抗震計(jì)算—xxx大橋抗震計(jì)算書【精選文檔】

1、抗震計(jì)算xxx大橋抗震計(jì)算書【精選文檔】一、工程概況楚雄（連汪壩)至南華縣城一級(jí)公路K38+890右24×20/左25×20m 預(yù)應(yīng)力砼小箱梁橋位于拖木古村北面的龍川江河谷內(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2×14.75米,最大墩高18.27米，全長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)

2、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)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）及云南省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖、云南省地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖，橋位處中硬場類場地，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。圖1.1 橋型布置圖圖1。2 剖

3、面示意2、 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 0.5639661。7731562 1。2257450.815833 1。365010.7325954 1。4331960。6977415 1。7839930。5605462。0587750。485726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

4、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. 圖3.1 E1反應(yīng)譜輸入函數(shù)圖3。2 E2反應(yīng)譜函數(shù)4、 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。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+fsd'As')=0.90×1。00×

5、（13。80×2250000。00+330。00×49963.20）= 42784。1kN 0×Nd 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:   e 0= Md/Nd= 5081667319。12/2981207.23 = 1704。57 mm     e = e0+h/2-as= 1。00×1704.57+1500.00/2137.00 = 2317。57 mm     

6、;e' = e0+as'-h/2=1.00×1704。57+137。001500.00/2 = 1091.57 mm      Nd =2981.2kN，0Nd= 2981.2kN。 0Nde= 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：        

7、0;   fcd×b/2×x2 +fcd×b×(eh0)×x +fcd×（bfb)hf'（e-h0+hf'/2)fsdAse+fsdAse' = 0            求得x = 234。65 mm。            = x/h0 =

8、0.17     x2a'= 2×137。00 = 274.00 mm，故應(yīng)驗(yàn)算0×Nd×efsdAs(h0-as），     Nn = fsdAs（h0as）/e'=330.00×12868.80×(1363.00137.00)/1091。57 = 4769。7kN0Nd 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 =

9、5081667319.12/2981207。23 = 1704。57 mm      e = e0+h/2-as=1。00×1704.57+1500。00/2137。00=2317。57 mm      e = e0+as'h/2= 1.00×1704。57+137。001500。00/2 = 1091。57 mm      Nd =2981。2kN， 0Nd = 2981.2kN。 0N

10、de = 6909.1 kN·m，0Nde = 3254。1 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： fcd×b/2×x2 +fcd×b×(e-h0）×x +fcd×(bf'b）hf（e-h0+hf/2）-fsdAse+fsdAs'e = 0            求得x = 234.65 mm。

11、0;          = x/h0= 0.17       x 2a'= 2×137。00 = 274。00 mm，故應(yīng)驗(yàn)算0×Nd×e'fsdAs（h0-as'）。     Nn= fsdAs（h0-as)/e'= 330。00×12868.80×(1363。00137。00）/1091.57 = 47

12、69。7kN0Nd 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。00×690.08+1500.00/2-137。00 = 1303.08 mm      e = e0+as'-h/2= 1。00×690。

13、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：           fcd×b/2×x2

14、 +fcd×b×（eh0)×x +fcd×（bf-b）hf（e-h0+hf'/2）fsdAse+fsd'As'e' = 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: fcd×b/2×x2 +fcd&#

15、215;b×(e-h0)×x+fcd×（bf-b）hf(eh0+hf'/2) +（cuEsAsefsd'Ase）xcuEsh0Ase = 0             求得x =762.93 mm.      s= cuEs（h0/x-1） =0.0033×200000.00×（0.80×1363.00/762。93-1）=211.01

16、60;           = x/h0= 0.56 Nn =fcdbx+fsdAs sAs             = 13。80×1500.00×762。93+330。00×12868。80-283.30×12868。80 = 16393.6kN      Nne

17、= fcdbx(h0-x/2）+（bfb)hf'（h0-hf/2）+fsd'As(h0-as） = 20707.4 kN·m      重新計(jì)算e1 = h/2-e0-a'=-77。08mm      綜上,Nn取 15891.2kN0Nd 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)rNd

18、Nn是否通過驗(yàn)算9偏心Fxmin（My)0.64483858。63611.43060。204613348。3653是是偏心Mymax0.64483858。63611.43060.204613348。3653是是偏心Mymin0.8478455.41481。03880。187219338.0695是是軸心Fxmin03858。63610042784。0704是是10（固定）偏心Fxmin（My)0.23472981.20722.31761.09164769。7112是是偏心-Mymax0。23472981.20722.31761.09164769.7112是是偏心Mymin0.76297852。

19、59771。30310.077115891。2026是是軸心Fxmin02981.20720042784。0704是是11偏心Fxmin(My)0。58233377。27241.50380.277812053.2597是是偏心Mymax0.58233377。27241.50380.277812053。2597是是偏心Mymin0。8919557。22320.9529-0.273120788.2112是是軸心-Fxmin03377.27240042784。0704是是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： 橋墩墩底最大彎矩Mmax=5419

