抗震计算—50+60+50抗震计算.docx

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1、一、工程概况K444O33.729/K44+035.763桥位于楚雄连汪坝至南华县城一级公路7合同牛凤龙段，为 主线上跨楚大高速而设。孔跨布置为左幅3x30+3x30+3x30 +（50+60+40） m,右幅 4x30+4x30+（50M0+50）m先简支后连续预应力小箱梁和连续钢箱梁桥，借墩台设置。本桥平 面分别位于缓和曲线（起始桩号:K43+819.332,终止桩号:K43归25.604,参数A:312.65,右偏）、 圆曲线（起始桩号:K434925.604,终止桩号:K44+165.386,半径:425m,右偏）和缓和曲线（起 始桩号:K44+165.386,终止桩号:K44+238

2、.925,参数A:312.65,右偏）上，纵断面纵坡-1.81%： 墩台径向布置。采用3、4孔一联连续结构，按半幅计左幅桥设4联，右幅桥设3幅，全桥共 设9道伸缩缝。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及云南省地震动峰值加速度区划图、 云南省地震动反应谱特征周期区划图，桥位处中硬场III类场地，地震动峰值加速度值为 0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45s,地震基本烈度值为VII度，分组为第二组。本计算书对大桥右幅第三联进行计算，桥型布置图如下图所示。右If展开立再n：inoi）6114.7；358E516874.11加则J 840,792slim|1 2.01 251 3

3、.01 3.51 4X)1 4.51 期购;)5.01 S.51 .01图3.1 E1反应谱输入函数输入数据析梁美型Da b 0c 个。分区特征尚舞10.350. 4 0.45场地奏坦I c n in iv设防烈度6 (0.05g)7(0.10g) e T (0.15g)8(D.20Q8(0.3%)9 (0.40e)抗焉规范El E2阻尼比：|0. 02V高速公路和一级公路上的大析、样大析竖印)诋度反应垮。酬OB0.85790.75790.65790.55790.45790.35790.25790.15790.05789990.01 0.51 1.01 1.51 2.01 2.51 3.01

4、3.51 4.01 4.51 5.01 5.51 6.01周期（秒）图3.2 E2反应谱函数四、抗震性能验算!1!4.1 E1作用下桥墩的抗震强度验算桥墩截面尺寸如图4.1所示。图4 1桥墩截面4.1.1 E1作用下桥墩抗压能力验算9号墩底单元截面使用阶段正截面轴心抗压承载能力验算：1) 、截面偏心矩为0,做轴心抗压承载力验算：为 Nd= 3278.9k NNn = 0.900 伯琳 A)=0.90x1.00x(13.80x3240000.00+280.00x62735.40)=56050.12kN亢NdWOSOWidAHsdA)，轴心受压满足要求。2) 、9号墩底单元Fx最小时(My)的偏心

5、受压验算：e 0 = Mdg = 10239208058.06/3278865.30 = 3122.79111111e = Te0 + h/2 - as = 1.00x3122.79+1800.00/2-138.00 = 3884.79mme = Te0 + as - h/2 = 1.00x3122.79+138.00-1800.00/2 =2360.79mmNd = 3278.8kN, yQNd =3278.8kN.e=l2737.7kN-m, y0Nde = 7740.7kN m假定大偏压，对YoNo作用点力矩取零，得到x计算的方程为：b/2xxA2 +0x bx (eho)xx +0x

6、(bf-b)hf(e-ho+hf/2)-fSdAse+td,Ae, = 0 求得 x=150.32mm.C=x/hQ =0.09x2ar= 2x138.00 = 276.00 nun,故应验算为xNde切AiAXho-ag),Nn= tdAs(li0-a)/e,= 280.00x20107.50x(1662.00-138.00)/2360.79=3634.5kN oNdWM,偏心受压满足验算要求。.3) 、9号墩底单元My最大时的偏心受压验算：eo = Md/Nd= 10239208058.06/3278865.30 = 3122.79mme = eo+h/2as= 1.00x3122.79+

