桥梁抗震计算实例分析
土木工程中的桥梁抗震设计
土木工程中的桥梁抗震设计随着现代城市建设的迅猛发展,桥梁作为城市交通的重要组成部分,其安全性和可靠性越来越受到关注。
在地震频发的地区,桥梁抗震设计成为不可忽视的问题。
本文将介绍土木工程中桥梁抗震设计的原则和方法。
一、地震力的计算桥梁的抗震设计首先需要计算地震力。
地震力的计算一般采用地震反应谱分析方法,该方法可以将地震作用的时间历程转换为最大加速度、加速度峰值、速度和位移的变化曲线。
根据地震反应谱,可以估计桥梁在地震作用下的响应。
二、结构设计在桥梁结构设计中,应根据地震力计算结果考虑以下几个因素:1. 强度:桥梁的各构件和节点必须具有足够的强度,能够承受地震作用下的荷载,并保证不发生破坏。
2. 刚度:桥梁的刚度对于减小地震响应有重要影响。
通过增加桥梁刚度,可以减小桥梁的变形和振动。
3. 韧性:桥梁的韧性是指结构在地震作用下出现破坏时的变形能力。
增加桥梁的韧性可以减小破坏的可能性,并降低地震造成的损失。
4. 阻尼:桥梁的阻尼对于减小地震响应同样很重要。
通过增加桥梁的阻尼,可以减小结构的振动幅度。
三、土壤-结构相互作用土壤-结构相互作用是桥梁抗震设计中需要考虑的另一个重要因素。
土壤对于桥梁的刚度、阻尼和能量耗散等性能有着重要影响。
为了准确评估桥梁的地震响应,需要考虑土壤的动态反应。
常用的土壤-结构相互作用分析方法包括:弹性地基理论、半空间理论和数值模拟等。
四、桥梁抗震措施在桥梁抗震设计中,可以采取以下几种措施:1. 采用适宜的结构形式:合理的结构形式对于提高桥梁的抗震能力很重要。
例如,钢筋混凝土桥梁比砖石桥梁具有更好的抗震性能。
2. 设置防护装置:在桥梁结构中设置防护装置,如减震器、阻尼器等,能够有效减小地震响应。
3. 加固改造:对于现有桥梁,可以通过加固改造提高其抗震能力。
常用的加固措施包括:加固柱、增加剪切墙、加固梁、加固桩等。
4. 高质量工艺:在桥梁施工过程中,严格控制质量,确保结构的强度和韧性。
结合工程实例浅谈桥梁抗震分析
结合工程实例浅谈桥梁抗震分析【摘要】本文结合辽宁省盘锦疏港路辽滨互通立交的工程实例,采用大型空间有限元分析程序Midas,选取空间杆元单元建立了一座典型的预应力混凝土现浇箱梁的空间模型,采用反应谱法模拟地震力,进行了抗震分析;并考虑了土层液化深度对桩基与土层之间相互作用的影响,在计算结果上分析地质液化深度对桥梁的影响。
【关键词】液化;抗震;塑性铰1 工程概况辽滨互通立交是连接盘锦疏港高速公路与项海大道的枢纽立交,立交共分三层,上层为项海大道高架桥,孔径为3-25+4-25+3-19+(30+33.622+30)+3-19+4-25+3-25 m,设计角度85度,桥梁长557.622米。
上部采用预应力混凝土现浇连续箱梁+钢筋混凝土现浇板+装配式预应力混凝土预制箱梁;下部采用Y 形墩,桩基础,桥台采用肋板台,桩基础。
中层为G305国道桥梁10+20+20+10 m,设计角度95度,桥梁长60.0米,上部采用钢筋混凝土现浇板;下部采用方柱形墩,桩基础,桥台采用肋板台,桩基础。
本次计算抗震分析主要是针对项海大道高架桥,选取其中一联,即30+33.62+30米预应力混凝土连续箱梁。
此地区的地质情况桥位区地貌为冲积平原地貌区,地势平坦开阔,地下水类型第四系孔隙潜水,河流补给为主要补给方式,其次为大气降水入渗补给,排泄方式以地下水径流、河水排泄、以及人工开采排泄为主,受季节和气候的影响,水位随季节变化,钻探深度范围内地下水水位为2.6米。
通过对桥位区地质勘察,该桥揭露的地层主要为第四系素填土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂等。
本区地震基本烈度为Ⅶ度,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰加速度值为0.10g,场地表层粉土液化,液化深度6.75米,液化指数为4.29,液化程度轻微。
标准冻深1.2m。
2 桥墩配筋形式辽滨立交处于地震Ⅶ度,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰加速度值为0.10g。
所以按抗震设计要求进行设计,根据以往相同的地震烈度及动加速度地区的设计经验,在构造上及配筋上都进行的抗震设计。
桥梁抗震计算书讲解-共14页
工程编号:SZ2012-38 海口市海口湾灯塔酒店景观桥工程桥梁抗震计算书设计人:校核人:审核人:海口市市政工程设计研究院HAIKOU MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE2012年09月目录1工程概况............................................................................................................ - 1 -2地质状况............................................................................................................ - 1 -3技术标准............................................................................................................ - 2 -4计算资料............................................................................................................ - 2 -5作用效应组合.................................................................................................... - 3 -6设防水准及性能目标........................................................................................ - 3 -7地震输入............................................................................................................ - 4 -8动力特性分析.................................................................................................... - 5 -8.1 动力分析模型 (5)8.2 动力特性 (6)9地震反应分析及结果........................................................................................ - 6 -9.1 反应谱分析 (6)9.1.1E1水准结构地震反应 ........................................................................................ - 6 -9.1.2E2水准结构地震反应 ........................................................................................ - 7 -10地震响应验算................................................................................................ - 8 -10.1 墩身延性验算 (10)10.2 桩基延性验算 (10)10.3 支座位移验算 (11)11结论.............................................................................................................. - 11 -12抗震构造措施.............................................................................................. - 11 -12.1 墩柱构造措施 (12)12.2 结点构造措施 (12)1 工程概况海口湾景观桥全桥24m桥宽。
桥梁抗震算例
计算简图某城市互通立交匝道桥上部结构采用预应力混凝土连续梁桥体系,跨径布置为2×25m ,梁宽从10.972m 变化到15.873m ;桥墩和桥台上都设置板式橡胶支座。
