1、荷载 ............................................................................................................................... 2 2、地震计算参数 ............................................................................................................... 2 3、工况组合 ....................................................................................................................... 4 4、计算软件及模型 ........................................................................................................... 4 5、桥墩截面尺寸 ............................................................................................................... 5 6、计算结果 ....................................................................................................................... 6
6.1 E1地震作用纵、横桥向桥墩强度计算(抗震规范7.3.1): ...................... 6 6.2 E2地震作用桥墩桩、柱抗震强度验算 ............................................................. 13
6.2.1 墩柱有效抗弯刚度计算(抗震规范第6.1.6条) ............................. 13 6.2.2 E2地震作用下能力保护构件计算(抗震规范6.8条) .................... 14 6.2.3 E2地震作用下墩柱抗震强度验算(抗震规范7.3.4) ..................... 17 6.3 E2地震作用变形验算(抗震规范第7.4条) .................................................. 17
6.3.1 墩顶位移验算(抗震规范第7.4.6条) ............................................. 17 6.4 E2地震作用下支座验算(抗震规范7.5.1) .................................................... 21 6.5延性构造细节设计(抗震规范8.1条) ................................................................. 23 7、抗震计算结论 ...................................................................................................... 23
1
主线桥左幅桥30+35+31.501m连续箱梁
下部桥墩抗震计算报告
1、荷载
考虑上部箱梁自重及二期恒载包括桥面铺装和栏杆,下部桥墩自重,程序自动考虑,混凝土容重取26kN/ m3,计算时将荷载转化为质量。
2、地震计算参数
按《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》、《福建省区划一览表》、《福州绕城公路西北段线路工程地震安全性评价补充报告》,根据规范表3.1.2判定本桥梁抗震设防类别为B类。桥址所在地抗震设防烈度为Ⅶ度,场地类型为Ⅱ类,根据《抗震细则》的9.3.6条规定,混凝土梁桥、拱桥的阻尼比不宜大于0.05,因此在这里取阻尼比为0.05。
设防目标:E1地震作用下,一般不受损坏或不需修复可继续使用;E2地震作用下,应保证不致倒塌或产生严重结构损伤,经临时加固后可维持应急交通使用。
按抗震规范6.1.3,本桥为规则桥梁,抗震规范表6.1.4:
本桥E1、E2作用均可采用SM/MM分析计算方法。
抗震分析采用多振型反应谱法,水平设计加速度反应谱S由下式(规范5.2.1)确定:
Smax(5.5T0.45)T0.1sSSmax0.1sTTg
S(T/T)TTgmaxgSmax2.25CiCsCdA
式中:Tg—特征周期(s);
T—结构自振周期(s);
Smax—水平设计加速度反应谱最大值; Ci—抗震重要性系数; Cs—场地系数;
2
Cd—阻尼调整系数;
A—水平向设计基本地震加速度峰值。 反应谱拟合的相关参数见下表:
反应谱拟合相关参数表
E1地震 E2地震 Tg 0.4 0.4 Ci 0.5 1.7 Cs 1.0 1.0 Cd 1.0 1.0 A 0.1g 0.1g
E1地震作用加速度反应谱
3
E2地震作用加速度反应谱
3、工况组合
1、永久作用,包括结构重力(恒载)、预应力、土压力、水压力。 2、地震作用,地震动作用和地震土压力、水压力。 E1地震作用:永久作用+地震作用;
E2地震作用:永久作用+地震作用+支座摩阻力;
4、计算软件及模型
30+33.5+31.5m箱梁,单箱六室,梁高2m,抗震计算采用空间模型,模型依据规范6.3条建模原则考虑上下部的共同刚度。
采用盆式支座时,支座和桥墩刚度串联计算。固定盆式支座刚度可视为无限大;活动盆式支座刚度参考JTG/TB02-01-2008中初始剪切刚性k=F/x计算。(F为摩阻力F=uR,u为滑动摩擦系数,一般取值0.02,R为支座反力。x一般取0.002~0.005,本计算取值0.002)
纵桥及横桥向剪切刚度计算值为K=7000*0.02/0.002=70000kN/m,竖向刚度视为无限大。
4
支座计算刚度
桥墩底偏于保守的采用固结,暂未考虑桩基础的影响。具体模型见下图。
抗震计算结构模
实体模型
E2地震作用建立整体分析模型及局部(墩柱)弹塑性模型,进行静力弹塑性(PUSHOVER)分析。
5、桥墩截面尺寸
5
桥墩立面侧面图
6、计算结果
6.1 E1地震作用纵、横桥向桥墩强度计算(抗震规范7.3.1):
E1地震顺桥向弯矩包络图
桥墩顺桥向最大弯矩对应结果表 单元 79 80 81 82 83