7、1800.00/2-138.00 = 3884.79mme =eo+a厂h/2 = 1.00x3122.79+138.00-1800.00/2 = 2360.79mmNd = 3278.8kN,)oNd = 3278.8kN.7oNde =12737.7kN m, ；oNde, =7740.7kN-m假定大偏压，对YoNo作用点力矩取零，得到x计算的方程为：dx b/2xxA2 +0x bx (e-lio)x x +0x (bf-b)hf(e-h04-hf/2)-tdAse+t(f Ae = 0 求得 x=150.32 nun.= 0.09x 2a= 2x138.00 = 276.00 mm,

8、故应验算无xNdXe切扇AsQio-ag)。Nn= fsdAXho-aQ/e280.00x20107.50x(1662.00-138.00)/ 2360.79=3634.5kN为NdM，偏心受压满足验算要求。4) 、9号墩底单元My最小时的偏心受压验算：eo = Md/Nd =10239244081.57/9099207.77=1125.29nune =eo+h/2as= 1.00x1125.29+1800.00/2-138.00 =1887.29mme =eo+a厂h/2 = 1.00x1125.29+138.00-1800.00/2 =363.29mmNd =9099.2kN, y0Nd

9、=9099.2kN.yoNde=17172.8kN-m, 7oNde= 3305.6kNm假定大偏压，对YoNo作用点力矩取零，得到x计算的方程为：b/2xxA2 +0x bx (eho)xx +0x (bf-b)hf(e-ho+hf/2)-fSdAse+iscrAe, = 0 求得 x =635.87mm.C= x/ho =0.38Nn= tdbx+tdA- ctA= 13.80x1800.00x635.87+280.00x20107.50-280.00x20107.50=15795NNne = d bx(lio-x/2)+ (bf-b)hf (lio-hf/2) +fsd (lio-a )

10、= 29809.8kNm 综上，Nn取15795kN,偏心受压满足验算要求。表4.1 El作用下桥墩承载力验算墩号类型x(mm)rNd(kN)e(mm)Nn(kN)取Nn是否通 过验算9(固定)轴心-Fxnun03278.86530056050.1208是是偏心Fg皿(My)0.15033278.86533.88482.36083634.4919是是偏心-Mymax0.15033278.86533.88482.36083634.4919是是偏心-My皿10.63599099.20781.88730.363315795.0498是是10轴心-Fxnun03246.38940056050.1208

11、是是偏心Fg皿(My)0.95753246.38941.5052-0 018824256.4274是是偏心-Mymax0.95753246.38941.5052-0 018824256.4274是是偏心-My皿11.18628976.96591.0308.0.493233491.274是是4.1.2 E1作用下桥墩受弯承载力验算图4.2 E1作用下轴力弯矩曲率曲线桥墩截面承载力：Mu = 04(%-a；) + bxClig -) = 400x12063x(1724-76) + 14.3x1800x145x(1724-145/2) 2= 1424 玉 Nm桥墩墩底最大弯矩Mmax=10461.9

12、6kN ni0.044fyds=5632cmLp=2/3xb=2/3xl80=120cm因此 Lp=102.16cm=1.0216m塑性皎区域最大容许转角：% = Lp（啊一例）/K =1.0216x（0.034-0.002）/2=0.0161）、墩顶位移的验算9号墩墩底容许位移：1 7Lnu =jHVy + （H-）=1/3x9.25x9.25x0.002+（9.254.0216/2）x0.016=0.2111Ad=0.18Au故满足设计规范10号墩墩顶容许位移：1 2Ld =Hpz +（H 工）0 =O.174mii 3 Y 2 I】d=0.04Au故满足设计规范。9号墩、10号墩墩顶位移

13、域容许位移比较如下表4.3所示，从表中可以看出墩顶位移满 足设计规范。表4.3墩顶位移比较墩号方向墩顶位移 d（m）容许位移 u（m）dV是否通 过验算9（固定墩）顺桥向0.180.2是是横桥向0.0340.09是是10顺桥向0.040.174是是横桥向0.030.09是是2）、塑性钗区域塑性转动能力的验算：9号墩塑性钗转动能力的验算：在E2作用下，潜在塑性钗区域塑性转角：0p = 0.01 0U = 0.01610号墩塑性饺转动能力的验算：在E2作用下，潜在塑性钗区域塑性转角：0P = 0.002 V 0U = 0.016表44塑性校区域塑性被转动能力的验算墩号%Ou0p/20?lx 232

