Ⅰ 鋼筋混凝土橋墩

8.4.1 鋼筋混凝土橋墩抗震構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 鋼筋混凝土墩身應(yīng)符合下列規(guī)定：
        1)墩身剛度變化均勻，避免出現(xiàn)突變；
        2)墩身主筋全截面配筋率不應(yīng)小于0.5％，并不大于5％；
        3)橋墩塑性鉸區(qū)域應(yīng)加強箍筋配置，加強區(qū)高度不應(yīng)小于驗算方向截面高度的2倍，當(dāng)塑性鉸區(qū)域位于橋墩底部時，加強區(qū)高度為截面高度；當(dāng)墩高與驗算方向截面高度的比值小于2.5時，應(yīng)對所有截面進(jìn)行加強，并進(jìn)行抗剪強度驗算，必要時設(shè)置抗剪鋼筋；
        4)配箍率不低于主筋配筋率的1／4，且不應(yīng)低于0.3％；
        5)對圓形截面，箍筋可沿截面周邊布置；圓形箍筋的接頭應(yīng)采用焊接，焊接長度不應(yīng)小于10倍箍筋直徑；矩形箍筋端部應(yīng)有135°彎鉤，彎鉤的直段長度不應(yīng)小于200mm。箍筋配置應(yīng)符合表8.4.1-1的規(guī)定。

表8.4.1-1 橋墩箍筋配置

        6)對抗震設(shè)防地震動分檔為0.20(0.30)g及以下地區(qū)，加強區(qū)箍筋間距不應(yīng)大于100mm；對抗震設(shè)防地震動分檔大于0.20(0.30)g地區(qū)，加強區(qū)箍筋間距不應(yīng)大于50mm；
        7)對矩形截面，除在周邊布置箍筋外，在加強區(qū)混凝土核心范圍應(yīng)按表8.4.1-2規(guī)定布置箍筋或拉筋。

表8.4.1-2 矩形截面箍筋或拉筋布置

   2 縱向鋼筋的接頭與錨固應(yīng)符合下列規(guī)定：
        1)從橋墩底部至截面高度的1.5倍范圍內(nèi)不宜設(shè)縱向鋼筋焊接接頭。當(dāng)接頭不可避免時，應(yīng)確?？v向鋼筋在反復(fù)交變應(yīng)力下發(fā)生屈服時，接頭仍具有預(yù)定的性能；
        2)從橋墩底部至截面高度的1.5倍范圍內(nèi)不設(shè)綁扎鋼筋接頭；
        3)在同一截面內(nèi)所設(shè)的鋼筋接頭數(shù)不大于總鋼筋數(shù)的50％。
    3 箍筋的配置及錨固應(yīng)符合下列規(guī)定：
        1)橋墩墩身的箍筋應(yīng)使用普通箍筋或螺旋箍筋；
        2)從橋墩墩身底部至截面高度的2倍的范圍內(nèi)應(yīng)配置與塑性鉸的區(qū)間完全相同的箍筋形式；
        3)箍筋搭接點的強度不應(yīng)小于箍筋的抗拉強度。當(dāng)采用拉筋復(fù)合箍時，拉筋應(yīng)彎成135°以上并勾住箍筋；
        4)箍筋在構(gòu)件軸線方向的間距應(yīng)為構(gòu)件截面短邊長度的1／2以下，且應(yīng)為軸向鋼筋直徑的12倍以下。對矩形截面，箍筋在橫向的間距應(yīng)為箍筋直徑的48倍以下，當(dāng)箍筋間距超過此數(shù)則應(yīng)設(shè)置拉筋。
8.4.2 柱式橋墩應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 塑性鉸加密區(qū)域配置的箍筋應(yīng)延續(xù)到蓋梁和承臺內(nèi)，延伸到蓋梁和承臺的距離不應(yīng)小于蓋梁或承臺高度的1／3～1／4，且不應(yīng)小于500mm；
    2 樁柱式橋墩和多排樁橋墩的柱(樁)與蓋梁、承臺連接處的配筋不應(yīng)小于柱(樁)身最大配筋。樁柱式橋墩的截面變化部位，宜做成坡度為2：1～3：1的喇叭形漸變截面或在截面變化處適當(dāng)增加配筋；
    3 樁柱式橋墩和多排樁橋墩加密區(qū)箍筋配置應(yīng)布置在柱(樁)在地面或一般沖刷線以上1倍柱(樁)徑處延伸到最大彎矩以下3倍柱(樁)徑處，且不應(yīng)小于500mm。樁柱式橋墩加密區(qū)段箍筋配置及箍筋接頭應(yīng)符合本規(guī)范第8.4.1條鋼筋混凝土橋墩的規(guī)定。
8.4.3 空心截面墩柱潛在塑性鉸區(qū)域內(nèi)加密箍筋的配置，應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 應(yīng)配置內(nèi)外兩層環(huán)形箍筋，在內(nèi)外兩層環(huán)形箍筋之間應(yīng)配置足夠的拉筋；
    2 加密箍筋的配置及錨固應(yīng)滿足本規(guī)范第8.4.1條的規(guī)定。

