?？诰坝^橋工程橋梁抗震計算書

27-目錄HYPERLINK\l"_Toc336203777"1工程概況-1-HYPERLINK\l"_Toc336203778"2地質狀況-1-HYPERLINK\l"_Toc336203779"3技術標準-2-HYPERLINK\l"_Toc336203780"4計算資料-2-HYPERLINK\l"_Toc336203781"5作用效應組合合合-3--HYPERLINK\l"_Toc336203782"6設防水準及性性性能目標--3--HYPERLINK\l"_Toc336203783"7地震輸入-4-HYPERLINK\l"_Toc336203784"8動力特性分析析析-5--HYPERLINK\l"_Toc336203785"8.1動力分析析析模型-55-HYPERLINK\l"_Toc336203786"8.2動力特性性性-6--HYPERLINK\l"_Toc336203787"9地震反應分析析析及結果--6--HYPERLINK\l"_Toc336203788"9.1反應譜分分分析-66-HYPERLINK\l"_Toc336203789"9.1.1E111水準結構構地地震反應應-6--HYPERLINK\l"_Toc336203790"9.1.2E222水準結構構地地震反應應-7--HYPERLINK\l"_Toc336203791"10地震響應驗驗驗算-88-HYPERLINK\l"_Toc336203792"10.1墩身延延延性驗算算-10-HYPERLINK\l"_Toc336203793"10.2樁基延延延性驗算算-10-HYPERLINK\l"_Toc336203794"10.3支座位位位移驗算算-11-HYPERLINK\l"_Toc336203795"11結論-1111--HYPERLINK\l"_Toc336203796"12抗震構造措措措施-1111-HYPERLINK\l"_Toc336203797"12.1墩柱構構構造措施施-12-HYPERLINK\l"_Toc336203798"12.2結點構構構造措施施-1219-工程概況?？跒尘坝^橋全全全橋24m橋寬。橋橋梁梁全長666..008米，等高高梁梁跨徑布布置有有4x355m，3x3355m兩種形式式。橋橋墩為標標準雙雙柱式橋橋墩，墩墩柱高度度在5.29977m~112..0799m之間。單單柱柱墩底尺尺寸為為2.2xx22.0m。樁基為8Φ1200鉆孔灌注注樁樁。本報報告截截取最不不利一一聯(lián)P12~~PP16進行計算算。橋梁部分橋跨布布布置圖如如下：：圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s11橋梁部部分橋跨跨布置置圖地質狀況原合試本露內合元上為44黃色濕稍主要英中人回成含碎塊完自結人島岸工道拋該揭露露度0高5mm灰色和流主主粘土切面干強等韌具有味土手該表現(xiàn)泥砂泥下時依重落底軟粘該場有厚度40厚0埋0高45mm紅色黃灰濕可軟主粘土局部多粗韌中干度切光稍光應無反該鉆~Z~Z135露厚0厚9埋80高5.4mm黃灰濕中主要英粗成含粘土選較顆級般膠一該鉆~Z~Z13~K5露厚0厚2埋680高.9.4NN深灰色色、青青灰色，可可塑塑-硬塑-堅硬狀，以以以硬塑和和堅硬硬狀為主主，主主要由粘粘性土土組成，含含少少量中粗粗砂，巖巖芯呈土土柱狀狀-堅硬薄餅餅狀狀，局部部夾半半巖狀硬硬夾層層，切面面稍有有光滑，具具有有光澤反反應，無無搖振反反應，干干強度較較高，韌韌性中等等該場有未鉆層埋20高.4.6技術標準荷載等級：城市市市—A級；人群荷載：；抗震設防烈度：：：8度，設計計基基本地震震加速速度峰值值：0.3g；抗震設防類別：：：丁類，設設計計方法：B類，抗震震設設防措施施等級級：8級；場地類型：Ⅱ類類類；環(huán)境類別：Ⅲ類類類；橋梁設計基準期期期：100年；計算資料計算軟件：MiiidassCCiviil—20111支座類型：鉛芯芯芯隔震橡橡膠支支座。支座參數(shù)：中墩支座高度為為為320mmm，平面尺尺寸13200mmm×113220mm，水平剛剛度度邊墩支座高度為為為268mmm，平面尺尺寸770mmmm×7770mmm，水平剛剛度度；立柱：立柱底平平平面尺寸寸：20000××22000mmm，立柱頂頂平平面尺寸寸：20000××24000mmm（中墩），20000××26000mmm（邊墩），墩墩柱高度在5.2977m~12..079m之間；墩柱柱底部截面配配兩層Φ32鋼筋，共80根。