专利名称：强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法
技术领域：
本发明属于桥梁工程技术领域，具体的涉及一种强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法。
背景技术：
传统索支撑桥梁的钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计，是对塔柱和横梁的抗弯能力、抗剪能力、抗弯需求、抗剪需求分别进行计算，然后对能力和需求进行比较，只要抗震能力大于抗震需求即为满足抗震设计要求。在实际的强震地区索塔横桥向抗震设计中，经常出现横梁的抗剪需求很大，只有通过大量的配筋才能刚刚满足抗震需求。在现有的索支撑桥梁的横桥向抗震设计中，一般情况是横梁的抗剪能力储备比横梁的抗弯能力储备小。如果出现超过设计地震的强震，传统抗震设计方法设计的索塔有可能在强震作用下发生横梁剪切脆性破坏，从而导致索塔以及整座桥梁倒塌的灾难性后果。鉴于此，本发明旨在探索一种强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法，采用该强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法得到的索支撑桥梁不仅满足一般性抗震需求，而且在出现超过设计地震的横桥向强震时，能够有效防止横梁和塔柱剪切脆性损坏，提高桥梁的抗震能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法，采用该方法设计得到的索塔不仅能够满足桥梁的一般性抗震需求，而且在出现超过设计地震的横桥向强震时，能够有效防止桥梁出现剪切脆性破坏而导致的索塔和全桥倒塌的灾难性后果，提高桥梁的抗震能力。要实现上述技术目的，本发明的强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法采用如下技术方案横梁的抗弯能力满足f1M >1.0f1M =横梁抗弯能力/横梁抗弯需求横梁的抗剪能力满足f1Q ^ 1. 2f1Mf1Q =横梁抗剪能力/横梁抗剪需求塔柱横桥向抗弯能力满足f2M ^ 1. 2f1Mf2M =塔柱抗弯能力/塔柱抗弯需求塔柱横桥向抗剪能力满足f2Q ^ 1. 2f2M
f2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M为横梁抗弯能力的安全系数；f1Q为横梁的抗剪能力安全系数；f2M为塔柱横桥向抗弯能力安全系数；f2Q为塔柱横桥向抗剪能力安全系数。本发明的有益效果为
本发明的强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法通过确保横梁抗剪能力安全系数大于其抗弯能力安全系数的方法，来保证在横桥向强震作用下，索塔不会出现因横梁脆性破坏而导致索塔和全桥倒塌的灾难性后果；通过确保塔柱的抗弯能力安全系数大于横梁的抗弯能力安全系数，以及塔柱的抗剪能力安全系数大于塔柱的抗弯能力安全系数，达到利用横梁屈服耗能来保护塔柱的目的；因此，采用本发明方法设计得到的索塔不仅能够满足桥梁的一般性抗震需求，而且在出现超过设计地震的横桥向强震时，能够有效防止横梁出现剪切脆性破坏而导致的索塔和全桥倒塌的灾难性后果，提高桥梁的抗震能力， 并具有重大的经济和社会价值。
图1为索塔结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，为索塔结构示意图，索塔包括两根塔柱2和设置在两塔柱2之间的横梁1，沿着横梁的P方向即为索塔的横桥向。下面结合具体实施例对本发明的强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法的具体实施方式