以下为该桥采用《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89)的简化计算方法手算的计算步骤及计算结果:附2.1 顺桥向地震力计算该联支座全部采用板式橡胶支座,故地震力由两部分组成:上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载及桥墩地震荷载。
一、上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载上部结构对D6号墩板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载按下式计算:zsp h z i ni itpitpihs G K C C KK E 10β∑==(附2-1)式中,3.1=i C ,2.0=z C ,1.0=h K 1、确定基本参数(1)全联上部结构总重力:2353.4825)86.527.518(⨯+⨯+=zsp G 255023.0⨯⨯⨯+kN 2.16155=(2)实体墩对支座顶面顺桥向换算质点重力:()pff tp ztp GX X G G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+==2131由于不考虑地基变形,即0=f X故 ()p pff tp G GX X G 311312=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+= 而 kN G p 3.57525346.4295.5=⨯⨯= 得 kN G G G p tp ztp 8.1913/===(3)一联上部结构对应的全部板式橡胶支座顺桥向抗推刚度之和1K :m kN K /103915.23.5756244.2480)23(41⨯=⨯+⨯+=(4)设置板式橡胶支座的D6号桥墩顺桥向抗推刚度2K :8015.01=I 4m ,088.12=I 4m ,676.13=I 4m083.105.06.045.01321=-+=I I I I e 从而,得 49233.0m I e =m kN l EI K e D /1055.8746.49233.0103.3335373⨯=⨯⨯⨯== m kN K K D /1055.852⨯==∴ 2、计算桥梁顺桥向自振基本周期T 1[]{}ZspZtp Zsp Ztp ZspZtp Zsp Ztp G G K K G G G K K K G G K K K G g24)()(2121221121121-++-++=ω-24.11s 1=s T 673.1211==ωπ3、计算动力放大系数1β根据1T 及规范三类场地土动力放大系数函数,计算1β:646.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β4、计算上部结构对D6号桥墩产生的水平地震力上部结构对D6号桥墩板式橡胶支座顶面处产生的顺桥向水平荷载按式(附2-1)计算:kN E E iihs hs 6.1302.16155646.01.02.03.1103915.23.575624=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∑二、实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载按下式计算:11hp i z h li i E C C K X G βγ=得 D6号墩kN E th 22.476.1910.10.18482.01.02.03.1=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 三、桥墩顺桥向地震剪力和弯矩第二联D6号桥墩墩底的顺桥向地震剪力和弯矩分别如下:kN Q D 82.13422.46.1306=+=()kN M D 93.585346.422.46.1306=⨯+=附2.2 横桥向地震力计算D6号桥墩横桥向水平地震荷载按下式计算(参见D6号墩计算简图):111i h p i z h i iE C C K X Gβγ= (附2-2)式中,3.1=i C ,2.0=z C ,1.0=h K 1、计算i X 1由于5031.14606.474<==B H 故取 ()fi f i X H H X X -⎪⎭⎫⎝⎛+=13/11不考虑地基变形时:0=f X故有 3/11⎪⎭⎫ ⎝⎛=H H X i i得 889.06.4744.3333/111=⎪⎭⎫⎝⎛=X ,621.06.4747.1133/112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=X2、计算桥墩各质点重力i GkN G 6.80772/2.161550== kN G 4.32825146.2122.61=⨯⨯=kN G 61.247252.2502.42=⨯⨯= 3、计算横桥向基本振型参与系数1γ011.16.247621.04.328889.06.807716.247621.04.328889.06.80771220201=⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==∑∑==ni iini iiG XGX γ 4、计算D6号桥墩振动单元横桥向振动时的动力放大系数1β (1)计算横桥向柔度δ:934.11=I 4m ,700.32=I 4m ,254.103=I 4m32105.06.045.01I I I I e -+= 得 4569.2m I e =H 2H 1HD6号墩计算简图563731076.81/5.11419/10412.1646.5569.2103.333-⨯===+⋅=⨯=⨯⨯⨯==KmkN K K K Ks K m kN l EI K DS De D δ (2)计算桥墩横向振动的基本周期T 1s gG T t 72.122/11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δπ(3)确定动力放大系数1β根据T 1及规范三类场地土动力放大系数函数,得629.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β5、计算各质点的水平地震力根据公式(附2-2)计算作用于D6号桥墩各质点的横桥向水平地震力:kNE kN E kN E hp hp hp 40.26.247586.0011.1629.01.02.03.156.44.328839.0011.1629.01.02.03.155.1336.8077011.1629.01.02.03.1210=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯= 6、计算横桥向地震剪力和弯矩D6号墩墩底的横桥向地震剪力和弯矩分别如下:kN Q D 51.14040.256.455.1336=++=m kN M D ⋅=⨯+⨯+⨯=34.598137.140.2334.356.4346.455.1336。
桥梁抗震算例
计算简图某城市互通立交匝道桥上部结构采用预应力混凝土连续梁桥体系,跨径布置为2×25m ,梁宽从10.972m 变化到15.873m ;桥墩和桥台上都设置板式橡胶支座。
以下为该桥采用《公路工程抗震设计规范》(004—89)的简化计算方法手算的计算步骤及计算结果:附2.1 顺桥向地震力计算该联支座全部采用板式橡胶支座,故地震力由两部分组成:上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载及桥墩地震荷载。
