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 =

0.10g 区划图上的特征周期0.35

s

ξ =

0.05场地土类型Ⅲ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2一孔上部结构重力29061.63

kN

3、桥墩数据柱混凝土强度等级C50柱主筋种类HRB400柱主筋保护层0.15m

桩基混凝土强度等级C30桩基主筋种类HRB400桩基主筋保护层

0.1

m

4、支座数据

一座桥墩上板式橡胶支座的数量n s =2板式橡胶支座的厚度t =

0.03m 支座垫石的厚度

m

K88+888毛不拉昆对沟大桥桩柱式桥墩抗震计算

阻尼比

一个板式橡胶支座的面积A r =0.1257

m 2

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)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29061.63

kN

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 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 其中：抗震重要性系数C i =0.5 场地系数C s = 1.3 阻尼调整系数

C d = 1.0 水平向设计基本地震动加速度峰值 A =0.98m 2/s

∴S max = 1.4特征周期

T g =

0.45

s 对于板式橡胶支座的梁桥基本周期T 1 =2π/ω1

E ihs =

其中：

ω12

=g

G

S

k k sp

h n

i itp

itp

/1

1

∑

=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

k

1

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 =1

其中：第i号墩上板式橡胶支座数量n s =2 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 =0.1257m 2 板式橡胶支座橡胶层总厚度∑t =0.02m ∴

k is =15084.0kN/m K 1 =

15084.0

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 =

0.03

m

E c2 =34500

MPa E c1 =

30000

MPa

桩惯矩

I 1 =

4/64

K 2 =

3218871.6kN/m 一联上部结构的总重力

G sp =

58123.26

kN

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

一座桥墩板式橡胶支座抗推刚度k is =桩采用C30混凝土，则柱采用C50混凝土，则∑=n

i is

k

1∑

∑=s

n j r d t

A G 1∑=n

i ip

k

1

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：

故

2)墩身自重在板式支座顶面的水平地震荷载

抗震重要性系数C i = 1.7

(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 =22.4MPa f sd ' =

330

MPa

ρ =配筋率

2

12000)(/14001ξξh

h e +

Dgr

Ce Ae Br f f sd cd --?

00

'

(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 =2

12

00

0)(/140011ξξh h e +

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 =13.8MPa f sd ' =

330

MPa

ρ =配筋率

Dgr

Ce Ae Br f f sd cd --?

00

'

(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

A3、B3、C3、D3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

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 =13.8MPa f sd ' =

330

MPa

ρ =配筋率

2

12000)(/14001ξξh

h e +

Dgr

Ce Ae Br f f sd cd --?

00

'

(七) E2地震作用下支座验算

1、支座厚度验算

橡胶片剪切角正切值tanγ = 1.0

E2地震作用效应和永久作用效应组合后橡胶支座顶面相对于底面的水平位移

X0 =E hzb∑t/(n s G d A r)其中：板式橡胶支座橡胶层总厚度∑t =0.02m

一座桥墩上板式橡胶支座的数量n s =2

板式橡胶支座的动剪切模量G d =1200kN/m2

板式橡胶支座面积A r =0.1257m2

2、支座抗滑稳定性验算

支座的动摩阻系数(与钢板)μd =0.10

(八) 计算结果汇总

(6.7.4-1)

(5.2.1)

(5.2.2)表3.1.4-2表5.2.2

5.2.4

表5.2.3

(A.2.2)

(A.2.1)

(6.7.4-3)

表3.1.4-2