作详细说明。在传统的索支撑桥梁的钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计中，仅需要横梁抗弯能力的安全系数f1M、横梁的抗剪能力安全系数f1Q和塔柱横桥向抗弯承载能力安全系数f2M、 塔柱横桥向抗剪能力安全系数大于1.0即可，而不需要考虑它们之间的相互关系。然而， 在强震区，当出现超过设计值的强震时，由于横梁的抗剪能力往往小于抗弯能力，传统抗震设计方法设计的索塔有可能在强震作用下发生横梁剪切脆性破坏，从而导致索塔以及整座桥梁倒塌的灾难性后果。而本实施例的强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法中的横梁抗弯承载能力的安全系数f1M、横梁的抗剪承载能力安全系数f1Q、塔柱横桥向抗弯承载能力安全系数 f2 和塔柱横桥向抗剪能力安全系数f2Q还满足一下要求横梁的抗弯承载能力满足f1M >1.0f1M =横梁抗弯能力/横梁抗弯需求横梁的抗剪承载能力满足f1Q ^ 1. 2f1Mf1Q =横梁抗剪能力/横梁抗剪需求塔柱横桥向抗弯承载能力满足
f2M ^ 1. 2f1Mf2M =塔柱抗弯能力/主塔抗弯需求塔柱横桥向抗剪能力满足f2Q ^ 1. 2f2Mf2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M为横梁抗弯能力的安全系数；f1Q为横梁的抗剪能力安全系数；f2M为塔柱横桥向抗弯能力安全系数；f2Q为塔柱横桥向抗剪能力安全系数。本实施例的强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法通过确保横梁抗剪能力安全系数大于其抗弯能力安全系数的方法，来保证在横桥向强震作用下，索塔不会出现因横梁脆性破坏而导致索塔和全桥倒塌的灾难性后果；通过确保塔柱的抗弯能力安全系数大于横梁的抗弯能力安全系数，以及塔柱的抗剪能力安全系数大于塔柱的抗弯能力安全系数，达到利用横梁屈服耗能来保护塔柱的目的；因此，采用本发明方法设计得到的索塔不仅能够满足桥梁的一般性抗震需求，而且在出现超过设计地震的横桥向强震时，能够有效防止桥梁出现剪切脆性破坏而导致的索塔和全桥倒塌的灾难性后果，提高桥梁的抗震能力， 并具有重大的经济和社会价值。下面对应用本发明强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法的索塔横桥向抗震设计步骤进行详细说明。索塔横桥向抗震的设计步骤如下1)塔柱和横梁的抗震设防标准索支撑桥梁一般都是大跨径或者特大跨径桥梁，根据《公路桥梁抗震设计细则》 JTG/TB02-01-2008，强震区索塔的塔柱和横梁的抗震设防标准需满足下表要求。表1索塔的抗震设防标准
权利要求
1. 一种强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法，其特征在于横梁的抗弯能力满足f > I- 0f1M =横梁抗弯能力/横梁抗弯需求横梁的抗剪能力满足f"lQ ^ 1· 2fIMf1Q =横梁抗剪能力/横梁抗剪需求塔柱横桥向抗弯能力满足f*2M ^ 1· 2fIMf2 =塔柱抗弯能力/塔柱抗弯需求塔柱横桥向抗剪能力满足f*2Q ^ 1· 2f*2Mf2Q =塔柱抗剪能力/塔柱抗剪需求其中，f1M为横梁抗弯能力安全系数；f1Q为横梁抗剪能力安全系数；f2M为塔柱横桥向抗弯能力安全系数；f2Q为塔柱横桥向抗剪能力安全系数。
全文摘要
本发明公开了一种强震区钢筋混凝土索塔的横桥向抗震设计方法，通过确保横梁抗剪能力安全系数大于其抗弯能力安全系数的方法，来保证在横桥向强震作用下，索塔不会出现因横梁脆性破坏而导致索塔和全桥倒塌的灾难性后果；通过确保塔柱的抗弯能力安全系数大于横梁的抗弯能力安全系数，以及塔柱的抗剪能力安全系数大于塔柱的抗弯能力安全系数，达到利用横梁屈服耗能来保护塔柱的目的；因此，采用本发明方法设计得到的索塔不仅能够满足桥梁的一般性抗震需求，而且在出现超过设计地震的横桥向强震时，能够有效防止横梁和塔柱出现剪切脆性破坏而导致的索塔和全桥倒塌的灾难性后果，提高桥梁的抗震能力，并具有重大的经济和社会价值。
文档编号E01D19/14GK102561183SQ20121006344
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者唐光武, 唐钰昇, 许晓锋, 高文军, 黄光清, 黄福伟 申请人:招商局重庆交通科研设计院有限公司