桥梁墩柱抗震-自己编

（一）设计资料1、基本数据及地质资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Ⅰ类场地地基土比例系数5000KN/m4E1地震作用调整系数Ci10.35E2地震作用调整系数Ci22.22、上部构造数据跨径18m一联孔数51孔上部结构重力3112.1KN3、下部结构数据台身高度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）1352.241814.491814.494、支座数据墩台号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）恒载计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）水平地震力计算1、E1地震作用下水平地震力计算根据《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：Mt=Msp+ηcpMcp+ηpMp(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墩台号0号桥台1号墩支座抗推刚度K0s10765.7121531.43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0.110.11li（m）4.944.94柱采用C30混凝土，则：Ecd=30000柱采用30混凝土，则：Ecz=30000水平向设计加速度反应谱值S=支座抗推刚度支座顶至一般冲刷线距离max12gmax2max2max)5(2.045.0STTTTSSSg）（2tTMsnjrdtAG1ACSi25.2max桩柱惯性矩：I=π*d4/643nEI/li3墩号1号墩2号墩柱截面惯性矩Id（m4）4.91E-024.91E-020.8EcdId(KN·m)1.18E+061.18E+06桩截面惯性矩Iz（m4）1.02E-011.02E-010.8EczIz(KN·m)2.44E+062.44E+06Kip(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）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ηcpMcp墩号0号台1号墩ηcpMcp117.1952.74桥墩对板式橡胶支座顶面处的换算质点质量为ηpMp式中：ηp=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-φ0li+XQ其中：墩号1号墩2号墩XQ=li3/（3EdId）(m)3.4089E-053.4089E-05一座桥墩墩顶抗推刚度之和：Kip=84535.21ipisipisKKKK桩的计算宽度b1=0.9*（d+1）（m）1.981.98桩的变形系数α=0.3323120.3323αh=9.97m≥2.5m故kh=0X0=φ0=由《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)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-05φ0-1.67E-05-1.67E-05Xp1.73E-041.73E-04Xf=X0/Xp3.28E-013.28E-01XQ/2=5li3/(48EdId)1.07E-051.07E-05XH/2=X0-φ0li/2+XQ/21.09E-041.09E-04Xf/2=XH/2/Xp6.27E-016.27E-015zz1IEmb)1(34433443344334432BABACACAIElBABADADAIEzzizz34433443BABADADA34433443BABACACA3443344323443344331BABACBCBIElBABADBDBIEzzizz34433443BABADBDB34433443BABACBCBηp1.76E-011.76E-01ηpMp2.52E+002.52E+00墩号0号台1号墩ηcpMcp117.1952.74ηpMp0.002.52MspMt（t）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（ηcpMcp+ηpMp）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）146.80161.372、E2地震作用下水平地震力计算根据《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地震基本烈度抗震设防类别乙丙表3.3.3桥梁抗震设计方法选用2043.221587.812tTM6度BC7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（ηcpMcp+ηpMp）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)抗震验算1、E1地震作用下桥梁支座抗震能力验算（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）；Σt：板式橡胶支座橡胶层总厚度（m）；Σt=tanγ：橡胶片剪切角正切值；tanγ=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）；EEXXttanTHDdEXXXX5.0dzdcTKKKTl0.5XKd、Kt分别为桥墩、桥台组合抗推刚度；XT=αd：支座调整系数，一般取2.3；故：XE=0.0207mΣtXE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：μd：支座的动摩阻系数；μd=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=αd：支座调整系数，一般取2.3；故μdRb=155.61KNEhzh=222.39KNμdRb=Ehzh是否满足要求否2、E2地震作用下桥梁支座抗震能力验算（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）hzhbdERdzdcTKKKTl0.5XBBXXttanhzthzdhzedhzhE5.0EEE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）；Σt：板式橡胶支座橡胶层总厚度（m）；Σt=tanγ：橡胶片剪切角正切值；tanγ=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=0.0551mΣtXE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：μd：支座的动摩阻系数；μd=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=αd：支座调整系数，一般取2.3；故μdRb=155.61KNEhzh=592.82KNBBXXttanTHDBXXXX5.0hzhbdERdzdcTKKKTl0.5XhzthzdhzehzhE5.0EEEμdRb=Ehzh是否满足要求否3、E1地震作用下桥台台背的主动土压力根据《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；γs:土的重力密度（KN/m3）；γs=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=53.73KN4、E2地震作用下桥台台背的主动土压力根据《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；γs:土的重力密度（KN/m3）；γs=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=）（AA2seatangA31KH5.0E2AA2A)sin1(cosKAA）（AA2seatangA31KH5.0E2AA2A)sin1(cosKAAEea=56.34KNγ0.456999m3号墩4号墩5号台2221.41.41.5516.88516.881148.423.433.4301110000001.21.21.23112.13112.11556.051814.491814.491352.2353号墩4号墩5号台2828140.0490.0490.0490.060.060.060.03140.03140.03143号墩4号墩5号台516.88516.881148.42000140.08140.080.00000T=00.1s＜T≤TgTg＜T≤Tg5Tg≤T＜6s2号墩3号墩4号墩5号台21531.4321531.43########10765.713号墩4号墩4.834.830.000.000.110.114.944.94MPaMPa5.2.1-1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-021.18E+061.18E+061.02E-011.02E-012.44E+062.44E+060.482253095.87E+0