桥梁墩柱抗震-自己编.xls

一一 设设计计资资料料 1 1 基基本本数数据据及及地地质质资资料料 桥梁抗震设防类别丙类 地震动峰值加速度A0 15g 特征周期值Tg0 35s 桥梁结构阻尼比0 05 场地类别 类场地 地基土比例系数5000KN m4 E1地震作用调整系数Ci10 35 E2地震作用调整系数Ci22 2 2 2 上上部部构构造造数数据据 跨径18m 一联孔数5 1孔上部结构重力3112 1KN 3 3 下下部部结结构构数数据据 台身高度2 76m 柱混凝土强度等级C3030 桩混凝土强度等级C3030 桩长30m 墩台号0号台1号墩2号墩 墩台横向柱个数222 盖梁高度 m 1 51 41 4 盖梁重 KN 1148 42516 88516 88 柱的高度 m 03 433 43 柱的直径 m 111 地系梁重力 KN 000 桩顶至一般冲刷线距离 m 000 桩基直径 m 1 21 21 2 上部结构重力1556 053112 103112 1 墩顶反力 KN 1352 241814 491814 49 4 4 支支座座数数据据 墩台号0号台1号墩2号墩 一个墩台上的板式橡胶支座数量n 个 142828 一个板式橡胶支座厚度t m 0 0490 0490 049 支座垫石厚度 m 0 060 060 06 一个板式橡胶支座面积Ar m2 0 03140 03140 0314 二二 恒恒载载计计算算 一孔上部结构恒载重力 墩台号0号台1号墩2号墩 盖梁重Mcp KN 1148 42516 88516 88 地系梁重力Px KN 000 柱重力Pd KN 0 00140 08140 08 一般冲刷线以上桩重力Pz KN 000 三三 水水平平地地震震力力计计算算 1 1 E1E1地地震震作作用用下下水水平平地地震震力力计计算算 根据 城市桥梁抗震设计规范 水平地震力可按下式计算 Ektp SMt 6 5 2 1 式中 水平向设计加速度反应谱值S Mt Msp cpMcp pMp 6 5 2 2 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 一个墩台板式橡胶支座抗推刚度之和 Ki Gd 1200KN m2 支座抗推刚度 墩台号0号桥台1号墩 支座抗推刚度K0s10765 7121531 43 支座顶至一般冲刷线距离 墩号1号墩2号墩 墩柱及盖梁总高度4 834 83 桩顶至一般冲刷线距离0 000 00 支座及垫石总厚0 110 11 li m 4 944 94 柱采用C30混凝土 则 Ecd 30000 柱采用30混凝土 则 Ecz 30000 m ax 12 g m ax2 m ax2 m ax 5 2 0 4 5 0 STT T T S S S g hh h h g g 2tTMpd s n j rd t AG 1 ACS i 25 2 max 桩柱惯性矩 I d4 64 一座桥墩墩顶抗推刚度之和 Kip 3nEI li3 墩号1号墩2号墩 柱截面惯性矩Id m4 4 91E 024 91E 02 0 8EcdId KN m 1 18E 061 18E 06 桩截面惯性矩Iz m4 1 02E 011 02E 01 0 8EczIz KN m 2 44E 062 44E 06 Kip KN m 5 87E 045 87E 04 桥墩组合抗推刚度 Ki 墩台号 0号台1号墩 墩台组合抗推刚度Ki KN m 10765 7115750 95 合计 KN m 84535 21 一联上部结构质量 Msp 1587 81t 盖梁对板式橡胶支座顶面处的换算质点质量为 cpMcp 墩号0号台1号墩 cpMcp117 1952 74 桥墩对板式橡胶支座顶面处的换算质点质量为 pMp 式中 p 0 16 Xf2 2Xf 22 XfXf 2 Xf 2 1 作用于支座顶面的单位水平力在支座顶面处的水平位移Xp X0 0li XQ 其中 墩号1号墩2号墩 XQ li3 3EdId m 0 0000340890 000034089 ipis ipis KK KK 桩的计算宽度b1 0 9 d 1 m 1 981 98 桩的变形系数 0 3323120 3323 h 9 97m 2 5m 故 kh 0 X0 0 由 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 表P 0 8查得 2 440661903 1 621049035 1 621001009 1 750577294 故 墩号1号墩2号墩 X05 69E 055 69E 05 0 1 67E 05 1 67E 05 Xp1 73E 041 73E 04 Xf X0 Xp3 28E 013 28E 01 XQ 2 5li3 48EdId 1 07E 051 07E 05 XH 2 X0 0li 2 XQ 21 09E 