抗震計(jì)算—某大橋抗震計(jì)算書_建筑-修繕加固與改造

.-優(yōu)選 一、工程概況 XX（連汪壩）至南華縣城一級(jí)公路 K38+890右 2420/左 2520m 預(yù)應(yīng)力砼小箱梁橋位于拖木古村北面的 XX江河谷內(nèi)，為跨山間河流凹地的橋梁。中心里程為 K38+890，起止點(diǎn)里程為右 K38+646.96（左 K38+626.96）K39+113.04，橋面凈寬 214.75 米，最大墩高 18.27 米，全長(zhǎng) 992.16 米(單幅計(jì)列)；上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋，下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)、雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ).本橋平面分別位于緩和曲線(起始樁號(hào) K38+656.96，終止樁號(hào):K38+713.512，參數(shù) A:324.207，右偏)、圓曲線(起始樁號(hào):K38+713.512，終止樁號(hào):K39+087.738，半徑:457m，右偏)和緩和曲線(起始樁號(hào):K39+087.738，終止樁號(hào):K39+134.838，參數(shù) A:324.207，右偏)上，縱斷面縱坡 1.8%；墩臺(tái)徑向布置。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）及XX省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖、XX省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖，橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地，地震動(dòng)峰值加速度值為 0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 0.45s，地震基本烈度值為度，分組為第二組。本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算，橋型布置圖如下圖所示。.-優(yōu)選 圖 1.1 橋型布置圖 圖 1.2 剖面示意 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 二、自振特性分析 全橋有限元計(jì)算模型示于圖2.1，從左到右依次是8 號(hào)墩、9 號(hào)墩、10 號(hào)墩、11 號(hào)墩、12 號(hào)墩，8 號(hào)墩、12 號(hào)墩為過渡墩，10 號(hào)墩為固定墩。其自振周期及相應(yīng)振型列于表2.1，示于圖 2.2。圖 2.1 有限元模型 表 2.1 自振特性一覽表 模態(tài)號(hào) 頻率/Hz 周期/s 1 0.563966 1.773156 2 1.225745 0.81583 3 1.36501 0.732595 4 1.433196 0.697741 5 1.783993 0.56054 6 2.058775 0.485726 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 第一階振型第二階振型 第三階振型第四階振型 第五階振型第六階振型 圖 2.2 振動(dòng)模態(tài) 三、地震輸入 E1、E2水準(zhǔn)地震時(shí)，均按反應(yīng)譜輸入。E1、E2反應(yīng)譜函數(shù)分別如下圖3.1、3.2 所示。橋位處中硬類場(chǎng)地，地震動(dòng)峰值加速度值為 0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 0.45s，地震基本烈度值為度。橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 圖 3.1 E1反應(yīng)譜輸入函數(shù) 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 圖 3.2 E2反應(yīng)譜函數(shù) 四、抗震性能驗(yàn)算 4.1 E1作用下橋墩的抗震強(qiáng)度驗(yàn)算 橋墩截面尺寸如圖 4.1 所示。橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 圖 4.1 橋墩截面 4.1.1 E1作用下橋墩抗壓能力驗(yàn)算 9 號(hào)墩底單元截面使用階段正截面軸心抗壓承載能力驗(yàn)算:1)、截面偏心矩為 0,做軸心抗壓承載力驗(yàn)算:0Nd=2981.2kN Nn=0.90(fcdA+fsdAs)=0.901.00(13.802250000.00+330.0049963.20)=42784.1kN 0Nd=0.90(fcdA+fsdAs)，軸心受壓滿足要求。