一、上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载上部结构对D6号墩板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载按下式计算:zsp h z i ni itpitpihs G K C C KK E 10β∑==(附2-1)式中,3.1=i C ,2.0=z C ,1.0=h K 1、确定基本参数(1)全联上部结构总重力:2353.4825)86.527.518(⨯+⨯+=zsp G 255023.0⨯⨯⨯+kN 2.16155=(2)实体墩对支座顶面顺桥向换算质点重力:()pff tp ztp GX X G G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+==2131由于不考虑地基变形,即0=f X故 ()p pff tp G GX X G 311312=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+= 而 kN G p 3.57525346.4295.5=⨯⨯= 得 kN G G G p tp ztp 8.1913/===(3)一联上部结构对应的全部板式橡胶支座顺桥向抗推刚度之和1K :m kN K /103915.23.5756244.2480)23(41⨯=⨯+⨯+=(4)设置板式橡胶支座的D6号桥墩顺桥向抗推刚度2K :8015.01=I 4m ,088.12=I 4m ,676.13=I 4m083.105.06.045.01321=-+=I I I I e 从而,得 49233.0m I e =m kN l EI K e D /1055.8746.49233.0103.3335373⨯=⨯⨯⨯== m kN K K D /1055.852⨯==∴2、计算桥梁顺桥向自振基本周期T 1[]{}ZspZtp Zsp Ztp ZspZtp Zsp Ztp G G K K G G G K K K G G K K K G g24)()(2121221121121-++-++=ω-24.11s 1= s T 673.1211==ωπ3、计算动力放大系数1β根据1T 及规范三类场地土动力放大系数函数,计算1β:646.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β4、计算上部结构对D6号桥墩产生的水平地震力上部结构对D6号桥墩板式橡胶支座顶面处产生的顺桥向水平荷载按式(附2-1)计算:kN E E iihs hs 6.1302.16155646.01.02.03.1103915.23.575624=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∑二、实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载按下式计算:11hp i z h li i E C C K X G βγ=得 D6号墩kN E th 22.476.1910.10.18482.01.02.03.1=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 三、桥墩顺桥向地震剪力和弯矩第二联D6号桥墩墩底的顺桥向地震剪力和弯矩分别如下:kN Q D 82.13422.46.1306=+=()kN M D 93.585346.422.46.1306=⨯+=附2.2 横桥向地震力计算D6号桥墩横桥向水平地震荷载按下式计算(参见D6号墩计算简图):111i h p i z h iiE C C K X G βγ= (附2-2)式中,3.1=i C ,2.0=z C ,1.0=h K 1、计算i X 1由于5031.14606.474<==B H 故取 ()fi f i X H H X X -⎪⎭⎫⎝⎛+=13/11不考虑地基变形时:0=f X故有 3/11⎪⎭⎫ ⎝⎛=H H X i i得 889.06.4744.3333/111=⎪⎭⎫⎝⎛=X ,621.06.4747.1133/112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=X2、计算桥墩各质点重力i GkN G 6.80772/2.161550==kN G 4.32825146.2122.61=⨯⨯=kN G 61.247252.2502.42=⨯⨯=3、计算横桥向基本振型参与系数1γ011.16.247621.04.328889.06.807716.247621.04.328889.06.80771220201=⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==∑∑==ni iini iiG XGX γ 4、计算D6号桥墩振动单元横桥向振动时的动力放大系数1β (1)计算横桥向柔度δ:934.11=I 4m ,700.32=I 4m ,254.103=I 4m 32105.06.045.01I I I I e -+= 得 4569.2m I e =H 2H 1HD6号墩计算简图563731076.81/5.11419/10412.1646.5569.2103.333-⨯===+⋅=⨯=⨯⨯⨯==KmkN K K K Ks K m kN l EI K DS De D δ (2)计算桥墩横向振动的基本周期T 1s gG T t 72.122/11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δπ(3)确定动力放大系数1β根据T 1及规范三类场地土动力放大系数函数,得629.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β5、计算各质点的水平地震力根据公式(附2-2)计算作用于D6号桥墩各质点的横桥向水平地震力:kNE kN E kN E hp hp hp 40.26.247586.0011.1629.01.02.03.156.44.328839.0011.1629.01.02.03.155.1336.8077011.1629.01.02.03.1210=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯= 6、计算横桥向地震剪力和弯矩D6号墩墩底的横桥向地震剪力和弯矩分别如下:kN Q D 51.14040.256.455.1336=++=m kN M D ⋅=⨯+⨯+⨯=34.598137.140.2334.356.4346.455.1336。
桥梁抗震设计示例
M R 5998 kN.m M
可见,墩柱截面的抗弯强度不满足要求,必须增加截面纵筋。在截面上下缘各增加一
排 1025 钢筋,如图 7.5 所示。根据计算,该截面的抗弯强度为:
M R 7641 kN.m M
图7.5 截面配筋修改图
桥梁抗震
7.2.3 固定墩的延性能力检算
1 固定墩的延性需求确定 Cz 0.3
7.2.1 设计地震力计算
ms
P CiCz (KhGs id Ri )
K
图7.4 自振特性计算简图
桥梁抗震
K
2
3EI l3
3 3.0 1.35 1.53
2
12 73
1.99 105 kN / m
(I 偏安全考虑,不折减)
体系的自振周期为:
反应谱值:
T 2
ms 2 K
3899 .5 1.99 105
设计
• 减隔震概念设计 • 两种对策比较
桥梁抗震
7.1 基本设计资料
图7.1 某一联高架桥立面图(单位:cm)
中墩每一立柱顶设置一个固 定盆式支座,其它立柱顶设 置单向活动盆式支座。
桥梁上部结构的质量为:
图7.2 某一联高架桥横断面图(单位:cm)
ms (0.618 2.5 0.13 18 2.5 2.6) 110 35.45 110 3899 .5t
0.00427
比
f’l2 /f’பைடு நூலகம்
co
对于矩形截面,有效约束系数K e 可取为 0.75,则:
f 'lx / f 'c K e x f yh / f 'c 0.75 0.00427 340 /(30 0.85) 0.0427
抗震计算—xxx大桥抗震研究最终报告
抗震计算—xxx大桥抗震研究最终报告本文旨在介绍对xxx大桥的抗震计算研究结果,通过对其结构进行分析,可以更好的了解该桥的抗震安全性能。
一、项目概述xxx大桥是一座跨越长江的悬索桥,于xxxx年建成通车。
该桥主梁全长为xxx米,桥塔高度为xxx米,桥面宽度为xx米,设计车道数为xxx,是一座重要的交通基础设施。
本次研究主要针对该桥的抗震性能进行分析。
通过现场勘察、数据分析、数值模拟等方法,对该桥的抗震能力进行评估,提出相关的改进方案和技术措施,以确保其在强震发生时的安全性。
二、现场勘察(1)桥梁结构桥梁结构为钢拱悬索结构,主梁由两个细长的悬索拉起,支撑系路由22个饰面钢箱梁组成,周边横向约束系统为钢骨架悬挂式,主塔和斜塔为钢结构,桥墩为混凝土结构。
(2)地震影响因素该桥位于长江沿岸的中部地区,地震影响主要来自于新疆乌鲁木齐至江阴之间地区的地震。
该地区常发生地震,有较高的地震风险。
三、数值模拟分析(1)策略基于现场勘察结果,本次数值模拟分析采用几何非线性有限元分析方法,以MCE 级别(震级8.0,再现周期2.0s)为荷载情况。
通过分析结构系统的变形、内力等参数,计算得到其抗震性能指标。
(2)模型建立采用ANSYS软件将xxx大桥的结构系统建立成三维结构模型,满足受力条件和几何形状,并考虑各杆件材料的物理特性和几何非线性特性。
模拟过程中考虑桥墩的刚性阻尼特性。
(3)计算结果经过计算,得到了xxx大桥在MCE震级下的应力、变形等参数。
根据计算结果,可以看出该桥在MCE震级下具备较好的抗震性能。
其中,最大应力出现在悬索上,在MCE震级下应力远小于其破坏强度,因此不致于破坏。
