设计烈度度工程类别级铁路及

40、 级工企铁路级工企铁路洞门墙及洞口挡土墙 不验算 验 算 验 算 不验算 验 算洞口 浅埋和偏压地段隧道衬砌单线 类围岩 不验算验算验算不验算验算双线 类围岩 验算验算验算验算验算双线 类围岩 不验算验算验算不验算验算明洞单 线 不验算验算验算不验算验算双 线 验算验算验算验算验算注 围岩分类按现行 铁路隧道设计规范 的规定执行第条隧道的地震作用 应按静力法计算验算隧道的结构抗震强度和稳定性时 地震作用应只与恒载和活荷载组合 其控制条件应符合下列规定一 隧道衬砌和明洞的结构强度 按破坏阶段验算时 其安全系数不应小于表 的规定结构构强度安全系数表材料种类受力特征钢筋混凝土 混 凝 土 石 砌 体

41、混凝土或石砌体达到抗压极限强度混凝土达到抗拉极限强度钢筋达到计算强度或混凝土达到抗压或抗剪极限强度混凝土达到抗拉极限强度 主拉应力二 洞门墙 洞口挡土墙 半路堑拱形明洞外墙和棚式明洞边墙的稳定系数 偏心距及材料容许应力 应符合本规范第条的规定三 地基容许承载力的修正系数 应符合本规范第 条的规定第条隧道衬砌和明洞上任一计算质点的水平地震力 应按下式计算式中 水平地震力综合影响系数 岩石地基的明洞应采用 其他应采用计算质点的建筑物质量或计算土柱质量第条地震土压力的计算 应按本规范第 条的规定执行 洞门墙和洞口挡土墙的水平地震力 应按本规范第条的规定计算第二节抗震措施第条地震区隧道洞口位置的选择

42、应结合洞口段的地形和地质条件确定 并应采取控制路堑边坡和仰坡的开挖高度以及其他防止坍塌震害的措施 位于悬崖陡壁下的洞口 宜采取接明洞或其他防止落石的措施第条隧道必须修建洞门 洞门形式宜采用翼墙式 洞门建筑材料可按表 选用洞门建筑材料表设计烈度度工程部位洞门端墙单线 号浆砌片石 片石混凝土或混凝土双 线 片石混凝土或混凝土 混 凝 土洞口挡土墙及翼墙号浆砌片石片石混凝土或混凝土注 表中 为挡土墙和翼墙的高度第条隧道的洞口 浅埋和偏压地段 应为抗震设防地段 其衬砌结构应予加强当设计烈度为 度时 类围岩的双线隧道 或当设计烈度为 度和 度时 类围岩的单线隧和 类围岩的双线隧道 其设防段的长度可根据地

43、形 地质条件确定 一般单线隧道的设防段长度不宜小于 双线隧道的设防段长度不宜小于抗震设防地段的隧道宜采用带仰拱的曲墙式衬砌第条抗震设防段的隧道衬砌和明洞的建筑材料 可按表 的规定选用隧道衬砌和明洞的建筑材料表隧道或明洞 围岩类别 材 料 种 类隧道衬砌钢筋混凝土混凝土或钢筋混凝土混凝土拱形明洞拱圈用钢筋混凝土类及以上拱圈用混凝土或钢筋混凝土设计烈度 度地震区 单压明洞外边墙用 号浆砌片石 其余边墙用片石混凝土 混凝土或钢筋混凝土棚 式 明 洞 顶梁用钢筋混凝土外支承结构用混凝土或钢筋混凝土内侧锚杆式边墙用混凝土 衡重式边墙 设计烈度 度地震区用号浆砌片石 度地震区用片石混凝土或混凝土第条设计烈

44、度为 度和 度时 在洞门端墙与衬砌环框间 端墙与洞口挡土墙或翼墙间的施工接缝处 应加设短钢筋或设置榫头等抗震连接措施 对耳墙式明洞的耳墙与拱部结构间的空隙 宜用浆砌片石或混凝土回填密实第条地震区的棚式明洞 应采取防止落梁的措施 当设计烈度为 度和 度时 不宜采用悬臂式棚洞第条对浅埋 偏压以及位于断层破碎带等不良地质地段的隧道 其衬砌背后应压注水泥砂浆附录一不同岩土的平均剪切波速值附表岩土名称岩土性质或基本承载力值剪切波速值填土淤泥 淤泥质土或软土粘土 砂粘土粘砂土黄土 黄土质土粉砂 细砂稍松的中等密实的中砂 粗砂稍松的中等密实的粗砂 砾砂砾石土 卵石土 碎石土松散的中等密实的密实的岩石风化颇重