2)、9 號(hào)墩底單元 Fx最小時(shí)(My)的偏心受壓驗(yàn)算:=5081667319.12/2981207.23=1704.57 mm =1.001704.57+1500.00/2-137.00=2317.57 mm =1.001704.57+137.00-1500.00/2=1091.57 mm 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 Nd=2981.2kN，=2981.2kN.=6909.147kN m，0Nde=3254.2 kN m 假定大偏壓,對(duì) 0N0作用點(diǎn)力矩取零,得到 x 計(jì)算的方程為:fcdb/2x2+fcdb(e-h0)x+fcd(bf-b)hf(e-h0+hf/2)-fsdAse+fsdAse=0 求得x=234.65 mm.=x/h0=0.17 x2a=2137.00=274.00 mm,故應(yīng)驗(yàn)算0Nde=fsdAs(h0-as)，Nn=fsdAs(h0-as)/e=330.0012868.80(1363.00-137.00)/1091.57=4769.7kN 0Nd=Nn，偏心受壓滿足驗(yàn)算要求。3)、9 號(hào)墩底單元 My 最大時(shí)的偏心受壓驗(yàn)算:e0=Md/Nd=5081667319.12/2981207.23=1704.57 mm e=e0+h/2-as=1.001704.57+1500.00/2-137.00=2317.57 mm e=e0+as-h/2=1.001704.57+137.00-1500.00/2=1091.57 mm Nd=2981.2kN，0Nd=2981.2kN。0Nde=6909.1 kN m，0Nde=3254.1 kNm 假定大偏壓,對(duì) 0N0作用點(diǎn)力矩取零,得到x計(jì)算的方程為:fcdb/2x2+fcdb(e-h0)x+fcd(bf-b)hf(e-h0+hf/2)-fsdAse+fsdAse=0 求得x=234.65 mm.=x/h0=0.17 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 x 2a=2137.00=274.00 mm,故應(yīng)驗(yàn)算0Nde=fsdAs(h0-as)。Nn=fsdAs(h0-as)/e=330.0012868.80(1363.00-137.00)/1091.57=4769.7kN 0Nd=Nn，偏心受壓滿足驗(yàn)算要求。4)、9 號(hào)墩底單元 My最小時(shí)的偏心受壓驗(yàn)算:e0=Md/Nd=5418886222.72/7852597.75=690.08 mm e=e0+h/2-as=1.00690.08+1500.00/2-137.00=1303.08 mm e=e0+as-h/2=1.00690.08+137.00-1500.00/2=77.08 mm Nd=7852.6kN,0Nd=7852.6kN.0Nde=10232.5 kN m，0Nde=605.2kN m 假定大偏壓,對(duì) 0N0作用點(diǎn)力矩取零,得到x 計(jì)算的方程為:fcdb/2x2+fcdb(e-h0)x+fcd(bf-b)hf(e-h0+hf/2)-fsdAse+fsdAse=0 求得x=771.70 mm.此時(shí)x bh0,為小偏壓,應(yīng)重新計(jì)算x:取對(duì) 0N0作用點(diǎn)力矩為零的條件,得到 x 計(jì)算的方程為:fcdb/2x2+fcdb(e-h0)x+fcd(bf-b)hf(e-h0+hf/2)+(cuEsAse-fsdAse)x-cuEs h0Ase=0 求得x=762.93 mm.s=cuEs(h0/x-1)=0.0033200000.00(0.801363.00/762.93-1)=211.01 =x/h0=0.56 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 Nn=fcdbx+fsdAs-sAs =13.801500.00762.93+330.00 12868.80-283.30 12868.80=16393.6kN Nne=fcdbx(h0-x/2)+(bf-b)hf(h0-hf/2)+fsdAs(h0-as)=20707.4 kNm 重新計(jì)算e1=h/2-e0-a=-77.08mm 綜上，Nn取 15891.2kN 0Nd=Nn,偏心受壓滿足驗(yàn)算要求 表 4.1 E1作用下橋墩承載力驗(yàn)算 墩號(hào) 類型 x(mm)rNd(kN)e(mm)e(mm)Nn(kN)rNdNn 是否通過驗(yàn)算 9 偏心 Fxmin(My)0.6448 3858.6361 1.4306 0.2046 13348.3653 是 是 偏心-Mymax 0.6448 3858.6361 1.4306 0.2046 13348.3653 是 是 偏心-Mymin 0.847 8455.4148 1.0388-0.1872 19338.0695 是 是 軸心-Fxmin 