桥塔和斜塔的最大应力均位于基座界面,但也未出现破坏。
主梁上部构造的最大位移较大,分析认为其与悬索及缆索之间的剪力有关。
四、改进措施(1)进一步优化桥墩和地基的设计,提高桥墩和地基的抗震能力;(2)加强钢拱悬索结构的钢材设计,提高其刚度和强度;(3)优化钢拱悬索结构的支撑系统设计,提高其抗震性能;(4)加固悬索、缆索的连接系统,防止其在强震中脱落。
桥梁抗震分析报告
抗震分析报告
1. 模型的建立
采用有限元建立模型,主梁桥墩采用梁单元,考虑到地基条件采用墩底固结,在边墩处采用滑动支座,建立的计算模型见图1。
图1 结构动力计算模型
2. 动力特性:
结构动力特性描述见表1,重要振型的振型图见图2~5。
表1 结构振动周期和振型描述
图2 对称侧弯
图3 主墩纵向弯曲
图4 反对称侧弯
图5 主梁对称竖弯
3. 地震动的输入:
根据场地地质条件,地震动的输入偏安全的采用二类场地,根据《公路工程抗震设计规范》第4.2.3条,放大系数见图2。
地震设防烈度采用7度,水平地震系数K h根据《公路工程抗震设计规范》第1.0.8条采用0.1,竖向地震系数K v取K h/2,即0.05。
水平向和竖向采用相同的放大系数,如图6所示。
采用两种地震动输入方式:1)纵向+竖向;2)横向+竖
向,取前300阶,按CQC法进行组合,方向组合采用SRSS 法。
图6. 二类场地放大系数图
4. 桥梁构件的抗震性能:
1)关键构件部位的弹性地震力见表2
表2 关键构件部位的弹性地震力
注:对于桥墩1方向为竖向,2方向为纵桥向,3方向为横桥向;对于主梁1方向纵桥向,2方向为竖向,
3方向为横桥向。
2)关键构件部位的设计地震力
地震设计力F=Cz*Ci*F E,C z为综合影响系数,偏安全的取为1, C i为重要性修正系数, 《公路工程抗震设计规范》第1.0.4条采用1.7, F E为弹性地震力。
关键构件部位的设计地震力见表3。
表3 关键构件部位的设计地震力
3)关键部位位移见表4
表4 关键部位位移。
ch7 桥梁抗震设计示例
V c 0 V n
塑性铰区域内
( =0.85)
V c 0 1694 .4 V n 0.85 3294 2800 kN
塑性铰区域外
V c 0 1694 .4 V n 0.85 4074 3463 kN
可见,墩柱的抗剪强度是足够的。
N (35.45 15 1.5 1.35 2.5 7) 10 5671.9kN
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的计算公式计算,图 7.3 所示的截面在 5671.9kN 的轴力作用下,所能承受的弯矩为:
M R 5998 kN .m M
可见,墩柱截面的抗弯强度不满足要求,必须增加截面纵筋。在截面上下缘各增加一 排 1025 钢筋,如图 7.5 所示。根据计算,该截面的抗弯强度为: M 7641 kN .m M
x
对于矩形截面,有效约束系数
Asx ( 4 2 ) 113 0 .00427 s dc 100 1432 Ke
f’l2 /f’
co
f ' lx / f ' c K e x f yh / f ' c 0.75 0.00427 340 /(30 0.85 ) 0.0427
0.98
桥梁抗震
7.2 “抗震”设计
多跨连续梁桥:仅在中墩设固定支座,其余墩上均设滑动支座。 “抗震”设计的主要任务是设法提高固定墩的抗震能力。 “规范” 与延性设计: 相同之处:设计地震力的计算以及墩柱的抗弯强度验算方面 区别:对墩柱剪切强度的需求 , 以及支座、基础等能力保护构 件的强度需求。此外,“规范”没有要求对墩柱的延性能力进行 检算。
20m连续空心板桥梁墩柱抗震计算分析
t e c h n o l o g i e s o f h i g h wa y b i r d g e c o n s t r u c t i o n a n d ma t t e r s n e e d i n g a t t e n t i o n d u i r n g t h e e x p r e s s wa y b i r d g e c o n s t r u c t i o n
高度的三维有 限元模 型, 验算在 E 1 、 E 2地震作用 下, 该桥 墩墩柱 强度及延性 。
关键词 : 预应 力混凝土连续 空心板桥 ; 抗震设计 ; 桥墩墩 柱强度 中图分 类号 : U 4 4 2 . 5 5 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 3— 6 0 5 2 ( 2 0 1 3 ) 0 2— 0 0 4 9— 0 4
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北 方 交 通
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墩柱尺寸( 4 ) : 墩柱高 1 5 m, 墩柱直径 1 . 3 m, 在
a r e i n t r o d u c e d .
K e y wo r d s E x p r e s s w a y ;B i r d g e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o y ;S g u p p o  ̄e r e c t i o n;C o n c r e t e p o u i r n g
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Di s c u s s i o n o n Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f t h e Ex p r e s s wa y Br i d g e
midas桥梁抗震分析与设计例题
桥梁抗震分析与设计北京迈达斯技术有限公司2007年8月前言为贯彻《中华人民共和国防震减灾法》,统一铁路工程抗震设计标准,满足铁路工程抗震设防的性能要求,中华人民共和国建设部发布了新的《铁路工程抗震设计规范》,自2006年12月1日起实施。
新规范规定了按“地震动峰值加速度”和“地震动反应谱特征周期”进行抗震设计的要求,明确了铁路构筑物应达到的抗震性能标准、设防目标及分析方法,增加了钢筋混凝土桥墩进行延性设计的要求及计算方法。
从1999年开始,中华人民共和国交通部也在积极制定新的《公路工程抗震设计规范》、《城市桥梁抗震设计规范》。
从以上规范的征求意见稿中可以看出,新规范中桥梁抗震安全设置标准采用多级设防的思想,增加了延性设计和减隔震设计的相应规定,对于结构的计算模型、计算方法、以及计算结果的使用有更加具体的规定。
随着新规范的推出,工程师急迫需要具备桥梁抗震分析与设计的能力。
Midas/Civil具备强大的桥梁抗震分析功能,包括振型分析、反应谱分析、时程分析、静力弹塑性分析以及动力弹塑性分析,可以很好地辅助工程师进行桥梁抗震设计。
目录一桥梁抗震分析与设计注意事项 (1)1. 动力分析模型刚度的模拟 (1)2. 动力分析模型质量的模拟 (1)3. 动力分析模型阻尼的模拟 (1)4. 动力分析模型边界的模拟 (2)5.特征值分析方法 (2)6.反应谱的概念 (3)7.反应谱荷载工况的定义 (4)8.反应谱分析振型组合的方法 (4)9.选取地震加速度时程曲线 (5)10.时程分析的计算方法 (5)二桥梁抗震分析与设计例题 (7)1. 概要 (7)2. 输入质量 (8)3. 输入反应谱数据 (10)4. 特征值分析 (12)5. 查看振型分析与反应谱分析结果 (13)6. 输入时程分析数据 (18)7. 查看时程分析结果 (20)8. 抗震设计 (22)一 桥梁抗震分析与设计注意事项1.动力分析模型刚度的模拟建立桥梁动力分析模型时,结构类型需要采用3D ,主梁、桥墩、支座(边界连接)都需要模拟出来。
桥梁抗震分析报告
桥梁抗震分析报告1工程概况1.1概况综述该桥位于某7度区二级公路上,水平向基本地震加速度值0.15g。
按《中国地震动反应谱特征周期区划图》查的场地特征周期为:0.45s。
然后进行现场勘查测得场地土质的和剪切波速,例如表1 场地体制勘探表层底深度(m)层厚(m)土质描述密度(kN·s2/m4) 剪切波速(m/s)3.0 3.0 亚粘土0.017 1354.0 1.0 细砂0.018 2705.5 1.5 轻亚粘土0.018 2706.7 1.2 亚粘土0.018 2708.5 1.8 细砂0.019 27011.5 3.3 粘土0.019 27011.8 基岩1.2场地类别确定(1)根据公式计算土层平均剪切波速:209.8m/s,(2)然后确定工程场地覆盖层厚度:11.5m,(3)根据规范中桥梁场地类别划分表格,确定场地类别为Ⅱ类场地。