荷载 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 位置 I[404] I[405] I[406] I[407] I[408] 轴向 (kN) -8129.53 -8063.85 -7998.13 -7932.37 -7866.56 剪力-y (kN) 30.67 30.6 30.56 30.52 30.48 剪力-z (kN) 218.48 218.44 218.46 218.43 218.25 扭矩弯矩-y 弯矩-z (kN*m) (kN*m) (kN*m) 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 3450.5 3232.72 3014.98 2797.32 2579.86 267.87 237.3 206.78 176.27 145.8 6
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204
顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 I[409] I[410] I[411] I[412] I[413] I[414] I[415] I[416] I[417] I[418] I[419] I[340] I[341] I[342] I[343] I[344] I[345] I[346] I[347] I[348] I[349] I[350] I[351] I[352] I[353] I[354] I[421] I[422] I[423] I[424] I[425] I[426] I[427] I[428] I[429] I[430] I[431] I[432] I[433] I[434] I[435] I[436] I[438] -7800.72 -7734.84 -7668.92 -7602.98 -7537 -7471 -7404.98 -7338.93 -7272.85 -7206.76 -7140.65 -6929.03 -6863.55 -6798 -6732.4 -6666.75 -6601.05 -6535.3 -6469.51 -6403.67 -6337.79 -6271.87 -6205.91 -6139.92 -6073.89 -6007.82 -6707.48 -6642.84 -6578.15 -6513.4 -6448.59 -6383.73 -6318.81 -6253.83 -6188.8 -6123.7 -6058.55 -5993.34 -5928.06 -5862.72 -5797.3 -5731.81 -5302.27 30.45 30.41 30.37 30.31 30.25 30.18 30.1 30.01 29.92 29.83 29.74 33.63 33.55 33.5 33.46 33.44 33.42 33.4 33.37 33.35 33.32 33.28 33.24 33.2 33.15 33.1 16.99 16.94 16.9 16.86 16.83 16.8 16.76 16.71 16.65 16.59 16.51 16.43 16.34 16.25 16.15 16.06 48.67 217.89 217.34 216.66 215.9 215.1 214.28 213.45 212.57 211.6 210.48 209.16 249.8 249.69 249.64 249.56 249.37 249.02 248.52 247.89 247.16 246.37 245.51 244.58 243.55 242.39 241.04 196.89 196.64 196.52 196.41 196.23 195.93 195.5 194.95 194.32 193.63 192.89 192.07 191.16 190.11 188.91 187.52 190.68 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 123.6 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 48.56 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 92.04 34.12 2362.71 2145.96 1929.71 1714.01 1498.88 1284.36 1070.49 857.34 645.02 433.75 224.08 3846.82 3597.6 3348.42 3099.33 2850.41 2601.75 2353.46 2105.63 1858.34 1611.65 1365.64 1120.39 876.02 632.73 390.85 3205.27 3009.16 2813.12 2617.17 2421.37 2225.8 2030.54 1835.66 1641.24 1447.31 1253.96 1061.26 869.3 678.23 488.19 299.37 3116.68 115.35 84.95 54.59 24.4 10.83 49.39 88.49 127.56 166.55 205.45 244.26 246.83 213.32 179.86 146.42 113 79.6 46.22 12.88 -19.89 -13.19 1.44 16.07 30.68 45.25 59.78 195.91 179 162.12 145.26 128.43 111.64 94.88 78.19 61.97 106.61 171.57 236.53 301.43 366.24 430.95 495.57 362.4 7
205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247
顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 I[439] I[440] I[441] I[442] I[443] I[444] I[445] I[446] I[447] I[448] I[449] I[450] I[451] I[452] I[453] I[455] I[456] I[457] I[458] I[459] I[460] I[461] I[462] I[463] I[464] I[465] I[466] I[467] I[468] I[469] I[470] I[356] I[357] I[358] I[359] I[360] I[361] I[362] I[363] I[364] I[365] I[366] I[367] -5237.53 -5172.74 -5107.88 -5042.96 -4977.98 -4912.94 -4847.83 -4782.67 -4717.44 -4652.15 -4586.79 -4521.37 -4455.88 -4390.32 -4324.68 -8968.63 -8902.99 -8837.29 -8771.54 -8705.75 -8639.92 -8574.05 -8508.15 -8442.21 -8376.24 -8310.25 -8244.22 -8178.18 -8112.11 -8046.01 -7979.9 -7057.9 -6993.36 -6928.77 -6864.12 -6799.42 -6734.68 -6669.88 -6605.04 -6540.14 -6475.19 -6410.19 -6345.12 48.62 48.57 48.54 48.51 48.47 48.43 48.38 48.33 48.26 48.19 48.1 48.01 47.92 47.83 47.73 55.25 55.18 55.14 55.1 55.06 55.03 54.99 54.95 54.89 54.83 54.76 54.68 54.59 54.5 54.41 54.32 27.58 27.52 27.47 27.44 27.42 27.4 27.38 27.36 27.33 27.29 27.26 27.21 190.33 190.14 189.99 189.78 189.47 189.03 188.49 187.87 187.18 186.43 185.6 184.67 183.61 182.41 181.07 192.04 191.76 191.62 191.5 191.3 190.98 190.52 189.94 189.28 188.56 187.78 186.94 186.01 184.98 183.82 182.52 255.75 255.63 255.59 255.51 255.31 254.97 254.46 253.83 253.1 252.29 251.42 250.47 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 34.12 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 24.3 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 53.23 2926.96 2737.34 2547.85 2358.52 2169.42 1980.64 1792.25 1604.31 1416.89 1230.06 1043.9 858.53 674.07 490.68 308.55 3119.45 2928.33 2737.3 2546.38 2355.63 2165.14 1974.98 1785.24 1595.99 1407.29 1219.2 1031.79 845.16 659.45 474.84 291.66 3912.15 3656.97 3401.82 3146.74 2891.84 2637.19 2382.92 2129.1 1875.82 1623.15 1371.16 1119.93 313.82 265.26 216.73 168.23 119.76 71.32 22.96 -24.94 -12.04 21.23 54.5 87.7 120.82 153.84 186.76 396.74 341.6 286.49 231.41 176.36 121.33 66.34 11.41 -43.37 -81.63 -67.67 -53.18 -38.72 -24.33 -10.04 4.17 217.46 189.98 162.54 135.11 107.71 80.32 52.96 25.66 9.57 36.03 62.81 89.58 8
248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 I[368] I[369] I[370] I[372] I[373] I[374] I[375] I[376] I[377] I[378] I[379] I[380] I[381] I[382] I[383] I[384] I[385] I[386] I[388] I[389] I[390] I[391] I[392] I[393] I[394] I[395] I[396] I[397] I[398] I[399] I[400] I[401] I[402] -6279.99 -6214.79 -6149.5 -6940.85 -6876.26 -6811.61 -6746.9 -6682.13 -6617.31 -6552.44 -6487.5 -6422.51 -6357.45 -6292.33 -6227.14 -6161.87 -6096.52 -6031.08 -6591.27 -6525.94 -6460.54 -6395.08 -6329.56 -6263.98 -6198.34 -6132.65 -6066.91 -6001.11 -5935.26 -5869.37 -5803.43 -5737.45 -5671.42 27.17 27.12 27.06 28.41 28.34 28.3 28.27 28.24 28.22 28.21 28.18 28.16 28.12 28.08 28.04 27.99 27.94 27.89 15.33 15.25 15.2 15.16 15.14 15.12 15.1 15.08 15.05 15.02 14.98 14.94 14.9 14.85 14.8 249.41 248.21 246.83 260.64 260.52 260.48 260.39 260.2 259.85 259.35 258.71 257.97 257.16 256.27 255.3 254.22 253 251.59 266.3 266.19 266.14 266.06 265.86 265.5 265 264.36 263.61 262.79 261.89 260.91 259.82 258.58 257.16 53.23 53.23 53.23 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 52.69 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 47.58 869.58 620.23 372.08 3973.44 3713.35 3453.3 3193.32 2933.51 2673.97 2414.79 2156.08 1897.91 1640.36 1383.5 1127.42 872.24 618.09 365.16 4036.86 3771.11 3505.38 3239.75 2974.28 2709.08 2444.25 2179.9 1916.1 1652.94 1390.49 1128.86 868.18 608.63 350.64 116.31 142.99 169.63 221.19 192.88 164.61 136.36 108.13 79.91 51.72 23.6 11.77 38.97 66.35 93.72 121.04 148.32 175.55 156.5 141.29 126.12 110.98 95.86 80.76 65.67 50.64 36.11 59.33 91.57 123.84 156.08 188.27 220.43 桥墩顺桥向强度表