0 3858.6361 0 0 42784.0704 是 是 10(固定)偏心 Fxmin(My)0.2347 2981.2072 2.3176 1.0916 4769.7112 是 是 偏心-Mymax 0.2347 2981.2072 2.3176 1.0916 4769.7112 是 是 偏心-Mymin 0.7629 7852.5977 1.3031 0.0771 15891.2026 是 是 軸心-Fxmin 0 2981.2072 0 0 42784.0704 是 是 11 偏心 Fxmin(My)0.5823 3377.2724 1.5038 0.2778 12053.2597 是 是 偏心-Mymax 0.5823 3377.2724 1.5038 0.2778 12053.2597 是 是 偏心-Mymin 0.891 9557.2232 0.9529-0.2731 20788.2112 是 是 軸心-Fxmin 0 3377.2724 0 0 42784.0704 是 是 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 4.1.2 E1作用下橋墩受彎承載力驗(yàn)算 圖 4.2 E1作用下軸力彎矩曲率曲線 橋墩截面承載力：mkN11021)2/2161363(15003.14)1371363(8.12868330)2()(M00uxhbxfahAfcdsssd橋墩墩底最大彎矩 Mmax=5419 kNmMu=11021kNm，滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。根據(jù)公路抗震設(shè)計(jì)細(xì)則，E1 地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，計(jì)算采用軸力-彎矩-曲率曲線中的首次屈服彎矩進(jìn)行控制，若 E1地震作用下塑性鉸區(qū)的彎矩小于首次屈服彎矩即認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，從上圖 4.2 可以看出首次屈服的彎矩為 11068kNm，9 號(hào)墩、10 號(hào)墩、11 號(hào)墩計(jì)算結(jié)果見下表：表 4.2 E1地震作用下彎矩驗(yàn)算 墩號(hào) 墩底彎矩Mmax(kNm)Mu(kNm)My (kNm)Mmax Mu Mmax Mq 是否通過驗(yàn)算 9 3600 11021 11068 是 是 10(固定墩)5419 11021 11068 是 是 11 3249 11021 11068 是 是 因此，橋墩在 E1水準(zhǔn)地震作用下，墩底的最大彎矩小于橋墩的初始屈服彎矩，橋墩處于彈性狀態(tài)，橋墩滿足公路橋梁抗震細(xì)則的 E1條件下抗震設(shè)防要求。橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 4.1.3 E1作用下橋墩抗剪能力驗(yàn)算 橋墩最大容許剪力=0.19.05150/10330=5375.7=0.067=0.067=4514.96kN 所以Vs=5375.7KN KN4701)7.537576.150301.200023.0(85.0)0023.0(seccuVAfV 在 E1作用下橋墩最大剪力V=1064kN 故滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。4.2 E2作用下驗(yàn)算 4.2.1 E2作用下位移驗(yàn)算與塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力驗(yàn)算 橋墩截面彎矩曲率曲線如下圖 4.3 所示 圖 4.3 E2作用下軸力彎矩曲率曲線 由上圖的彎矩曲率曲線可知 y=0.003 u=0.04 Lp=0.08H+0.022fyds=0.089500+0.0224003.2=1041.6mm=0.044fyds=563.2橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 mm Lp=2/3b=2/31500=1000mm 因此Lp=1000mm=1m 塑性鉸區(qū)域最大容許轉(zhuǎn)角：KLuyup/)(=1(0.035-0.0025)/2=0.0185 1)、墩頂位移的驗(yàn)算 9 號(hào)墩墩底容許位移：uLHyHup)2(231=1/38.98.90.002+(8.9-1/2)0.018=0.2m d=0.135u故滿足設(shè)計(jì)規(guī) X 10 號(hào)墩墩頂容許位移：uLHyHup)2(231=0.22m d=0.179u故滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。11 號(hào)墩墩頂容許位移：uLHyHup)2(231=0.38m d=0.155u故滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。