延伸至至墩身以上4米處內層鋼鋼筋截斷，4米以上墩身身變?yōu)橐粚愉撲摻睿?0根。墩身底底以上4米范圍內箍箍筋采用Φ16@1000鋼筋，4米以上采用Φ16@1550鋼筋。承臺：承臺尺寸寸寸為橫橋橋向長長14.44mm，縱橋向向寬寬5.4mm，高高2.5mm。橫橫橋向底底層主主筋為單單層Φ32@11330鋼筋，頂頂層為主主筋為為Φ16@11330鋼筋；；橫橫橋向底底層主主筋為單單層Φ32@11330鋼筋，頂頂層為主主筋為為Φ16@11330鋼筋；；箍箍筋為Φ16@11330鋼筋，全全部采用HRB33335鋼筋。主主筋筋保護層層厚度度為60mmmm，箍筋保保護護層厚度度300mm。樁基：橋墩位處處處一共8根鉆孔灌灌注注樁，樁樁長為為L=511..0m,,樁徑徑1.2mm。樁樁身配筋筋為：：主筋Φ28共22根，其其中中11根為通通長長筋，111根在距樁樁底20mm處截斷斷；箍筋筋為Φ10螺旋鋼鋼筋筋，在距距承臺臺底2m范圍內內為為加密段段，間間距為@11000mmm，其其余部分分間距距為@20000mm。主主筋筋保護層層厚度度為8mmm，箍筋筋保護層層厚度度30mmm。作用效應組合地震作用為偶然然然作用，根根據(jù)據(jù)《公路路橋涵涵通用設設計規(guī)規(guī)范》、《城城市橋梁抗震震設計規(guī)范》、《公公路橋梁抗震震設計細則》（下下簡稱抗震細細則）的規(guī)定定，確定以下下4種偶然效應應組合。E1縱向組合：：恒恒載+E1縱向地震震效效應；E1橫向組合：：恒恒載+E1橫向地震震效效應；E2縱向組合：：恒恒載+E2縱向地震震效效應；E2橫向組合：：恒恒載+E2橫向地震震效效應；設防水準及性能能能目標1）根據(jù)《城市市橋橋梁抗震設設設計規(guī)范范》，該該橋的抗抗震設設防標準準為丁丁類，因因為該該橋為大大橋，本本次設計計同樣樣考慮E2地震作用用效效應。2）根據(jù)抗震細細則則，該橋的的的抗震性性能分分析，采采用二二水準設設防、兩兩階段設設計和和基于結結構性性能的抗抗震設設計思想想。根根據(jù)震后后結構構修復的的難易易程度以以及相相應的經經濟損損失所決決定的的風險程程度。結合《城市橋梁梁梁抗震設設計規(guī)規(guī)范》于于抗震震細則，本本次次抗震重重要性性系數(shù)Ci取值如REF_Ref227982355\h\\*MMERRGEFFORRMATT表61所示示。橋橋梁主要要構件的的性能能目標如如REF_Ref227743660\h\*MEERGEEFOORMAAT表62所示示。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s11抗震重重要性系系數(shù)CiE1地震作用E2地震作用市政橋梁0.351.7表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s12橋梁結結構抗震震性能能目標設防地震水準結構性能要求結構校核目標E1地震作用樁基礎在彈性范范范圍內工工作地震反應小于首首首次屈服服彎矩矩橋墩在彈性范圍圍圍內工作作地震反應小于首首首次屈服服彎矩矩支座不發(fā)生剪壞壞壞驗算支座剪力、位位移E2地震作用樁基礎基本在彈彈彈性范圍圍內工工作地震反應小于等等等效屈服服彎矩矩墩柱保證不倒塌塌塌或嚴重重結構構損傷可按延性構件設設設計支座可以剪壞，但但保證不落梁梁驗算限位擋塊強強強度地震輸入根據(jù)抗震細則規(guī)規(guī)規(guī)定，阻阻尼比比0.05的水平設設計計加速度度反應應譜取為為：其中，為水平設設設計加速速度反反應譜最最大值值，為特征周周期期。為抗震重要性系系系數(shù)，為場場地地系數(shù)，為為阻阻尼調整整系數(shù)數(shù)，水平向向設設計基本本地震震動加速速度峰峰值。根據(jù)設計原則和和和地質報報告，橋橋梁場地地為Ⅱ類場地，設設設防烈度度區(qū)為為8度區(qū)，按8度設防。取取為0.555s，場地系系數(shù)數(shù)取為1.0；橋梁阻阻尼尼比為0.05，阻尼調調整整系數(shù)為1，水平向向設設計基本本地震震動加速速度峰峰值為0.3g。E1和E2水準下，主主主橋水平平向設設計加速速度反反應譜如4-1、42所示。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s11E11水準下下水平平向設計計加速速度反應應譜圖STYLEREF1\s72E22水準準下水平平向設計計加速速度反應應譜動力特性分析動力分析模型橋梁動力特性分分分析采用用離散散結構的的有限限單元方方法，有有限元計計算模模型均以以順橋橋向為X軸，橫橋橋向向為Y軸，豎向向為Z軸。