14、2576+5 375.7) = 47729KN下表4.5为9号墩、10号墩塑性皎剪力与桥墩容许剪力的比较：表4 5剪力比较墩号方向Vco(kN)VoxQcN)VcoCVe是否通过验算9（固定墩）顺桥向19934772.9是是横桥向39864772.9是是10顺桥向19934772.9是是横桥向39864772.9是是由上表可知桥墩的设计满足能力保护构件要求。2）、盖梁的验算根据配筋计算出桥墩截面横向抗弯承载能力MhMh= fAOi/l-aJ=400x168882x(900-76)= 111327kN m盖梁计算公式(6.8.3)得：Mpo =令。M*c +MG=1.2xlH32.7+2600=

15、15959.24kNm根据盖梁配筋对盖梁正截面抗弯能力计算：Mu = f5kA(|-as)+ f A3 (y-a；)+ fckbx(-|)= 400x305596x(950-10令+ 400x152798 (950-109+ 20.1x2100x144.8x(95097/2)= 2144CkNmMpo M”满足设计规范。由公式6.8.4得盖梁剪力设计值：Vco = N*：*T.2x21440x2/6.7=7680kN根据规范JTGD62-2004公式5.2.7.2计算盖梁斜截面抗剪承载能力：Yes =。1。2。345 X 10一3 赤 J(2 + 0.6P)y/J/psvfsv=1.1 X 0

16、.45 X 10-3 X 2100 X 1840J(2 + 0.6 X 30157) X 何 X 0.0032 X 330=7214kNVsb = 0.75 X W3 fsdAsb sin0s=O.75 X 103 X 360 X 15279.8 X sin45 = 2673kNVco Vcs + Vsb= 9887kN满足设计要求4.2.3 E2作用下基础验算桩底入岩，中风化，碎块状，按端承桩计算，9号墩入岩深度8.8111, 10号墩入岩2.8m。9号墩单桩轴向受压承载力计算如下：&a = CiApg* + IZ: C?仇i frkl + l/2su: iQki1=11=1=0.4 X7.

17、5998 X40000+6.908 X0.03 X 8.8X40000+1/2X0.2 X 8.8 X160=194686kN10号墩单桩轴向受压承载力计算如下：&a = ClApfrk + U: C?仇i frkl + l/2su: iQki1=11=1=0.4X7.5998X40000+6.908X0.03X2.8X40000+1/2X0.2X2.8X160=144852kN9号墩、10号墩桩顶轴力如表4.6所示，从表中可以看出，9号墩、10号墩桩基承载力均满足设计要求。表4.6基础承载力比较墩号桩顶轴力N (kN)单桩承载力 r(xn)NRJ是否通过验算9(固定墩)21634195615

18、是是1021331136736是是4.3构造细节设计桥墩箍筋直径为12mm,满足规范箍筋直径不小于10mm,加密区间距为10cm,满足规 范不大于lOcin,加密区长度为280cm大于180cm满足设计规范。塑性皎区域箍筋最小含箍率：fcPsjnin = 0.& + 4.17( - 0.1)(pt - 0.01) + 0.02Jyh14 3=0.1 X 0.347 + 4.17 X (0.347 一 0.1) X (0.021 一 0.01) + 0.02 X =0.0028 0.004所以 Psjnin =。.。4表4.7桥墩构造细节名称柱直径(cm)主筋箍筋主筋直径 (mm)主筋根 数主筋

19、间距 (cm)配筋率箍筋直径 (mm)箍筋加密 间距(cm)加密区 长度(cm)箍筋率实际配筋180327810.30 02112102800.006设计规范-101800.004是否满足-是是是是是是五、小结通过对牛凤龙大桥的抗震计算分析，可得到一下结论：(1) 、在E1水准地震作用下，桥墩处于弹性状态，桥墩满足公路桥梁抗震细则的E1 条件下抗震设防要求；墩顶位移小于墩顶容许位移，满足抗震规范要求；桥墩塑性钗区域最大剪力小于容许剪力，满足抗震要求;基础承载力满足设计要求；盖梁正截面抗弯强度与斜截面抗剪强度均满足设计要求;(2) 、在E2作用下，(3) 、在E2作用下，(4) 、在E2作用下，(5) 、在E2作用下，(6) 、桥墩构造措施也满足设计规范要求。