(4)采用地震作用效应与永久作用效应组合进行地基抗震验算。
(5)根据土质判断是否需要抗液化措施,经判断本场地地基不液化,不需要进行抗液化措施。
1.3桥梁概况本桥总体布置为40m+40m+40m的连续刚构桥,截面是单箱单室(如图2.1所示),桥宽9.3m,墩高10m,桥墩截面如图2.2所示。
图1 跨中箱梁截面图2 桥梁布置图图3 V型桥墩构造图预应力布置形式:跨中部分配置顶板预应力,边跨配置底板预应力。
1.4技术指标荷载等级:城-A地震设防烈度:8度设计安全等级:二级结构重要性系数:1.01.5材料(1)混凝土。
主梁采用JTG04(RC)规范的C50混凝土,桥墩采用JTG04(RC)规范的C40混凝土。
(2)钢材,采用JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860(3)预应力:钢束(φ15.2 mm×31)截面面积:Au = 4340 mm2孔道直径:130 mm钢筋松弛系数:选择JTG04和0.3(低松弛)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm,结束点:6mm,张拉力:抗拉强度标准值的75%,张拉控制应力1395MPa2研究内容、规范及标准2.1研究内容本报告主要进行了以下三方面的工作:(1)桥梁动力特性分析。
常规等宽高架桥的抗震计算分析与验算
常规等宽高架桥的抗震计算分析与验算文章以市政高架桥中常用的三联等宽标准段箱梁桥为例,对比了反应谱分析、线性时程分析和非线性时程分析三种方法的计算结果,验算了桥墩墩柱及桥墩系梁,结果表明:地震波沿纵桥向输入时,反应谱计算结果和线性时程计算结果较为接近,最大误差在20%以内;非线性计算结果远小于另外两种方法;地震波沿横桥向输入时,三种方法的计算结果较为接近;固定墩作为承担地震力的主要构件,在设计的时候可以适当地加大固定墩的墩柱尺寸及对应的支座竖向承载能力要求;地震动沿横桥向输入时,桥墩系梁为抗震不利段,抗震计算时需重点考虑。
标签:等宽标准段箱梁;非线性时程;地震力;支座水平力;墩底最大弯矩;桥墩系梁最大弯矩Abstract:In this paper,with the example of standard box girder bridge with equal width commonly used in municipal viaduct,the calculation results of response spectrum analysis,linear time-history analysis and nonlinear time-history analysis are compared,and the bridge piers and pier girders are checked and calculated. The results show that when the seismic wave is input along the longitudinal bridge,the result of response spectrum calculation is close to that of the linear time history calculation,the maximum error is less than 20%,the nonlinear calculation result is much smaller than by the other two methods,and the seismic wave is input along the transverse bridge direction. The calculation results of the three methods are close;the fixed pier,as the main component bearing the seismic force,can appropriately increase the size of the pier and the corresponding vertical bearing capacity requirements in the design of the fixed pier;when the ground motion is input along the transverse bridge,the vertical bearing capacity of the fixed pier can be appropriately increased when the ground motion is input along the transverse bridge. The bridge piers and girders are the unfavorable seismic section,which should be taken into account in seismic calculation.Keywords:equal-width standard segmental box girder;nonlinear time history;seismic force;horizontal force of support;maximum moment of pier bottom;maximum moment of bridge pier girder隨着2008年汶川大地震的爆发,人们对桥梁结构的抗震分析及验算越来越看重,特别是人口密集度高的城市快速路高架桥。
桥梁结构第6章 桥梁延性抗震设计实例
1)E1地震作用
按规范要求,在E1地震作用下,应进行桥梁结构的弹性地震 反应分析,并验算包括延性构件在内的结构全部构件是否满 足弹性性能要求。根据延性抗震设计中的能力设计方法,在 整个结构体系中,强度上的首要薄弱部位应是延性构件的弯 曲塑性铰区,因此,在E1地震作用下,实际上只要进行延性 构件潜在塑性铰区的抗弯强度验算即可,通常包括地震反应 的计算和墩柱的强度验算。
Mz MD ME 0 161311.7 0.3 1.94104 kN m
Ec Ieff
M y 3.85106
y
kN m2
Ke 3.07103 kN / m
T 2
mt 2
Ke
1.09 103 3.07 103
3.74s
0.45Smax
2 Smax S 2Smax (Tg / T )
2
0.2
1
T 5Tg
Smax
T 0s 0.1s T Tg Tg T 5Tg 5Tg T 6s
图6-5 E1、E2地震加速度反应谱
图6-6 计算模型
6.2.2 计算模型
桥梁工程的抗震设计过程一般包括七个步骤,即抗震 设防标准选定、地震输入选择、抗震概念设计、延性 抗震设计(或减隔震设计)、地震反应分析、抗震性 能验算以及抗震措施选择等,其中延性抗震设计是整 个过程的关键。
6.1 桥梁延性抗震设计步骤
6.1.1 地震动输入
在进行桥梁的地震反应分析时,通常应根据现 行《中国地震动参数区划图》查得该地区设计基本 地震加速度值和根据设计地震分组,由场地类别查 得场地的特征周期,再根据桥梁的类型,结合设防 烈度,选用抗震设计方法,确定地震调整系数以及 E1和E2地震作用水平设计反应谱。
抗震计算—某大桥抗震计算书
一、工程概况XX〔连汪坝〕至南华县城一级公路K38+890[右24×20/左25×20m] 预应力砼小箱梁桥位于拖木古村北面的XX江河谷内,为跨山间河流凹地的桥梁。
中心里程为K38+890,起止点里程为右K38+646.96〔左K38+626.96〕~K39+113.04,桥面净宽2×14.75米,最大墩高18.27米,全长992.16米(单幅计列);上部构造为预应力混凝土箱形连续梁桥,下部构造及根底均为柱式轻型桥台、双柱式桥墩及桩根底.本桥平面分别位于缓和曲线(起始桩号K38+656.96,终止桩号:K38+713.512,参数A:324.207,右偏)、圆曲线(起始桩号:K38+713.512,终止桩号:K39+087.738,半径:457m,右偏)和缓和曲线(起始桩号:K39+087.738,终止桩号:K39+134.838,参数A:324.207,右偏)上,纵断面纵坡1.8%;墩台径向布置。
根据?中国地震动参数区划图?〔GB18306-2001〕及?XX省地震动峰值加速度区划图?、?XX省地震动反响谱特征周期区划图?,桥位处中硬场Ⅲ类场地,地震动峰值加速度值为0.15g,地震动反响谱特征周期为0.45s,地震根本烈度值为Ⅶ度,分组为第二组。
本计算书对大桥左幅第三联进展计算,桥型布置图如下列图所示。
图1.1 桥型布置图图1.2 剖面示意二、自振特性分析全桥有限元计算模型示于图2.1,从左到右依次是8号墩、9号墩、10号墩、11号墩、12号墩,8号墩、12号墩为过渡墩,10号墩为固定墩。