Ⅱ 鋼骨混凝土橋墩

8.4.4 縱向鋼筋的接頭和錨固、箍筋的布置和錨固應(yīng)符合本規(guī)范第8.4.1條和第8.4.2條的規(guī)定。
8.4.5 鋼框架的底部與混凝土的錨固及連接應(yīng)保證在鋼骨進(jìn)入了塑性狀態(tài)后，鋼骨錨固和連接點仍不發(fā)生破壞。
8.4.6 鋼管混凝土橋墩宜采用圓形截面形式。

Ⅲ 鋼 橋 墩

8.4.7 矩形截面鋼橋墩應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 在確定矩形截面的面板的寬厚比參數(shù)R_r、長細(xì)比參數(shù)  及縱向加勁桿件的剛度比γ時，應(yīng)確保所需要的變形性能；
    2 縱向加勁肋在墩底附近底板或隔板位置不應(yīng)斷開，應(yīng)使其貫通；
    3 角部的焊接應(yīng)采用完全熔透焊。
8.4.8 圓形截面鋼橋墩應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 在確定圓形截面的徑厚比參數(shù)R_t時，應(yīng)確保其所需的變形性能；
    2 圓形截面的鋼管構(gòu)件中應(yīng)設(shè)置環(huán)形加勁肋或隔板，其最大間距應(yīng)為鋼管外徑的3倍以下。當(dāng)徑厚比小于30時，可不設(shè)置環(huán)形加勁肋或隔板。
8.4.9 梁柱節(jié)點應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 節(jié)點的抗力應(yīng)超過梁、柱等結(jié)構(gòu)的抗力；
    2 應(yīng)避免截面變化部位及節(jié)點處設(shè)置檢查孔。
8.4.10 抗震設(shè)防地震動分檔為0.10(0.15)g及以上地區(qū)的鉆孔樁基礎(chǔ)，在樁頂2.5d～3.0d(d為設(shè)計樁徑)長度范圍內(nèi)，應(yīng)加強箍筋配置。
8.4.11 支座底面應(yīng)水平設(shè)置在梁底及墩臺上，應(yīng)保證梁與墩臺間均勻傳遞壓力。

 

條文說明
 

8.4 抗震構(gòu)造細(xì)節(jié)

Ⅰ 鋼筋混凝土橋墩

8.4.1 本條明確了鋼筋混凝土橋墩抗震構(gòu)造應(yīng)符合的一般規(guī)定。
    1 箍筋對橋墩的延性影響很大，甚至在某種程度上依賴于箍筋配置的合理與否。大量的研究結(jié)果表明，箍筋的作用主要是提供橫向約束，使混凝土在發(fā)生開裂、破碎的情況下，不致因塌落、崩潰而引起橋墩的突然失效，從而充分利用豎向鋼筋的變形能力，使塑性鉸處產(chǎn)生足夠的彈塑性變形，消耗地震能量，防止結(jié)構(gòu)的整體破壞。
    圓形截面，箍筋可沿截面周邊布置；矩形截面，除在周邊布置箍筋外，混凝土核心范圍應(yīng)按規(guī)范表8.4.1-2規(guī)定布置箍筋或橫向鋼筋(拉筋)(圖15)。

