桩柱式桥墩抗震计算V4.0

(一) 设计资料1、基本数据及地质资料桥梁抗震设防类别B 类

地震动峰值加速度 A =

0.20g 区划图上的特征周期0.35

ξ =

0.05场地土类型Ⅱ类场地地基土的比例系数m =

10000

kN/m 42、上部构造数据一联桥孔数3一孔上部结构重力18600

3、桥墩数据柱混凝土强度等级C40柱主筋种类HRB335柱主筋保护层0.06m

桩基混凝土强度等级C35桩基主筋种类HRB335桩基主筋保护层

0.08

5、技术标准与设计规范

1)中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)

2)中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)3)中华人民共和国行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)

阻尼比渤海大道青三线桥梁工程桩柱式桥墩抗震计算

4)中华人民共和国行业推荐性标准《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01—2008)

(二) 恒载计算1、一孔上部恒载重力18600

2、下部恒载重力

(三) 水平地震力计算

1、E1地震作用下顺桥向水平地震力计算

1)上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震力

式中：

S max (5.5T+0.45)

T ＜0.1s 相应水平方向的加速度反应谱值

S = S max

0.1s≤T≤T g (5.2.1)

S max (T g /T)

T＞T g

水平设计加速度反应谱最大值S max =2.25C i C s C d A (5.2.2)其中：抗震重要性系数C i =0.43表3.1.4-2 场地系数C s = 1.0表5.2.2 阻尼调整系数

C d = 1.0 5.2.4 水平向设计基本地震动加速度峰值 A = 1.96m 2/s

∴S max = 1.9特征周期

T g =

0.35

s 表5.2.3

对于板式橡胶支座的梁桥基本周期T 1 =2π/ω1

(A.2.2)一联全部板式橡胶支座抗推刚度之和K 1 =相应于一联上部结构的桥墩个数n =2

其中：第i号墩上板式橡胶支座数量

n s =

(6.7.4-1)

E ihs =

(A.2.1)

ω12

=k is =其中：

一座桥墩板式橡胶支座抗推刚度g

G S k k sp h n

i itp

itp

/11

∑

=tp

sp sp tp sp tp sp tp G G K K G G G K K K G G K K K G g

2}4])({[)(2

/1212211211-++-++∑=n

i is

1∑

∑=s

n j r d t

A G 1

板式橡胶支座的动剪切模量G d =1200kN/m 2 板式橡胶支座面积

A r =1m 2 板式橡胶支座橡胶层总厚度∑t =

0.149

m ∴

k is =8053.7kN/m K 1 =16107.4

kN/m

一联桥墩墩顶抗推刚度之和K 2 =

一座桥墩墩顶抗推刚度之和

k ip =3IE/l i 3

支座垫石+支座厚度 =

0.27

c2 =32500MPa E c1 =

31500

MPa

桩惯矩

I 1 =4/64

K 2 =########kN/m

一联上部结构的总重力

G sp =55800kN

桥墩对板式橡胶支座顶面处的换算质点重力G tp =G cp +ηG p

墩身重力换算系数

η =0.16(X f 2+2X f/22+X f X f/2+X f/2+1)

顺桥向作用于支座顶面的单位水平力在支座顶面处的水平位移为

X d =X 0－φ0l 0＋X Q

其中：

桩采用C35混凝土，则柱采用C40混凝土，则∑=n

i ip

桩长h =30m

∴

αh =

6.9 m

2.5 m

取αh＝4.0，故kh＝0从而有

X 0 =

φ0 =由《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)表P.0.8查得

= 2.4407

= 1.6210

= 1.6210= 1.7506

故

44334431120344334431131B A B A C B C B I E l B A B A D B D B I E --?

+--?αα)1

4433

44311034433443112

B A B A C

A C A I E l

B A B A D

A D A I E --?+--?-αα3

4433

443B A B A D B D B --3

4433

443B A B A C B C B --34433

443B A B A C A C A --3

4433

443B A B A D A D A --

2)墩身自重在板式支座顶面的水平地震荷载(6.7.4-3)

2、E2地震作用下顺桥向水平地震力计算

抗震重要性系数C i = 1.3表3.1.4-2

(四) E1地震作用下墩柱截面内力及配筋计算(柱底截面)

1、荷载计算

2、荷载组合(单柱)

3、截面配筋计算

偏心矩增大系数η =

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)附录C有f cd =18.4MPa f sd ' =

280

MPa

配筋率

长细比 l /i

ρ =2

12000)(/14001ξξh

h e +

Dgr Ce Ae Br f f sd cd --?

(五) E1地震作用下一般冲刷线处桩截面内力及配筋计算1、荷载计算

2、荷载组合(单桩)

3、截面配筋计算

偏心矩增大系数η =式中：

0)(/140011ξξh l

h e +

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)附录C有f

cd =16.1MPa f sd ' =

280

MPa

(六) E1地震作用下桩身截面内力及配筋计算1、内力计算

1)作用于地面处(或一般冲刷线处)单桩顶的外力为

配筋率

ρ =Dgr Ce Ae Br f f sd cd --?

2)桩身弯矩

M y =x 0 =φ0 =

A 3、

B 3、

C 3、

D 3由《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)表P.0.8查得，计算见下表

桩身弯矩 M y 计算

)(33032030302

D EI

C EI M B A x EI αααφα+++

EI M EI H 2

030

621.14407.2αα+)7506

.1621.1(0

EI M EI

H αα+-

故

2、截面配筋计算

偏心矩增大系数η =式中：

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)附录C有f cd =16.1MPa f sd ' =

280

MPa

配筋率

ρ =2

12000)(/14001ξξh

h e +

Dgr Ce Ae Br f f sd cd --?