构件受力项目 性质 最大弯矩及对应内力 下拉偏压 最大轴力及对应内力 下拉偏压 (kN-m) (kN-m) 3973.44 3119.45 221.19 396.74 0Nde0Nde'0Nd(kN) 0Nd-抗力(kN) 是否满足 6940.85 8968.63 1.29e+04 2.00e+04 满足 满足 从桥墩顺桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下:桥墩强度满足现行规范要求。
9
E1地震横桥向弯矩包络图
桥墩横桥向最大弯矩结果表
单元 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104
荷载 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 位置 I[404] I[405] I[406] I[407] I[408] I[409] I[410] I[411] I[412] I[413] I[414] I[415] I[416] I[417] I[418] I[419] I[340] I[341] I[342] I[343] I[344] I[345] I[346] I[347] I[348] I[349] 轴向 (kN) -7757.01 -7690.85 -7624.7 -7558.54 -7492.39 -7426.24 -7360.09 -7293.94 -7227.8 -7161.65 -7095.5 -7029.36 -6963.22 -6897.07 -6830.93 -6764.79 -5959.75 -5893.59 -5827.44 -5761.28 -5695.14 -5628.99 -5562.85 -5496.72 -5430.58 -5364.45 剪力-y (kN) 225.39 224.59 223.97 223.47 223.01 222.53 221.97 221.3 220.49 219.55 218.48 217.3 216.01 214.66 213.27 211.87 494.38 494.05 493.73 493.34 492.82 492.11 491.17 489.98 488.51 486.78 剪力-z (kN) 43.86 43.59 43.41 43.29 43.2 43.12 43.03 42.92 42.78 42.62 42.42 42.21 41.97 41.7 41.42 41.11 46.77 46.61 46.52 46.46 46.42 46.36 46.29 46.18 46.05 45.89 扭矩弯矩-y 弯矩-z (kN*m) (kN*m) (kN*m) 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 151.04 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 552.07 508.68 465.4 422.19 379.04 335.95 292.94 250.04 207.27 164.7 122.39 80.53 39.97 16.55 48.46 87.11 547.13 500.62 454.17 407.74 361.35 315.01 268.75 222.6 176.62 130.9 1945.87 1721.76 1498.1 1274.81 1051.87 829.33 607.32 386.14 167.1 70.07 291.07 517.42 743.14 967.7 1190.93 1412.72 3981.1 3487.21 2993.49 2499.99 2006.82 1514.15 1022.22 531.38 45.47 381.05 10
105 106 107 108 109 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225
横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 I[350] I[351] I[352] I[353] I[354] I[421] I[422] I[423] I[424] I[425] I[426] I[427] I[428] I[429] I[430] I[431] I[432] I[433] I[434] I[435] I[436] I[438] I[439] I[440] I[441] I[442] I[443] I[444] I[445] I[446] I[447] I[448] I[449] I[450] I[451] I[452] I[453] I[455] I[456] I[457] I[458] I[459] I[460] -5298.32 -5232.2 -5166.08 -5099.97 -5033.85 -6683.65 -6617.53 -6551.4 -6485.26 -6419.13 -6352.99 -6286.84 -6220.7 -6154.55 -6088.4 -6022.25 -5956.1 -5889.94 -5823.79 -5757.64 -5691.48 -5247.88 -5181.75 -5115.61 -5049.48 -4983.34 -4917.2 -4851.05 -4784.91 -4718.77 -4652.62 -4586.47 -4520.32 -4454.17 -4388.02 -4321.87 -4255.72 -8552.87 -8486.72 -8420.56 -8354.41 -8288.26 -8222.11 484.79 482.55 480.1 477.46 474.68 244.45 243.76 243.21 242.75 242.31 241.82 241.24 240.53 239.68 238.69 237.56 236.32 234.98 233.57 232.13 230.69 275.76 275.07 274.52 274.06 273.62 273.13 272.54 271.84 270.99 270 268.87 267.62 266.29 264.88 263.44 261.99 249.4 248.6 247.98 247.48 247.02 246.54 45.7 45.48 45.23 44.96 44.65 16.7 16.02 15.59 15.35 15.22 15.14 