圖15 矩形截面箍筋或橫向鋼筋(拉筋)布置示意圖

    2 縱向鋼筋對約束混凝土墩柱的延性有較大影響，因此，延性墩柱中縱向鋼筋含量不應(yīng)太低。各國抗震設(shè)計規(guī)范都對墩柱縱向最小、最大配筋率進(jìn)行了規(guī)定，其中，美國AASHTO規(guī)范(2004年版)建議的縱筋配筋率為0.01～0.08；現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011建議為0.008～0.004；現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》JTJ 004建議的最小配筋率為0.004，對最大配筋率沒有規(guī)定。根據(jù)我國橋梁結(jié)構(gòu)的具體情況，本規(guī)范建議墩柱縱向鋼筋的最小配筋率為0.05。
    橫向鋼筋在橋墩柱中的功能主要有以下三個方面：①用于約束塑性鉸區(qū)域內(nèi)混凝土，提高混凝土的抗壓強度和延性；②提供抗剪能力；③防止縱向鋼筋壓曲。各國抗震設(shè)計規(guī)范對塑性鉸區(qū)域橫向鋼筋的最小配筋率都進(jìn)行了具體規(guī)定。美國AASHTO規(guī)范、歐洲規(guī)范Eurocode8、國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》JTJ 004及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011對橫向鋼筋最小配筋率都有具體規(guī)定。綜合國內(nèi)外主要地震國家橋梁抗震設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，本規(guī)范規(guī)定配箍率不低于主筋配筋率的1／4，且不應(yīng)低于0.3％。
    由于表層混凝土保護(hù)層不受橫向鋼筋約束，在地震作用下產(chǎn)生剝落，這層混凝土不能為橫向鋼筋提供錨固。因此，所有箍筋都應(yīng)采用等強度焊接來閉合，或者在端部彎過縱向鋼筋到混凝土核心內(nèi)，角度至少為135°。
    在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)物的抗震設(shè)計時，一般假設(shè)構(gòu)件的縱向鋼筋能承受發(fā)生屈服的反復(fù)荷載作用，因此，與通常的混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)部構(gòu)造應(yīng)有所不同。為了確保鋼筋充分發(fā)揮其強度，縱向鋼筋必須在構(gòu)件接合部進(jìn)行充分錨固。對于離橋墩底部至截面高度1.5倍范圍內(nèi)設(shè)置的鋼筋接頭所應(yīng)具有的性能，除高強度鋼筋等特殊鋼筋以外，鋼筋在1.2倍屈服強度以上的拉力、1.1倍屈服強度以上的壓力的反復(fù)作用下，不發(fā)生折斷或龜裂等損傷。
    由于地震時的反復(fù)荷載作用，塑性鉸范圍內(nèi)縱向鋼筋使用搭接接頭時，如混凝土保護(hù)層脫落，則不能充分發(fā)揮接頭的性能。因此，在可能發(fā)生混凝土保護(hù)層脫落的范圍內(nèi)原則上不能使用搭接接頭。如遇特殊情況，在保證強度的前提下，可采用焊接接頭。
    3 設(shè)置箍筋的目的主要為抵抗剪力、防止主筋壓屈、增強核心混凝土的橫向約束及防止粘著劈裂。箍筋端部即使彎成135°以上并錨固在內(nèi)部混凝土中，如果錨固長度不足，也達(dá)不到設(shè)計時假設(shè)的變形性能，因此應(yīng)采用焊接或螺旋箍筋形式。但是，如必須采用箍筋彎鉤角度為135°以上并錨固在混凝土中時，鋼筋彎鉤長度宜大于10倍鋼筋直徑。
    如矩形截面構(gòu)件的截面尺寸較大，距截面轉(zhuǎn)角處較遠(yuǎn)部位箍筋的約束作用會降低。因此，截面內(nèi)的箍筋間距應(yīng)為箍筋直徑的48倍以下以保證其效果不顯著降低。截面內(nèi)的中間部位配置的拉筋在構(gòu)件軸向的間距宜與箍筋間距相同。
8.4.2 柱式橋墩和排架樁墩的柱(樁)與蓋梁、承臺連結(jié)處等的截面變化部位，在強烈地震時容易遭到破壞，而這些連結(jié)部位的配筋不足是造成破壞的重要原因之一。為了提高這些部位的連結(jié)強度，應(yīng)保證其配筋不少于柱(樁)本身的最大配筋。為了減輕柱(樁)式墩截面變化部位的破壞，可將突變截面改做成喇叭形漸變截面。當(dāng)施工有困難時，也可在截面突變部位適當(dāng)增加配筋，予以加強。
    橋梁震害調(diào)查資料表明，柱墩的頂部和底部、樁的頂部和地面線或一般沖刷線處最容易破壞，這些位置處的箍筋應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加密。本規(guī)范規(guī)定的箍筋加密區(qū)段的高度參考了美國AASHTO規(guī)范的規(guī)定。

Ⅱ 鋼骨混凝土橋墩

8.4.4、8.4.5 鋼骨的錨固及連接的設(shè)計，應(yīng)保證鋼骨混凝土構(gòu)件的抗力及變形性能。因此錨固及連接部位不應(yīng)先于鋼骨混凝土構(gòu)件的其他部位發(fā)生破壞，連接構(gòu)件也不宜出現(xiàn)在塑性鉸部位。
8.4.6 鋼管混凝土橋墩為避免鋼管套箍作用的削弱或喪失導(dǎo)致鋼管混凝土抗力的衰減，應(yīng)采用圓形截面形式。

Ⅲ 鋼 橋 墩

8.4.7、8.4.8 為使鋼構(gòu)件具有較好的變形性能，則矩形截面護(hù)墻板的寬厚比參數(shù)R_r在加勁截面時為0.5以下、無加勁截面時為0.7以下。圓形截面最初發(fā)生局部壓屈后變形會集中，由此會發(fā)生橋墩傾斜，并隨著變形的進(jìn)一步發(fā)展，在圓周方向會出現(xiàn)裂縫。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，并保證變形性能，應(yīng)設(shè)定徑厚比參數(shù)的限制。為了防止圓鋼管構(gòu)件因剪切及扭轉(zhuǎn)而發(fā)生壓屈或局部變形，可以設(shè)置環(huán)形加勁板或隔板，其最大間距一般為鋼管外徑的3倍以下。對于徑厚比R／t≤30情況，鋼管的變形性能已可以得到保證，可不設(shè)置加勁構(gòu)件。
8.4.11 為了避免在地震作用下因支座非水平設(shè)置產(chǎn)生下部結(jié)構(gòu)中附加或不均勻內(nèi)力，也為了避免支座因受力不均勻產(chǎn)生局部破壞，要求支座水平設(shè)置。