45、未风化 风化轻微注 本表系深度 以内的值 深度大于 时 应适当加大根据土层深度 标贯击数 平均粒径 孔隙比 液性指数等综合分析选择表中所列的的剪切波速值粘土 砂粘土 粘砂土可按 内插取值附录二 液化土的判定方法一 标准贯入试验法当实测标准贯入锤击数 值小于液化临界标准贯入锤击数值时 应判为液化土 值应按下列公式计算附式中 当 为 为 为 为 时土层的液化临界标准贯入锤击数应符合下列规定设计烈度 度时为 度时为 度时为地下水埋深 修正系数 应按下式计算附当地面常年有水且与地下水有水力联系时为零标准贯入试验点的深度 修正系数 应按下式计算附上覆非液化土层的厚度 修正系数 应按下式计算附对于深基础取

46、 为粘粒重量百分比 修正系数 应按下式计算附也可按附表 取值修正系数值附表土性砂土 粘砂土 塑性指数 的砂粘土值二 单桥探头静力触探试验法当实测计算的贯入阻力 值小于液化临界贯入阻力值时 应判为液化土值应按下列公式计算附式中 当 为 为 时 砂土的液化临界贯入阻力 值应符合下列规定设计烈度 度时为 度时为 度时为应符合下列的规定砂层厚度大于 时 应取该层贯入阻力 的平均值作为该层的 值 当砂层厚度小于 且上 下层为贯入阻力 值较小的土层时 应取较大值作为该层的 值砂层厚度较大 力学性质和 值可明显分层时 应分别计算分层的平均 值附录三 液化土力学指标的折减系数液化土的弹性抗力 摩擦力和内摩擦角

47、 抗剪强度等力学指标的折减系数 应符合附表 的规定液化土力学指标的折减系数值附表注 是指标准贯入 静力触探试验点的深度液化土的抗液化指数 值 应按下列公式计算一 采用标准贯入试验时附二 采用静力触探试验时附mbmi0hjhfHhi22HmihfhimbhiXKnXl1.0C2b2b2C2C2d2附录四 梁式桥桥墩抗震计算的简化方法一 各式实体或空心桥墩附图 桥墩地震作用计算图式各种墩形的墩底尺寸各种墩形对应的墩顶尺寸梁式桥跨度小于或等于 桥墩高度小于或等于 的圆形墩 空心圆墩 矩形墩 圆端形墩 墩身 段的水平地震力以及基础顶面剪力和弯矩 可按下列各式计算 附图附附附式中 墩身第 段的水平地震力

48、桥墩基础顶面剪力桥墩基础顶面弯矩第一振型的动力系数 应按本规范第 条采用第一振型的振型参与系数第一振型基础质心角变位的振型函数基础或承台的厚度剪力振型遇合系数系数系数各系数应按下列公式计算第一振型基础质心角变位的振型函数附式中 墩身底面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩剪力振型遇合系数 桥墩高度小于或等于 时桥墩高度大于 时 应按附表 计算剪力振型遇合系数附表场地 类 类 类第一振型的振型参与系数附式中 墩身广义质量 并应按下式计算附墩形截面参数 应按附表 计算系数系数附附系数附附附附附lphfHlo4mbmbl0附式中 墩形截面参数 应按附表 计算墩形截面参数附表参数墩形圆形空心圆形矩形圆端形注

49、 为身墩的重力密度二 各式实体或空心的刚架桥墩非岩石地基 明挖 桩或沉井基础 刚性承台上的圆形 空心圆形 矩形刚架桥墩的地震作用 可按本规范附 附及附 公式计算 附图横桥向 顺桥向附图 刚架桥墩计算图式墩顶处的计算质量 尚应包括帽梁的质量单根柱截面垂直于计算方向的形心轴的惯性矩桥墩截面总的惯性矩 单排柱顺桥向单排柱横桥向及多排柱柱总根数柱间距式中 综合影响系数 应采用第一振型基础质心角变位的振型函数 并应按下式计算附应先按单根柱采用本规范附 附公式计算 然后乘以总根数 其中墩形截面参数 为零每根柱底面的地震作用 可按下列公式计算剪力 附单排柱顺桥向弯矩 附单排柱横桥向弯矩 附双柱式刚架墩横桥向增减垂直力 附三 地基土较柔的低桥墩当