15.07 15 14.9 14.79 14.66 14.52 14.38 14.26 14.18 14.16 10.16 9.68 9.46 9.36 9.27 9.11 8.88 8.6 8.34 8.11 7.96 7.89 7.87 7.9 7.97 8.07 28.78 28.73 28.74 28.75 28.71 28.6 162.91 162.91 162.91 162.91 162.91 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 157.38 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 136.99 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 85.68 42.04 17.81 52.65 95.54 223.7 208.13 192.82 177.66 162.6 147.61 132.69 117.85 103.12 88.51 74.05 59.78 45.75 32.04 19.07 9.66 101.29 92.32 83.55 74.93 66.52 58.4 50.67 43.43 36.81 30.97 26.2 23.01 21.98 23.37 26.79 31.59 332.54 304.12 275.69 247.27 218.91 190.69 848.76 1314.75 1778.57 2239.94 2698.68 2047.3 1803.9 1560.9 1318.24 1075.92 834.01 592.66 352.3 118.34 282.72 568.38 853.89 1138.33 1421.47 1703.18 1983.4 2211.87 1937.16 1662.85 1388.88 1115.26 842.04 569.39 297.72 32.42 162.75 416.32 669.75 922.12 1173.2 1422.84 1670.99 2071.74 1823.62 1575.95 1328.65 1081.71 835.17 11
226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268
横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 I[461] I[462] I[463] I[464] I[465] I[466] I[467] I[468] I[469] I[470] I[356] I[357] I[358] I[359] I[360] I[361] I[362] I[363] I[364] I[365] I[366] I[367] I[368] I[369] I[370] I[372] I[373] I[374] I[375] I[376] I[377] I[378] I[379] I[380] I[381] I[382] I[383] I[384] I[385] I[386] I[388] I[389] I[390] -8155.96 -8089.81 -8023.66 -7957.51 -7891.37 -7825.23 -7759.08 -7692.94 -7626.8 -7560.66 -6966.19 -6900.04 -6833.9 -6767.75 -6701.6 -6635.45 -6569.29 -6503.14 -6436.99 -6370.84 -6304.68 -6238.53 -6172.37 -6106.22 -6040.06 -6901.95 -6835.85 -6769.74 -6703.62 -6637.51 -6571.38 -6505.26 -6439.13 -6373 -6306.87 -6240.73 -6174.59 -6108.45 -6042.31 -5976.17 -5667.05 -5600.9 -5534.75 245.98 245.3 244.5 243.56 242.49 241.3 240.02 238.67 237.28 235.87 546.47 546.19 545.89 545.5 544.97 544.22 543.23 541.96 540.42 538.59 536.5 534.17 531.64 528.93 526.09 560.29 560.01 559.7 559.31 558.77 558.02 557.01 555.74 554.18 552.35 550.25 547.92 545.37 542.66 539.84 469.95 469.62 469.3 28.43 28.21 27.98 27.75 27.54 27.35 27.19 27.05 26.93 26.82 17.75 17.3 17.04 16.93 16.89 16.87 16.85 16.81 16.76 16.69 16.61 16.52 16.42 16.31 16.19 11 10.26 9.84 9.65 9.59 9.58 9.57 9.55 9.51 9.46 9.4 9.34 9.27 9.2 9.12 38.2 38 37.88 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 113.69 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.54 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 179.55 162.94 162.94 162.94 162.68 134.94 107.58 80.75 54.92 32.05 23.39 39.9 64.25 90.14 224.19 207.15 190.23 173.37 156.52 139.7 122.89 106.13 89.43 72.83 56.37 40.18 24.58 11.72 13.75 117.46 107.68 98.13 88.71 79.35 70.03 60.78 51.65 42.74 34.19 26.33 19.9 16.58 18.2 23.97 419.8 381.93 344.13 589.16 343.98 100.95 -24 171.36 372.49 573 772.37 970.4 1167 4241.99 3695.92 3150.01 2604.32 2058.96 1514.13 970.09 427.3 124.99 662.92 1200.79 1736.7 2270.31 2801.38 3329.74 4301.7 3741.8 3182.07 2622.56 2063.39 1504.74 946.89 390.31 174.27 726.58 1278.03 1827.48 2374.61 2919.2 3461.08 3852.72 3383.26 2913.97 12