其自振周期及相应振型列于表2.1,示于图2.2。
图2.1 有限元模型表2.1 自振特性一览表模态号频率/Hz 周期/s1 0.563966 1.7731562 1.225745 0.815833 1.36501 0.7325954 1.433196 0.6977415 1.783993 0.560546 2.058775 0.485726第一阶振型第二阶振型第三阶振型第四阶振型第五阶振型第六阶振型图2.2 振动模态三、地震输入E1、E2水准地震时,均按反响谱输入。
桥梁抗震计算实例分析
桥梁抗震计算实例分析摘要:桥梁是交通生命线工程中重要组成部分,地震作为我国主要的自然灾害类型,一旦发生就可能造成极大的破坏,道路桥梁是抗震救灾的重要通道,必须具备较强的抗震性能。
我国地震时常发生,震害强烈,破坏力大。
因此,对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。
我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计,增进抗震措施的理论发展和实践技术,来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失。
关键词:桥梁抗震加强防震措施Anti-seismic calculation and strategy of bridgesYu WenxiangAbstract:Bridges are an important part of traffic lifeline engineering. Earthquakes, as the main type of natural disasters in China, may cause great damage once they occur. Road and bridge are important passages for earthquake relief and must have strong seismic performance. Earthquakes often occur in China, with strong damage and great destructive force. Therefore, for highway and bridge construction in China, it is necessary to strengthen seismic measures to reduce the losses caused by earthquakes. The relevant departments of safety and disaster prevention in China should constantly strengthen the quality specification and design of highway and bridge, enhance the theoretical development and practical technology of anti-seismic measures, so as to protect people's property from greater losses in earthquake disasters.Keywords: Bridge seismic resistance Strengthen measures of seismic resistance0 引言自2008年汶川大地震以来,我国政府高度重视各领域各建筑的抗震防震措施。
桥梁抗震算例
某城市互通立交匝道桥上部结构采用预应力混凝土连续梁桥体系, 跨径布置 为2X 25m ,梁宽从10.972m 变化到15.873m ;桥墩和桥台上都设置板式橡胶支 座。
以下为该桥采用《公路工程抗震设计规范》(004— 89)的简化计算方法手算 的计算步骤及计算结果:附2.1顺桥向地震力计算该联支座全部采用板式橡胶支座,故地震力由两部分组成:上部结构对板式 橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载及桥墩地震荷载。
一、上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载上部结构对D6号墩板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载按下式计算:K tEm s =^^Ci C z K h 「G zsp(附 2- 1)■- K itpi =0式中,C i =1.3 , C z =0.2 , K h =0.1 1、确定基本参数(1) 全联上部结构总重力:G zs p =(518.7 52.86) 25 48.53 23 0.3 2 50 25 =16155.2kN(2) 实体墩对支座顶面顺桥向换算质点重力:而 G p =5.295 4.346 25 =575.3kN 得 Gzt p =G tp = G p /3 =191.8kN(3)—联上部结构对应的全部板式橡胶支座顺桥向抗推刚度之和K 1 :K^(3 2) 2480.442 5756.3 =2.3915 104kN /m(4) 设置板式橡胶支座的D6号桥墩顺桥向抗推刚度K 2:p 壬F 試F 灵F #计算简图由于不考虑地基变形,即 X f =04 4 4 「0.8015 m4,12=1.088 m4,13=1.676 m41 = 0^.0^_0^5=1.0831 e1 11 21 3从而,得 I 0.9233m 4, 3EI e 3 X3.3 X 107X 0.9233 K D = p —=5.K 2=K D =8.55 10 kN /m3、计算动力放大系数“根据T ;及规范三类场地土动力放大系数函数,计算 ・:4、计算上部结构对D6号桥墩产生的水平地震力上部结构对D6号桥墩板式橡胶支座顶面处产生的顺桥向水平荷载按式(附 2-1)计算:2 5756.34 1.3 0.2 0.1 0.646 16155.2 =130.6kN 2.3915 10、实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载按下式计算:E hp 二 CGK h S 1XG得 D6 号墩 丘山=1.3 0.2 0.1 0.8482 1.0 1.0 191.76 = 4.22kN 三、桥墩顺桥向地震剪力和弯矩第二联D6号桥墩墩底的顺桥向地震剪力和弯矩分别如下:Q D 6 =130.64.22 =134.82kNM D6 二 130.6 4.224.346 =585.93kN5= 8.55 10 kN /m4.74632、计算桥梁顺桥向自振基本周期 T i2 GZtp K 1(K1K2)G Zsp1=g1也那心(2K 2)G zspF-4G ztp G zsp K 1K 2:22G ztp G zsp■2= 14.11s2 ■:T |1.673s"2.25〔0.45、-------- I0.95=0646E hs ■— E ihsi附2.2横桥向地震力计算D6号桥墩横桥向水平地震荷载按下式计算(参见 D6号墩计算简图):式中,C j =1.3,C z =0.2,K h =0.1 1、计算X i,由于 H二474色=1.031 :: 5B 4602、计算桥墩各质点重力G jG 0 =16155.2/2 =8077.6kN G 1 =6.122 2.146 25 =328.4kN G 2 =4.502 2.2 25 =247.61kN3、计算横桥向基本振型参与系数11 8077.6 0.889 328.4 0.621 247.6 221 8077.60.8892 328.4 0.6212 247.64、计算D6号桥墩振动单元横桥向振动时的动力放大系数 (1) 计算横桥向柔度S :丨1 =1.934 m 4, 12 =3.700 m 4 , 13 =10.254 m 41 0.45 0.6 0.05---- = -------------- r ---------- ----- - --------I e11I 2I 3得 l e =2.569n 4"C C K ih i X G i(附 2-2)故取 X ^二X f •汕1-Xf )不考虑地基变形时:X f -0G1G2.故有 X 1i 二D6号墩计算简图X 11/ 、1/3 需=0'889,X">J/3[113.7、 “I ------- I =0.621 <474.6 丿n' X i G ii出n2' X i G ii =0= 1.011Ks KK— =11419.5kN/mK S K D -=8.76 10$ K(2) 计算桥墩横向振动的基本周期 T 1(3) 确定动力放大系数'根据T 1及规范三类场地土动力放大系数函数,得 』 ,0.95盘 『0.45、宫=2.25 汉 ——I =0.629 1 <T 丿 5、计算各质点的水平地震力根据公式(附2-2)计算作用于D6号桥墩各质点的横桥向水平地震力:E 0h p =1.3 0.2 0.1 0.629 1.011 8077.6 = 133.55kN E 1hp =1.3 0.2 0.1 0.629 1.011 0.839 328.4 = 4.56kN E 2hp =1.30.2 0.1 0.629 1.011 0.586 247.6 = 2.40kN&计算横桥向地震剪力和弯矩D6号墩墩底的横桥向地震剪力和弯矩分别如下:Q D 6 =133.554.56 2.40 =140.51kNM D 6 =133.55 4.3464.56 3.3342.40 1.137 = 598.34kN mK D3Ele 3 3.3 107 2.5695.64636 = 1.412 10 kN/m。