主梁梁，橋橋墩和樁樁基均均離散為為空間間的梁單單元，承承臺模擬擬為質質點，用用等效效土彈簧簧模擬擬樁土相相互作作用。與分析對象相接接接的兩聯(lián)聯(lián)作為為邊界條條件參參與建模模。結結構動力力特性性和地震震反應應分析的的三維維有限元元模型型，如REF_Ref227757658\h\\*MMERRGEFFORRMATT圖圖81所示示。#05墩#04墩#02墩#03墩#01墩#05墩#04墩#02墩#03墩#01墩圖STYLEREF1\s8SEQ圖\*ARABIC\s11動力計計算模型型動力特性根據(jù)REF_Ref227757658\h\*MERRGEEFORRMAAT圖81的動動力力計算模模型，對對橋梁進進行動動力特性性分析析。表STYLEREF1\s8SEQ表\*ARABIC\s11橋梁結結構周期期以及及振型描描述振型順序周期(s)振型描述11.95墩梁縱向振動20.99墩梁橫向振動30.91主梁豎彎40.88主梁豎彎50.73主梁豎彎地震反應分析及及及結果反應譜分析采用E1和E22兩種概率水水平平、阻尼比比為5%的設計反應譜譜對該橋橋進行抗抗震性性能分析析。E1水準下采采用用毛截面面剛度度；E2水準下延延性性構件采采用折折減剛度度，其其他構件件采用用毛截面面剛度度。振型型組合合方式為CQC。E1水準結構地地震震反應墩柱及樁基控制制制截面的的地震震反應計計算結結果匯于于REF_Ref227997686\h\*MEERGEEFOORMAAT表91～REF_Ref269975739\h\**MERRGEEFORRMAAT表96內。表STYLEREF1\s91單柱控控制截面面內力力最大值值（E1縱向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震縱向剪力（kN）地震縱向彎矩（kN.m）4x35#01單柱墩底623173072#02單柱墩底1204284770#03單柱墩底1264274770#04單柱墩底1314324772#05單柱墩底653173063表STYLEREF1\s92單柱控控制截面面內力力最大值值（E1橫向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震橫向剪力（kN）地震橫向彎矩（kN.m）4x35#01單柱墩底2874803284#02單柱墩底3765714413#03單柱墩底3775704407#04單柱墩底3725714412#05單柱墩底2804813290表STYLEREF1\s93單樁控控制截面面內力力最大值值（E1橫向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震剪力（kNNN）地震彎矩（kNNN.m）4x35#01樁頂531174380#02樁頂624179381#03樁頂635179359#04樁頂632182386#05樁頂533174376E2水準結構地地震震反應支座地震反應如如如下表：：墩柱及樁基控制制制截面的的地震震反應計計算結結果匯于于REF_Ref269975849\h\*MEERGEEFOORMAAT表9～REF_Ref259109877\h\**MERRGEEFORRMAAT表9內。表STYLEREF1\s94單柱控控制截面面內力力最大值值（E2縱向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震縱向剪力（kN）地震縱向彎矩（kN.m）4x35#01單柱墩底789599288#02單柱墩底236129614421#03單柱墩底176129514422#04單柱墩底228131314421#05單柱墩底829659224表STYLEREF1\s95單柱控控制截面面內力力最大值值（E2橫向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震橫向剪力（kN）地震橫向彎矩（kN.m）4x35#01單柱墩底868145212368#02單柱墩底1137172710592#03單柱墩底1139172510615#04單柱墩底1138172710542#05單柱墩底847145312423表STYLEREF1\s96單樁控控制截面面內力力最大值值（E2橫向地震震輸輸入）跨徑（m）構件截面位置地震軸力（kNNN）地震剪力（kNNN）地震彎矩（kNNN.m）4x35#01016055281148#02018895421150#03018885411149#04018905421148#05016035271148地震響應驗算橋梁抗震的目標標標是減輕輕橋梁梁工程的的地震震破壞，保保障障人民生生命財財產的安安全，減減少經濟濟損失失。