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
s
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
kN
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
m
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
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 (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 =
1
(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
k
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
m
E
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
k
1
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
3
44334431120344334431131B A B A C B C B I E l B A B A D B D B I E --⨯
+--⨯αα)1
(3
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 --⋅
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 =式中：
2
12
00
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 --⋅
00
'
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
H
C EI M B A x EI αααφα+++
EI M EI H 2
030
621.14407.2αα+)7506
.1621.1(0
20
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 ' =
280MPa
配筋率ρ =
212000)(/14001ξξh h e +Dgr Ce Ae Br f f sd cd --⋅00'。