269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 I[391] I[392] I[393] I[394] I[395] I[396] I[397] I[398] I[399] I[400] I[401] I[402] -5468.6 -5402.45 -5336.31 -5270.17 -5204.04 -5137.9 -5071.77 -5005.64 -4939.52 -4873.4 -4807.28 -4741.17 468.92 468.41 467.7 466.77 465.58 464.13 462.41 460.43 458.21 455.78 453.16 450.4 37.82 37.78 37.73 37.67 37.58 37.46 37.32 37.16 36.97 36.75 36.52 36.25 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 162.94 306.38 268.66 231.01 193.45 156.03 118.85 82.15 46.76 19.86 36.5 71.85 109.06 2444.9 1976.16 1507.91 1040.39 573.97 112.01 436.63 915.84 1393.38 1868.77 2341.75 2812.1 桥墩横桥向强度表
构件受力项目 性质 最大弯矩及对应内力 下拉偏压 最大轴力及对应内力 下拉偏压 (kN-m) (kN-m) 224.19 332.54 4241.99 2071.74 0Nde0Nde'0Nd(kN) 0Nd-抗力(kN) 是否满足 6966.19 8552.87 1.16e+04 2.5e+04 满足 满足
从桥墩横桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下:桥墩强度满足现行规范要求。
6.2 E2地震作用桥墩桩、柱抗震强度验算
6.2.1 墩柱有效抗弯刚度计算(抗震规范第6.1.6条)
由公式(B.0.1-2),柱
y2.213yD=(2.213×0.002)/1.8=0.002459
通过弹塑性分析得到铰的基本铰属性,计算截面屈服弯矩My。
13
柱顶及柱底潜在塑性铰转角-弯矩图
上图为桥墩转角-弯矩图,由程序的pushover图形结果,屈服弯矩My = 10527kN.m,桥墩有效刚度:
=10534.8/(0.002459x3.0x107)=0.1428(m4) 桥墩有限刚度系数为0.1428/0.513=0.2784
6.2.2 E2地震作用下能力保护构件计算(抗震规范6.8条) 6.2.2.1 柱横桥向计算
柱顶、底为塑性铰区域;利用midas进行局部模型的静力弹塑性分析。
14
模型及单元编号
图a 墩顶、底横桥向潜在塑性区域弯矩与荷载步图
15
图b 潜在塑性区域荷载与变形曲线示意图 上图中点B为铰的屈服状态点,点C为铰的极限状态点。
由图a及b,有
s墩顶极限弯矩 Mhc=10116.8kN x墩底极限弯矩 Mhc=11921.8kN
公式(6.8.2-4)有:
xsMhcMhc=1.2x(10116.8+11921.8)/16=1652.9kN Vc0Hn06.2.2.2 柱的顺桥向计算
16
墩底顺桥向潜在塑性区域弯矩与荷载步图
由上图有
x塑性铰极限弯矩 Mzc=11577.7kN
公式(6.8.2-1)有:
xMzc=(1.2x11577.7)/16=868.3kN Vc0Hn0xsMhcMhc柱横桥向的Vc0=1.2x(10116.8+11921.8)/16=1652.9kN控制设计。
Hn06.2.3 E2地震作用下墩柱抗震强度验算(抗震规范7.3.4)
根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008))第7.3.4条进行墩柱顺桥向、横桥向斜截面抗剪强度验算。
柱顶、底塑性加密区箍筋采用直径14mm,HRB335钢筋,间距8cm;其它截面箍筋间距不得大于20cm(规范8.1,墩柱潜在塑性区域以外箍筋的体积配筋率不应小于塑性区域加密箍筋的体积配筋率的50%;日本建议小于15cm)。
Vs0.1Akbfyh=0.1x(2x1.5390)x200x280/8=2154.6kN Sk0.067fc1Ae=0.067x23.4x22166.4=7184.2kN
Vs0.1Akbfyh<0.067fc1Ae Sk(0.0023fc1AeVs)=0.85x(0.0023x23.4x22166.4+2154.6)=2041.0kN
Vc0<(0.0023fc1AeVs)
墩柱塑性铰区域斜截面抗剪强度满足规范要求。
6.3 E2地震作用变形验算(抗震规范第7.4条)
6.3.1 墩顶位移验算(抗震规范第7.4.6条)
顺、横桥向容许位移u,按规范7.4.8条建立弹塑性分析模型计算。
17
顺、横桥向弹塑性分析模型
顺桥向结构塑性区域位移-荷载图
由上图位移-荷载图,第二折线末端为塑性铰达到其最大转角,对应的容许位移为u=0.9m。
18
图6.5 横桥向结构塑性区域位移-荷载图
由上图位移-荷载图,第二折线末端为塑性铰达到其最大转角,对应的容许位移
u=0.44m。
特征周期Tg=0.4,顺桥向结构自振周期T=3.07≥Tg=0.4。查表6.7.6 c=1 特征周期Tg=0.4,横桥向结构自振周期T=1.56≥Tg=0.4。查表6.7.6 c=1 E2地震作用下,墩顶的顺桥向和横桥向水平位移按抗震规范第6.7.6条计算,dC。
E2地震作用墩顶位移验算表 (规范7.4.6条)
支座关联节点 82 83 151 153 155 335 337 339 354 组合 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 DX (m) 0.120436 0.120517 0.118256 0.117213 0.116955 0.120852 0.121193 0.121513 0.103113 DY(m) 0.001461 0.000823 0.001424 0.001473 0.001501 0.000807 0.000806 0.000794 0.000768 DZ (m) -0.00148 -0.00117 -0.0012 -0.00092 -0.00164 -0.00119 -0.00117 -0.00111 -0.0011 Rx (rod) 0.000009 -1.6E-05 0.000063 -3.3E-05 -0.00007 0.000008 0.000004 0.000039 0.00001 Ry (rod) 0.010798 0.011623 0.010695 0.010636 0.010614 0.011639 0.01166 0.011678 0.011524 Rz (rod) 0.000321 0.000061 0.000239 0.000116 0.000112 0.000067 0.000065 0.000059 0.000057 19