041 09E 04 Xf 2 XH 2 Xp6 27E 016 27E 01 5 zz 1 IE m b 1 3443 3443 3443 3443 2 BABA CACA IE l BABA DADA IE zz i zz aa 3443 3443 BABA DADA 3443 3443 BABA CACA 3443 3443 2 3443 3443 3 1 BABA CBCB IE l BABA DBDB IE zz i zz aa 3443 3443 BABA DBDB 3443 3443 BABA CBCB p1 76E 011 76E 01 pMp2 52E 002 52E 00 墩号0号台1号墩 cpMcp117 1952 74 pMp0 002 52 Msp1587 81 Mt t 2043 22 则 0 9768s 地震调整系数Ci1 0 35Smax 2 25CiA 根据式5 2 1 1得 S 0 4596m s2 上部结构作用于支座顶面的水平地震力Ektp SMsp 墩台号0号台1号墩 作用地震力Ektp KN 92 94135 97 墩柱及盖梁自重在支座顶面的水平地震力Ehp S cpMcp pMp 墩台号0号台1号墩 作用地震力Ektp KN 53 8625 40 支座顶面的水平地震力总和E 墩台号0号台1号墩 作用地震力E KN 146 80161 37 2 2 E2E2地地震震作作用用下下水水平平地地震震力力计计算算 根据 城市桥梁抗震设计规范 表3 3 3 对于抗震设计方法为A类的桥梁还应进行E2地震作用下水平地震力计算 表3 3 3 桥梁抗震设计方法选用 地震基本烈度 抗震设防类别 乙丙 2tTMpd 6度BC 7度 8度和9度区AA 地震调整系数Ci 2 20Smax 2 25CiA 7 2765 上部结构作用于支座顶面的水平地震力Ektp SMsp 墩台号0号台1号墩 作用地震力Ektp KN 584 18854 70 墩柱及盖梁自重在支座顶面的水平地震力Ehp S cpMcp pMp 墩台号0号台1号墩 作用地震力Ektp KN 338 55159 65 支座顶面的水平地震力总和E 墩台号0号台1号墩 作用地震力E KN 922 731014 35 四四 抗抗震震验验算算 1 1 E1E1地地震震作作用用下下桥桥梁梁支支座座抗抗震震能能力力验验算算 1 桥台支座厚度验算 根据 城市桥梁抗震设计规范 7 2 2 1 7 2 2 1 其中 XE 考虑地震作用 均匀温度作用 和永久作用组合后的支座位移 m t 板式橡胶支座橡胶层总厚度 m t tan 橡胶片剪切角正切值 tan XD E1地震作用下支座水平位移 m XD Ektp K0s XH 永久作用产生的支座水平位移 m XH XT 均匀温度作用产生的支座水平位移 m E E X X t S gtan THDdE XXXX5 0 a dz d cT KK K Tl0 5 X Da Kd Kt分别为桥墩 桥台组合抗推刚度 XT d 支座调整系数 一般取2 3 故 XE 0 0207m t XE 是否满足要求是 2 支座抗滑稳定性验算 根据 城市桥梁抗震设计规范 7 2 2 3 7 2 2 3 其中 d 支座的动摩阻系数 d Ehzh 支座水平组合地震力 KN Rb 上部结构重力在支座上产生的反力 KN Rb Ehze E1地震作用下支座的水平地震力 KN Ehze Ehzd 永久作用产生的支座水平力 KN Ehzd Ehzt 均匀温度引起的支座水平力 KN Ehzt d 支座调整系数 一般取2 3 故 dRb 155 61KN Ehzh 222 39KN dRb Ehzh 是否满足要求否 2 2 E2E2地地震震作作用用下下桥桥梁梁支支座座抗抗震震能能力力验验算算 1 桥台支座厚度验算 根据 城市桥梁抗震设计规范 7 2 2 1 7 2 2 1 hzhbd ER m B B X X t S gtan hzthzdhzedhzh E5 0EEE a dz d cT KK K Tl0 5 X Da 其中 XB 考虑地震作用 均匀温度作用 和永久作用组合后的支座位移 m t 板式橡胶支座橡胶层总厚度 m t tan 橡胶片剪切角正切值 tan XD E2地震作用下支座水平位移 m XD Ektp K0s XH 永久作用产生的支座水平位移 m XH XT 均匀温度作用产生的支座水平位移 m Kd Kt分别为桥墩 桥台组合抗推刚度 XT 故 XE 0 0551m t XE 是否满足要求否 2 支座抗滑稳定性验算 根据 城市桥梁抗震设计规范 7 2 2 3 7 2 2 3 其中 d 支座的动摩阻系数 d Ehzh 支座水平组合地震力 KN Rb 上部结构重力在支座上产生的反力 KN Rb Ehze E2地震作用下支座的水平地震力 KN Ehze Ehzd 永久作用产生的支座水平力 KN Ehzd Ehzt 