20、kN·mMu=11021kN·m，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。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11068kN·m,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(kN·m)Mu (kN·m）My (kN·m) Mmax< Mu Mmax< Mq是否通過驗(yàn)算9 36001102111068是是10(固定墩

21、）54191102111068是是1132491102111068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。4.1。3 E1作用下橋墩抗剪能力驗(yàn)算橋墩最大容許剪力Vs=0.1AkbSkfy=0。19。05150/10330=5375.70。067fc'A=0。067×20.1×15030.76=4514。96kN所以Vs=5375。7KN在E1作用下橋墩最大剪力V=1064kNVu=4701kN，故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范.4.2 E2作用下驗(yàn)算4。2.1 E2作用下位移驗(yàn)算與塑

22、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=0.08×9500+0。022×400×3。2=1041。6mm0。044fyds=563。2mmLp=2/3×b=2/3×1500=1000mm 因此Lp=1000mm=1m塑性鉸區(qū)域最大容許轉(zhuǎn)角：=1×(0.035-0。0025)/2=0.01851）、墩頂位移的驗(yàn)算9號(hào)墩墩底容許位移：=1/3×8。9×8.9×0。002+

23、（8。9-1/2）×0.018=0。2md=0.135u故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范10號(hào)墩墩頂容許位移：=0.22md=0。179u故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。11號(hào)墩墩頂容許位移：=0.38md=0.155u故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。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)范。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9順橋向0。1350。2是是橫橋向0。0450.09是是10(固定墩）順橋向0.1790。22是是橫橋向0。0550.09是是11順橋向0。1550。38是是橫橋向0。0950.15是是2）、塑性鉸區(qū)域塑性轉(zhuǎn)

24、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：在E2作用下，潛在塑性鉸區(qū)域塑性轉(zhuǎn)角：p=0.0087<u=0.01810號(hào)墩塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：在E2作用下，潛在塑性鉸區(qū)域塑性轉(zhuǎn)角：p=0.017<u=0.01811號(hào)墩塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的驗(yàn)算：在E2作用下，潛在塑性鉸區(qū)域塑性轉(zhuǎn)角：p=0.012<u=0.018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)pup<u是否通過驗(yàn)算90.00870.018是是10(固定墩）0。0170。018是是110.0120。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)范。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

25、矩 =14394kN公式(6.8.21）有：=1。2×14394/ 8.9=1940。3kN橫橋向墩頂極限彎矩 =14394kN墩底極限彎矩 =14394kN公式（6。8.2-4）有:=1。2×(14394+14394)/ 8.9=3881.5kN根據(jù)規(guī)范公式7.3。4對(duì)橋墩塑性鉸區(qū)域抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,Vs=0.1AkbSkfy=0.19。05150/10330=5375.70.067fc'A=0.067×20.1×15030.76=4514.96kN所以Vs=5375。7KNVc0Vcu所以滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。下表4。5為9號(hào)墩、10號(hào)墩、11號(hào)墩塑

26、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。34701是是橫橋向3881。54701是是10（固定墩）順橋向17424701是是橫橋向34844701是是11順橋向1165。53361。8是是橫橋向23313361.8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蓋梁計(jì)算公式（6.8.3）得:MP0=0Mhcs+MG=1。2×11132.7+4091=17450。24kN·m根據(jù)蓋梁配筋對(duì)蓋梁正截面抗彎能力計(jì)算: MP0<Mu滿足

27、設(shè)計(jì)規(guī)范.由公式6。8。4得蓋梁剪力設(shè)計(jì)值：Vco=0MhcR+MpcLL0=1。2×21440×2/6。7=7680kN根據(jù)規(guī)范JTG D622004公式5.2。72計(jì)算蓋梁斜截面抗剪承載能力: Vcs=1230.45×10-3bh0(2+0.6P)fcu,kSVfSV=1.1×0.45×10-3×2100×18402+0.6×30157×30×0.0032×330=7214kN Vsb=0.75×10-3fsdAsbsins=0.75×10-3×360

28、×15279.8×sin45=2673kNVcoVcs+Vsb=9887kN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： Ra=c1Apfrk+ui=1mc2ihifrki+1/2sui=1nliqki=0.4×5。0868×40000+5.652×0。03×5。4×40000+1/2×0。2×5.4×160=118100kN10號(hào)墩單樁軸向受壓承載力計(jì)算如

29、下： Ra=c1Apfrk+ui=1mc2ihifrki+1/2sui=1nliqki=0。4×5.0868×40000+5。652×0。03×5。8×40000+1/2×0.2×5。8×160=120819kN11號(hào)墩單樁軸向受壓承載力計(jì)算如下： Ra=c1Apfrk+ui=1mc2ihifrki+1/2sui=1nliqki=0。4×5。0868×40000+5。652×0.03×6.5×40000+1/2×0.2×6。5×160=125578kN9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9178