355 370 371 386 387 402 403 419 420 436 437 453 454 470 471 82 83 151 153 155 335 337 339 354 355 370 371 386 387 402 403 419 420 436 437 453 454 470 471 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 0.114707 0.103421 0.115033 0.103729 0.115364 0.104021 0.115675 0.10425 0.115038 0.102236 0.112909 0.101287 0.111896 0.101066 0.111651 0.010401 0.00888 0.003917 0.002535 0.008047 0.003201 0.002708 0.008359 0.008086 0.008631 0.002882 0.003099 0.002459 0.00263 0.007638 0.008134 0.009483 0.01011 0.00351 0.003785 0.002348 0.002477 0.007414 0.00785 0.000807 0.000798 0.000807 0.000795 0.000806 0.000813 0.000805 0.001421 0.001452 0.001484 0.001452 0.001401 0.001453 0.001352 0.001453 0.045088 0.065127 0.044895 0.044945 0.045131 0.064984 0.06483 0.065003 0.063367 0.064793 0.063765 0.064848 0.063732 0.064737 0.063283 0.064683 0.043939 0.044857 0.044276 0.044857 0.044191 0.044857 0.043866 0.044858 -0.00117 -0.00112 -0.00119 -0.0011 -0.00117 -0.00104 -0.00111 -0.00139 -0.00148 -0.00113 -0.0012 -0.00087 -0.00092 -0.00155 -0.00164 -0.00127 -0.00079 -0.00116 -0.00087 -0.00142 -0.00113 -0.00112 -0.00074 -0.00074 -0.00079 -0.00106 -0.00113 -0.00106 -0.00112 -0.0007 -0.00074 -0.0012 -0.00127 -0.00109 -0.00116 -0.00082 -0.00087 -0.00134 -0.00142 -1.6E-05 0.000028 0.000008 0.000025 0.000004 0.000051 0.000039 0.000032 0.000009 0.000073 0.000063 0 -3.3E-05 -2.9E-05 -0.00007 0.000454 0.000621 0.000195 0.000102 0.000379 0.000283 0.000189 0.000702 0.002053 0.000621 0.001801 0.000283 0.001729 0.000189 0.002111 0.000702 0.001309 0.000454 0.001111 0.000195 0.00104 0.000102 0.001252 0.000379 0.011623 0.011544 0.011639 0.011568 0.01166 0.011589 0.011678 0.010744 0.010798 0.010618 0.010695 0.010551 0.010636 0.010529 0.010614 0.000583 0.000498 0.000265 0.000119 0.000396 0.000204 0.000157 0.000449 0.000584 0.000498 0.000229 0.000204 0.000182 0.000157 0.000536 0.000449 0.000664 0.000583 0.000284 0.000265 0.000144 0.000119 0.000472 0.000396 0.000061 0.000062 0.000067 0.000061 0.000065 0.000055 0.000059 0.000301 0.000321 0.000224 0.000239 0.000109 0.000116 0.000105 0.000112 0.00077 0.000789 0.000826 0.000754 0.000639 0.000869 0.000869 0.000789 0.000736 0.000789 0.000811 0.000869 0.000811 0.000869 0.000736 0.000789 0.000722 0.00077 0.000775 0.000826 0.000707 0.000754 0.000599 0.000639
20
E2地震作用墩顶位移结果
E2作用墩顶位移 (cm) 12.2 6.5 方向 顺桥向 横桥向 Δd(cm) 12.2 6.5 Δu(cm) 90.0 44.0 是否满足 满足 满足 计算表明,E2地震作用墩顶位移满足要求。 墩柱塑性铰区域的塑性变形能力满足规范要求。
6.4 E2地震作用下支座验算(抗震规范7.5.1)
按规范7.5.2条计算:在E2地震作用下,应按下列要求进行盆式支座的抗震验算:
活动盆式支座Xo≤Xmax;固定盆式支座Ehzb≤Emax。
其中 Xo-E2地震作用效应和永久作用效应组合得到的活动盆式支座滑动水平位移;
Xmax-活动盆式支座容许滑动水平位移。
Ehzb-E2地震作用效应和永久作用效应组合得到的固定盆式支座水平力设计值(kN)。
Emax-固定盆式支座容许承受的最大水平力(kN)。
桥墩支座水平荷载(取支座弹性连接支座上单元)
弹性连接编号 1 2 3 4 5 6 7