9 號(hào)墩、10 號(hào)墩、11 號(hào)墩墩頂位移域容許位移比較如下表 4.3 所示，從表中可以看出墩頂位移滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。表 4.3 墩頂位移比較 墩號(hào) 方向 墩頂位移d(m)容許位移u(m)du 是否通過驗(yàn)算 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 9 順橋向 0.135 0.2 是 是 橫橋向 0.045 0.09 是 是 10(固定墩)順橋向 0.179 0.22 是 是 橫橋向 0.055 0.09 是 是 11 順橋向 0.155 0.38 是 是 橫橋向 0.095 0.15 是 是 2)、塑性鉸區(qū)域塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：9 號(hào)墩塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：10 號(hào)墩塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：11 號(hào)墩塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：表 4.4 塑性鉸區(qū)域塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算 墩號(hào) 是否通過驗(yàn)算 9 0.0087 0.018 是 是 10(固定墩)0.017 0.018 是 是 11 0.012 0.018 是 是 從上表可以看出塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī) X。4.2.2 能力保護(hù)構(gòu)件 9號(hào)橋墩由圖4.2，有 順橋向 墩底極限彎矩xzcM=14394kN 公式（6.8.2-1）有：橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 nxzccHMV00=1.214394/8.9=1940.3kN 橫橋向 墩頂極限彎矩shcM=14394kN 墩底極限彎矩xhcM=14394kN 公式（6.8.2-4）有：nshcxhccHMMV00=1.2(14394+14394)/8.9=3881.5kN 根據(jù)規(guī)X公式7.3.4對(duì)橋墩塑性鉸區(qū)域抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，=0.19.05150/10330=5375.7=0.067=0.067=4514.96kN 所以Vs=5375.7KN KN4701)7.537576.150301.200023.0(85.0)0023.0(seccuVAfV Vc0Vcu所以滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。下表 4.5 為 9 號(hào)墩、10 號(hào)墩、11 號(hào)墩塑性鉸剪力與橋墩容許剪力的比較：表 4.5 剪力比較 墩號(hào) 方向 Vco(kN)Vcu(kN)VcoVcu 是否通過驗(yàn)算 9 順橋向 1940.3 4701 是 是 橫橋向 3881.5 4701 是 是 10(固定墩)順橋向 1742 4701 是 是 橫橋向 3484 4701 是 是 11 順橋向 1165.5 3361.8 是 是 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 橫橋向 2331 3361.8 是 是 由上表可知橋墩的設(shè)計(jì)滿足能力保護(hù)構(gòu)件要求。2)、蓋梁的驗(yàn)算 根據(jù)配筋計(jì)算出橋墩截面橫向抗彎承載能力Mh mkN7.11132)76900(2.16888400)2/(ssskhahAfM 蓋梁計(jì)算公式（6.8.3）得：=1.211132.7+4091=17450.24kNm 根據(jù)蓋梁配筋對(duì)蓋梁正截面抗彎能力計(jì)算：mkNxhbxfahAfahAfcksssksssk21440)2/97950(8.14421001.20)108950(5279.81400)108950(6.30559400)22()2()2(Mu滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。由公式 6.8.4 得蓋梁剪力設(shè)計(jì)值：=1.221440 2/6.7=7680kN 根據(jù)規(guī) XJTG D62-2004 公式 5.2.7-2 計(jì)算蓋梁斜截面抗剪承載能力：橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選=7214kN=kN 滿足設(shè)計(jì)要求 4.2.3 E2作用下基礎(chǔ)驗(yàn)算 樁底入巖，中風(fēng)化，碎塊狀，按端承樁計(jì)算，9 號(hào)墩入巖深度 5.4m，10 號(hào)墩入巖 5.8，11 號(hào)墩入巖 6.5m。