均匀温度引起的支座水平力 KN Ehzt d 支座调整系数 一般取2 3 故 dRb 155 61KN Ehzh 592 82KN THDB XXXX5 0 hzhbd ER m dz d cT KK K Tl0 5 X Da h z th z dh z eh z h E5 0EEE B B X X t S gtan dRb Ehzh 是否满足要求否 3 3 E1E1地地震震作作用用下下桥桥台台台台背背的的主主动动土土压压力力 根据 城市桥梁抗震设计规范 5 4 1条地震时作用于桥台台背的主动土压力可按式 5 4 1 1 计算 5 4 1 1 式中 Eea 作用于台背每延米长度上的地震主动土压力 KN m 作用点于距台底0 4H处 s 土的重力密度 KN m3 s H 台身高度 m H KA 非地震条件下作用于台背的主动土压力系数 KA 台背土的内摩擦角 A E1或E2地震作用下水平向地震动峰值加速度 A1 Eea 53 73KN 4 4 E2E2地地震震作作用用下下桥桥台台台台背背的的主主动动土土压压力力 根据 城市桥梁抗震设计规范 5 4 1条地震时作用于桥台台背的主动土压力可按式 5 4 1 1 计算 5 4 1 1 式中 Eea 作用于台背每延米长度上的地震主动土压力 KN m 作用点于距台底0 4H处 s 土的重力密度 KN m3 s H 台身高度 m H KA 非地震条件下作用于台背的主动土压力系数 KA 台背土的内摩擦角 A E1或E2地震作用下水平向地震动峰值加速度 A2 AA 2 sea tan g A3 1KH5 0Ejg 2 A A 2 A sin1 cos K j j A j A j AA 2 sea tan g A3 1KH5 0Ejg 2 A A 2 A sin1 cos K j j A j A j Eea 56 34KN 0 456999 m 3号墩4号墩5号台 222 1 41 41 5 516 88516 881148 42 3 433 430 111 000 000 1 21 21 2 3112 13112 11556 05 1814 491814 491352 235 3号墩4号墩5号台 282814 0 0490 0490 049 0 060 060 06 0 03140 03140 0314 3号墩4号墩5号台 516 88516 881148 42 000 140 08140 080 00 000 T 0 5 2 1 1 0 1s T Tg Tg T Tg 5Tg T 6s 2号墩3号墩4号墩5号台 21531 4321531 4321531 4310765 71 3号墩4号墩 4 834 83 0 000 00 0 110 11 4 944 94 MPa MPa 支座抗推刚度 支座顶至一般冲刷线距离 3号墩4号墩 4 91E 024 91E 02 1 18E 061 18E 06 1 02E 011 02E 01 2 44E 062 44E 060 482253086 5 87E 045 87E 04 2号墩3号墩4号墩5号台 15750 9515750 9515750 9510765 71 2号墩3号墩4号墩5号台 52 7452 7452 74117 19 3号墩4号墩 0 0000340890 000034089 84535 21 0 16 Xf2 2Xf 22 XfXf 2 Xf 2 1 1 981 98 0 33230 3323 取 h 4m 3号墩4号墩 5 69E 055 69E 05 1 67E 05 1 67E 05 1 73E 041 73E 04 3 28E 013 28E 01 1 07E 051 07E 05 1 09E 041 09E 04 6 27E 016 27E 01 1 76E 011 76E 01 2 52E 002 52E 00 2号墩3号墩4号墩5号台 52 7452 7452 74117 19 2 522 522 520 00 1 1576m s2 2号墩3号墩4号墩5号台 135 97135 97135 9792 94 2号墩3号墩4号墩5号台 25 4025 4025 4053 86 2号墩3号墩4号墩5号台 161 37161 37161 37146 80 丁 1587 81 2043 22 根据 城市桥梁抗震设计规范 表3 3 3 对于抗震设计方法为A类的桥梁还应进行E2地震作用下水平地震力计算 表3 3 3 桥梁抗震设计方法选用 C B 2号墩3号墩4号墩5号台 854 70854 70854 70584 18 2号墩3号墩4号墩5号台 159 65159 65159 65338 55 2号墩3号墩4号墩5号台 1014 351014 351014 35922 73 0 049m 1 0 0086m 0m 考虑地震作用 均匀温度作用 和永久作用组合后的支座位移 m dz d cT KK K