桥梁抗震设计案例分析
桥梁抗震设计案例分析桥梁作为交通建设中不可或缺的一部分,其安全性和抗震能力显得尤为重要。
本文将通过分析一个桥梁抗震设计案例,探讨如何在设计中提高桥梁的抗震能力以确保其在地震中的安全性。
1. 桥梁抗震设计的背景与重要性随着交通的发展和城市的扩张,桥梁作为城市重要的交通纽带,其抗震性能日益受到关注。
地震作为一种具有瞬时性和破坏性的自然灾害,常常给桥梁结构带来极大的冲击和破坏。
因此,提高桥梁抗震设计的能力迫在眉睫。
2. 抗震设计案例分析本案例选取了某城市的一座桥梁项目,进行了详细的抗震设计和分析。
设计团队根据地震烈度、地质条件、桥梁结构形式等因素,采取了以下措施提高抗震能力。
2.1 结构形式的选择基于地震力的分析,设计团队选择了合适的桥梁结构形式。
在本案例中,采用了钢筋混凝土箱梁桥结构,该结构在抗震性能方面具有较强的优势。
其稳定性好、刚度大、抗震能力强等特点,能够有效减轻地震对桥梁的破坏。
2.2 桥梁基础的设计在设计过程中,对桥梁的基础进行了合理的设计。
通过对地质勘察数据的分析,确定了地基的承载力和稳定性。
设计团队选用了深基坑开挖技术,采用了加固措施,提高了桥梁的稳定性和抗震性能。
2.3 结构材料的选择与加固在本案例中,设计团队选用了高强度混凝土和高强度钢材作为桥梁的主要结构材料。
这些材料具有良好的抗震能力和耐久性,能够在地震中有效地保护桥梁的安全。
同时,对于既有桥梁,针对其结构进行了加固处理,提高了其抗震能力。
2.4 抗震隔震与减震设计设计团队在本案例中还考虑了抗震隔震与减震设计。
采用了隔震支座及阻尼器等装置,将地震所产生的能量有效地分散和减震,从而保护了桥梁的安全。
3. 案例分析结果通过抗震设计措施的选择和实施,本案例中的桥梁在地震中表现出良好的抗震能力和稳定性。
在地震发生后,桥梁结构基本完好,没有发生严重的损坏和破坏,确保了通行安全。
4. 结论通过本案例的分析可以看出,桥梁抗震设计是确保桥梁安全和稳定的关键要素之一。
抗震计算—桥墩抗震计算
抗震计算选用最不利的空心板处的独柱墩进行抗震计算(一)设计资料1、上部构造:3孔25m连续桥面简支空心板,25m预制后张预应力空心板,计算跨径为24.26m,每跨横向设6块板。
桥面现浇10cm厚50号混凝土,7cm沥青混凝土。
2、桥面宽度(单幅):0.5 (防撞护栏)+净7.0 (行车道)+ 0.5m(护栏)=8.0m °3、设计荷载:公路H级。
4、支座:墩顶每块板板端设GYZ250x52m板式橡胶支座2个。
5、地震动峰值加速度:0.10g。
6、下部构造:巨型独柱墩,1.3 X 1.5m ;钻孔桩直径1.5m,均值长40m墩柱为30号混凝土,桩基础为30号混凝土,HRB335钢筋。
桥墩一般构造如下:(二)恒载计算1=上部恒载反力(单孔)空心板:4.7843 x 25x 26= 3109.8kN桥面铺装(包括50号混凝土和沥青混凝土):7x 25x 0.1 x 26+ 7x 25x 0.07 x 24= 749kN防撞护栏:0.351 x 25x 25x 2 二438.8kN合计:3109.8 + 749+ 438.8 二4297.6kN 2、下部恒载计算1)盖梁加防震挡块重力P G二23.358 x 26= 607.3kN2)墩身重力Pd二3.23 x 13x26二1091.7kN3)单桩自重力2P —X 1.5 X 40x 25= 1767.1 kN4(三)水平地震力计算1'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荷载ihs = ---------- -CiCzKh*1 G SPx KtPi W式中:C 二 1.7 , Cz二0.3 、 Kh二0.2根据地质资料分析,桥位所在地土层属皿类场地,所以有匸2.25 x (侶)诬对于板式橡胶支座的梁桥1=—■ -1其中:2GtpKi (Ki K2)G S P-{[ GtpK (K K2)Gs P]2 -4GPGspKiK2}1/2W1=g- g= iSi=J 计算采用3孔x 25m为一联,故n二2;s GdArK is 二i u y t 其中:ris二2x 12= 24,Gd二1200kMn由橡胶支座计算知i 2 2二x 0.252二0.0491m24't 二0.032mis二24 x g竺2a - 44190kN4n0.032K 1= 44190kN/mKnJ二K iRiT3hEi ip —11其中:墩柱采用30号混凝土,则E c二3.00 x 104MPaE4 3 71= 0.8 x 3.00 x 10x 10 二2.4 x 10 kN/m按墩高H= 13+2=15mg制设计,支座垫石+支座厚度二0.1 + 0.052二0.152m其中:丨 — li —15.152m3151523 25JJ^2桩的计算宽度:b 匸 0.9(d+1)= 0.9 x (1.5 + 1)= 2.25m桩在土中的变形系数:a 二普4m—onnnnkM%vi其中:桩采用30号混凝土,则E a —3.0 x 104MPa(X 5 200002f5 — 0.3763\ / L CC A AIi= 15+ 0.142= 15.152m柱惯 矩:I 1= 0.4531m 43 0.4531 2.4 107K P —3 — 9378.1 kN4n15.152K= 9378.1 kIWG P 3X 4297.6 4-2 6446.4kNG PG P + r| G其中:G CP — 607.3kNGP = 1091.7kNT] — 0.16( xf+2xf ,+XfX i +Xt 1 +1)2 f 2 2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:Xo+ X Q0.000107 El7兀0.8 X 3.0 X 10 X — 64X 1.565.964 X 10桩长h 二40mOCh 二 0.3763 x 40二 15.052m> 2.5m取 a h 二 4.0,故 KI 二 0 从而有1 B3D 4 A B4 D3'02:旧 A3B4-A4B3J EIB3C4 B4C3A3 B A -A 4B 3“ _1A3 D4 - A4 D3申 0— (__ :2EI A3B4-A4B3A3C4 /4C3)A3 B4 -A 4 B3由公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)附表6.11查得Bg D A -B^. DgA3 B4 - A4 B3 AQ 二A±D ?二 1 625A3 B4_A B3A3 B4 - A4 B32.441 1.625lo32:El :El2.4410.37633 5.964 1 06=0.00002328丄 1.6251.75110.