9 號(hào)墩單樁軸向受壓承載力計(jì)算如下：=0.45.086840000+5.6520.035.440000+1/20.25.4160=118100kN 10 號(hào)墩單樁軸向受壓承載力計(jì)算如下：=0.45.086840000+5.6520.035.840000+1/20.25.8160=120819kN 11 號(hào)墩單樁軸向受壓承載力計(jì)算如下：橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 =0.45.086840000+5.6520.036.540000+1/20.26.5160=125578kN 9 號(hào)墩、10 號(hào)墩、11 號(hào)墩樁頂軸力如表 4.6 所示，從表中可以看出，9 號(hào)墩、10 號(hào)墩樁基承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。表 4.6 基礎(chǔ)承載力比較 墩號(hào) 樁頂軸力N(kN)單樁承載力 Ra(kN)NRa 是否通過驗(yàn)算 9 17860 118100 是 是 10(固定墩)18086 120819 是 是 11 22031 125578 是 是 4.2.4 能力保護(hù)構(gòu)件=1.228661.2/6.7=5133.3kN =7214kN 橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選=kN 滿足設(shè)計(jì)要求 4.3 構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 橋墩箍筋直徑為 12mm，滿足規(guī) X 箍筋直徑不小于 10mm，加密區(qū)間距為10cm，滿足規(guī) X不大于 10cm，最小加密區(qū)長(zhǎng)度為 170cm 大于 150cm 滿足設(shè)計(jì)規(guī) X。塑性鉸區(qū)域箍筋最小含箍率：所以 表 4.7 橋墩構(gòu)造細(xì)節(jié) 名稱 柱直徑(cm)主筋 箍筋 主筋直徑(mm)主筋根數(shù) 主筋間距(cm)配筋率 箍筋直徑(mm)箍筋加密間距(cm)加密區(qū)長(zhǎng)度(cm)箍筋率 實(shí)際配筋 150 32 60 10.4 0.021 12 10 170 0.006 設(shè)計(jì)規(guī) X-=20 0.01944-0.13=10=10=150 0.004 是否滿足-是 是 是 是 是 是 五、小結(jié) 通過對(duì)托古木大橋的抗震計(jì)算分析，可得到一下結(jié)論：(1)、在 E1水準(zhǔn)地震作用下，橋墩處于彈性狀態(tài)，橋墩滿足公路橋梁抗震橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸.-優(yōu)選 細(xì)則的 E1條件下抗震設(shè)防要求；(2)、在 E2作用下，墩頂位移小于墩頂容許位移，滿足抗震規(guī) X要求；(3)、在 E2作用下，橋墩塑性鉸區(qū)域最大剪力小于容許剪力，滿足抗震要求；(4)、在 E2作用下，基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求；(5)、在 E2作用下，蓋梁正截面抗彎強(qiáng)度與斜截面抗剪強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求；(6)、橋墩構(gòu)造措施也滿足設(shè)計(jì)規(guī) X要求。橋梁中心里程為起止點(diǎn)里程為右左橋面凈寬米最大墩高米全長(zhǎng)米單幅計(jì)列上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)均為柱式輕型橋臺(tái)雙柱式橋墩及樁基礎(chǔ)本橋平面分別位于緩和曲線起始樁號(hào)終止樁號(hào)參數(shù)右偏圓曲線起區(qū)劃及省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃橋位處中硬場(chǎng)類場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度值為地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為地震基本烈度值為度分組為第二組本計(jì)算書對(duì)大橋左幅第三聯(lián)進(jìn)行計(jì)算橋型布置如下所示優(yōu)選圖橋型墩為過渡墩號(hào)墩為固定墩其自振周期及相應(yīng)振型列于表示于圖圖有限元模型表自振特性一覽表模態(tài)號(hào)頻率周期優(yōu)選第一階振型第二階振型第三階振型第四階振型第五階振型第六階振型圖振動(dòng)模態(tài)三地震輸入水準(zhǔn)地震時(shí)均按反應(yīng)譜輸