因此此，既既要使震震前用用于抗震震設防防的經濟濟投入入不超過過我國國當前的的經濟濟能力，又又要要使地震震中經經過抗震震設計計的橋梁梁的破破壞程度度限制制在人們們可以以承受的的范圍圍內。換換言之之，需要要在經經濟與安安全之之間進行行合理理平衡，這這是是橋梁抗抗震設設防的合合理安安全度原原則。綜合考慮工程造造造價、結結構遭遭遇的地地震作作用水平平、緊緊急情況況下維維持交通通能力力的必要要性以以及結構構的耐耐久性和和修復復費用等等因素素，來確確定對對應地震震水平平下結構構的抗抗震性能能目標標。橋梁梁結構構抗震性性能目目標及檢檢算準準則見REF_Ref227743660\h\\*MMERRGEFFORRMATT表表62。橋墩的初始屈服服服彎矩為為截面面最外層層鋼筋筋首次屈屈服（考考慮相應應軸力力）時對對應的的彎矩，當當?shù)氐卣鸱磻獞∮谟诔跏记潖澗貢r，整整個個截面保保持在在彈性。而而等等效屈服服彎矩矩為根據(jù)據(jù)截面面M－分析（考考慮慮相應軸軸力），把把把截面M－曲線等效效為為雙線性性所得得到得等等效屈屈服彎矩矩，此此時，截截面發(fā)發(fā)生有限限損傷傷，部分分鋼筋筋進入屈屈服，裂裂縫寬度度可能能超過容容許值值，但混混凝土土保護層層還是是完好，結結構構整體反反應還還在彈性性范圍圍。極限限彎矩矩為截面面所能能承受的的最大大彎矩。如如圖圖101、102所示。圖STYLEREF1\s10SEQ圖\*ARABIC\s11橋墩墩截截面能力計計計算示意意圖圖STYLEREF1\s102樁基基截截面能力計計計算示意意圖將永久作用和地地地震作用用進行行最不利利組合合，根據(jù)據(jù)現(xiàn)行行規(guī)范計計算截截面強度度或采采用纖維維單元元進行M－分析，計計算算橋梁各各個控控制截面面的抗抗彎能力力，從從而進行行抗震震性能驗驗算。墩身延性驗算由以上計算可知知知地震作作用在在順橋向向效應應最大，因因此此以順橋橋向為為控制計計算表STYLEREF1\s10SEQ表\*ARABIC\s11墩底底截截面順橋向向向抗彎承承載能能力位置恒載軸力（kN）開裂彎矩（kN·m）屈服彎矩（kN·m）極限彎矩（kNNN·m）墩底1155078253514847987表STYLEREF1\s10SEQ表\*ARABIC\s12地震震作作用下順橋橋橋向抗彎彎承載載力驗算算恒載軸力（kN）E1地震抗彎驗驗算算E2地震抗彎驗驗算算計算彎矩（kN·m）開裂彎矩（kN·m）是否滿足計算彎矩（kN·m）屈服彎矩（kN·m）極限彎矩（kN·m）是否滿足1155047707825是144223514847987是E1地震下墩墩墩底截面面計算算彎矩小小于開開裂彎矩矩，墩墩底處于于彈性性狀態(tài)；；E22地震下下墩墩底截面面計算算彎矩大大于開開裂彎矩矩，小小于屈服服彎矩矩，保護護層混混凝土已已開裂裂。因此此，橋橋墩墩身身滿足足地震下下受力力要求，滿滿足足兩階段段設防防水準要要求。樁基延性驗算表STYLEREF1\s103樁基基截截面抗彎承承承載能力力位置恒載軸力（kN）開裂彎矩（kN·m）屈服彎矩（kN·m）極限彎矩（kNNN·m）墩底2887159425343367表STYLEREF1\s104地震震作作用下樁基基基截面抗抗彎承承載力驗驗算恒載軸力（kN）E1地震抗彎驗驗算算E2地震抗彎驗驗算算計算彎矩（kN·m）開裂彎矩（kN·m）是否滿足計算彎矩（kN·m）屈服彎矩（kN·m）極限彎矩（kN·m）是否滿足28873861594是115025343367是E1地震下樁樁樁基截面面計算算彎矩小小于開開裂彎矩矩，樁樁基截面面處于于彈性狀狀態(tài)；；E2地震震下下樁基截截面計計算彎矩矩大于于開裂彎彎矩，小小于屈服服彎矩矩，保護護層混混凝土已已開裂裂。因此此，橋橋墩樁基基滿足足地震下下受力力要求，滿滿足足兩階段段設防防水準要要求。支座位移驗算表STYLEREF1\s105EE11地震下支支座座位移驗驗算支座類型支座型號容許位移（mm）順橋向位移驗算算算橫橋向位移驗算算算最大位移（mmmm）是否滿足最大位移(mm)是否滿足鉛芯橡膠隔震支支支座J4Q10048是13是表STYLEREF1\s106EE22地震下支支座座位移驗