组合 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 节点 154 155 152 153 80 82 150 151 338 339 336 337 334 FX (kN) FY(kN) Fz (kN) -7851.61 -7851.61 -3498.4 -3498.4 -6917.16 -6917.16 -5210.92 -5210.92 -5441.78 -5441.78 -5515.35 -5515.35 -5627.85 25.07 25.07 23.65 23.65 22.21 22.21 20.26 20.26 2.6 2.6 3.75 3.75 49.97 377.76 377.76 332.59 332.59 485.61 485.61 228.58 228.58 452.27 452.27 429.61 429.61 429.61 弯矩-x 弯矩-y 弯矩-z (kN*m) (kN*m) (kN*m) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21
335 8 1 2 3 4 5 6 7 8 顺桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 横桥向 81 83 154 155 152 153 80 82 150 151 338 339 336 337 334 335 81 83 -5627.85 -5785.74 -5785.74 49.97 4.43 4.43 429.61 421.84 421.84 144.94 144.94 52.68 52.68 214.95 214.95 17.27 17.27 244.01 244.01 2.79 2.79 2.06 2.06 244.5 244.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -7664.15 526.45 -7664.15 526.45 -3401.51 536.03 -3401.51 536.03 -6812.04 523.75 -6812.04 523.75 -5043.98 532.73 -5043.98 532.73 -5199.25 215.86 -5199.25 215.86 -5272.54 229.94 -5272.54 229.94 -5366.53 527.22 -5366.53 527.22 -5564.27 211.01 -5564.27 211.01 从验算结果表中可以看出在(E2+恒载)作用下:桥墩固定盆式支座水平力最大仅为536.1kN,满足支座最大水平容许承载力的设计要求。
桥墩支座水平位移(取支座弹性连接支座上单元)
支座关联节点 80 81 82 83 150 151 152 153 154 155 334 335 336 337 338 339 组合 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 顺桥向 DX (m) DY(m) DZ (m) -0.0084 Rx (rod) Ry (rod) Rz (rod) 0.120905 0.001678 0.000269 0.000039 0.000071 0.120936 0.000848 -0.00696 0.000022 0.000086 0.000071 0.120436 0.001461 -0.00148 0.000009 0.010798 0.000321 0.120517 0.000823 -0.00117 0.118256 0.001424 -0.0012 -1.6E-05 0.011623 0.000061 0.000063 0.010695 0.000239 -3.3E-05 0.010636 0.000116 0.121308 0.001678 -0.00641 0.000269 0.000039 0.000071 0.121713 0.001678 -0.00442 0.000269 0.000039 0.000071 0.117213 0.001473 -0.00092 0.122118 0.001678 -0.00243 0.000269 0.000039 0.000071 0.116955 0.001501 -0.00164 -0.00007 0.010614 0.000112 0.121277 0.000848 -0.00682 0.000022 0.000086 0.000071 0.120852 0.000807 -0.00119 0.000008 0.011639 0.000067 0.121618 0.000848 -0.00669 0.000022 0.000086 0.000071 0.121193 0.000806 -0.00117 0.000004 0.12196 0.01166 0.000065 0.000848 -0.00655 0.000022 0.000086 0.000071 0.121513 0.000794 -0.00111 0.000039 0.011678 0.000059 从验算结果表中可以看出在E2作用下:桥墩活动盆式支座水平位移最大仅为12.2mm,满足支座最大水平容许位移的设计要求。
22
6.5延性构造细节设计(抗震规范8.1条)
桥墩箍筋构造、桥墩纵筋构造均满足抗震规范8.1条。
7、抗震计算结论
地震荷载作用下,结构弹、塑性分析表明,现设计图纸下部墩柱的结构构造及配筋满足规范要求,达到设防目标: E1地震作用下,一般不受损坏或不需修复可继续使用;E2地震作用下,应保证不致倒塌或产生严重结构损伤,经临时加固后可维持应急交通使用。
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。 3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文 5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿 7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。 8、读书要三到:心到、眼到、口到 9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。 10、一日无书,百事荒废。——陈寿 11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基 14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德 16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿 17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向 19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
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