① °= - r )a 2 ElaEI_i 1.625 ——(2*)0.3763 5.964 10二一0.000009116Xd 二 0.00002328 + 0.000009116 x 15.152+ 0.000107二0.0002684C 4 - A4 C3二 1.751B3C" B4C3 A3 B4 - A4 B31.625 15.152 0.3763 2 5.964 1 06丄 1.751 ”5.1520.3763 5.964 10>o=O三2328 二0.08 67 Xd 0.0002684•°-CO 1 二二9.8H/2 —X(P el 9^2 + X Q/2— Xo —(P el o/2 + §48Eih3 二0.00002328+ 0.0000091 x l5l52 + ____ 5x15.152 ______248 2.4 1070.4531 二0.0001255X“2 二皿0.0001255 = 0.4676A Xr0.000268422n = 0.16x (0.0867 +2 X 0.4676 +0.0867 X 0.4676+0.4676+1)二0.3125G P二607.3 + 0.3125 x 1091.7= 948.5kNGtpKi (Ki K2)Gsp-{[Gt P Ki2 1 /2(Ki K2)G SR] -4G t pGspKiK2}2G SP G tP948.5 44190 (44190 9378.1) 6446.4 ・{[ 948.5 44190(44190 9378.1) 6446・4户・4 948.5 6446.4 44190 9378.13 948.5 6446.4二10.67co 1 =3.267「二一二 1.923.267卩1= 2.25 XKtp 二Kis +Kip 二44190 9378.1 二7736.3kN4n贝卩Eihs二彳卜 1.7 汉0.3 汉0.2 汉0.567 汉6446.4 二372.82kN2)墩身自重在板式支座顶面的水平地震荷载E hp二GCzKhGp二 1.7 0.3 0.2 0.567 948.5= 54.86kN 支座顶面的水平地震力总和为(四)墩柱截面内力及配筋计算(柱底截面)1、荷载计算上部恒载反力:4297.6kN下部恒载重力:1091.7 + 607.3 二1699kN作用于墩柱底面的恒载垂直力为N 恒二4297.6+ 1699= 5996.6kN 水平地震力:H二427.68kN水平地震力对柱底截面产生的弯矩为M 二427.68 x 15.152= 6480.2kN ・ m 2、荷载组合1)垂直力:N= 5996.6kN2)水平力:H=427・68kN3)弯矩:M 二6480.2kN・m3、截面配筋计算偏心矩:eo= IWNd= 6480.2/5996.6 = 1.081m 构件计算长度:1。
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桥梁抗震计算实例分析
发表时间:2019-10-24T16:10:19.713Z 来源:《科学与技术》2019年第11期作者:俞文翔[导读] 对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。
(苏州同尚工程设计咨询有限公司, 江苏苏州215000)摘要:桥梁是交通生命线工程中重要组成部分,地震作为我国主要的自然灾害类型,一旦发生就可能造成极大的破坏,道路桥梁是抗震救
灾的重要通道,必须具备较强的抗震性能。
我国地震时常发生,震害强烈,破坏力大。
因此,对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。
我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计,增进抗震措施的理论发展和实践技术,来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失。
关键词:桥梁抗震加强防震措施Anti-seismic calculation and strategy of bridges Yu Wenxiang
Abstract:Bridges are an important part of traffic lifeline engineering. Earthquakes, as the main type of natural disasters in China, may cause great damage once they occur. Road and bridge are important passages for earthquake relief and must have strong seismic performance. Earthquakes often occur in China, with strong damage and great destructive force. Therefore, for highway and bridge construction in China, it is necessary to strengthen seismic measures to reduce the losses caused by earthquakes. The relevant departments of safety and disaster prevention in China should constantly strengthen the quality specification and design of highway and bridge, enhance the theoretical development and practical technology of anti-seismic measures, so as to protect people's property from greater losses in earthquake disasters. Keywords: Bridge seismic resistance Strengthen measures of seismic resistance 0 引言
自2008年汶川大地震以来,我国政府高度重视各领域各建筑的抗震防震措施。
以在桥梁设计方面,苏州地区抗震设防烈度也由原来的VI度区变成VII度区,所以相应的桥梁的细部抗震设计构造也相应的加强。
1 工程概况
太仓市太浏快速路(陆新路~G346)新建工程路线全长约5.72km。
路线西起现状江南路与陆新路交叉口西侧约500m处,向东经陆新路、太仓火车站站前大道、沪通铁路、M1线、新浏线、浏河西部工业区规四路、规划苏张泾路、规三路,终点与G346相接。
拟建的石头塘桥跨径为3×16m,上部结构采用钢筋混凝土现浇板、预应力混凝土空心板梁,下部结构采用桩柱式桥台、桩柱式桥墩,基础均采用钻孔灌注桩基础。
2 技术标准
道路等级:一级公路兼顾城市快速路功能。
桥梁宽度:同道路。
荷载等级: 公路-I级。
通航要求:无。
抗震设防标准:地震基本烈度为VII度,场地地震动动峰值加速度0.1g,抗震设防类别为B类。
结构安全等级:一级。
环境类型:除桩基采用II类其余均采用Ⅰ类。
桥梁设计基准期:100年,桥梁结构设计使用年限,大中桥:100年,小桥:50年。
3 桥梁中的抗震设计原理
3.1、静力法
静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一因素,忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响应用存在较大的局限性。
事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震运动具有相同的振动所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构应用静力法近似计算。
3.2、反应谱法
目前我国的公路及铁路桥梁均主要采用反应谱法。
反应谱法的思路是对桥梁结构进行动力特性分析(固对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大频率,主振型)地震反应计算最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合,近似求得结构的整体最大反应值。
3.3、动态时程分析法
相比上述2种理论方法而言,动态时程分析法形成较早,通过计算机程序来精准地求解结构反应时程。
动态时程分析法具有较强的技术性与复杂性,以构建模型的方式呈现出较高的精准性。
综上所述:石头塘桥属于中桥采用B类抗震设计方法,所以由【5】中的6.1.3条桥梁抗震分析方法采用反应谱法。
4 抗震计算实例
4.1、地震动参数汇总如下:
地震动峰值加速度0.15g,IV类场地,特征周期0.65s。
桥梁抗震设防分类为乙类,桥梁抗震设计方法为B类,E1地震作用重要性系数为0.35。
4.2、计算模型
石头塘桥立面图如下图所示:
抗推刚度计算:
本桥支座为圆板式橡胶支座,根据支座与墩台的抗推刚度的集成情况分配和传递制动力。
①桥台的支座抗推刚度
本桥桥台为埋置式轻型桥台,因台身埋置,故刚度较桥墩大很多,可以承受较多的制动力,从而使桥墩承受的制动力大为减少。
由于桥台抗推刚度较大,可以假定为无穷大,其上有一排D200x42圆形板式橡胶支座(28个),支座橡胶层厚度偏安全地取t=42mm,橡胶支座
剪切弹性模量G=1.1MPa,则0台、3台上一排支座的刚度为:
1#墩、2#墩上分别有两排支座,一排支座的抗推刚度为23038.3kN/m,两排支座并联后刚度为46076.6kN/m。
两排支座并联后与桥墩在墩顶串联,串联后刚度为:
根据《城市桥梁抗震设计规范》5.4.2有地震作用时于桥台台背的土动土压力为:。