抗震计算—3-30混凝土小箱梁抗震计算.doc

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一、工程概况
K44+033.729/K44+035.763桥位于楚雄连汪坝至南华县城一级公路7合同牛凤龙段，为主线上跨楚大高速而设。孔跨布置为左幅3×30+3×30+3×30+(50+60+40)m，右幅4×30+4×30+(50+60+50)m先简支后连续预应力小箱梁和连续钢箱梁桥，错墩台设置。本桥平面分别位于缓和曲线(起始桩号:K43+819.332，终止桩号:K43+925.604，参数A:312.65，右偏)、圆曲线(起始桩号:K43+925.604，终止桩号:K44+165.386，半径:425m，右偏)和缓和曲线(起
始桩号:K44+165.386，终止桩号:K44+238.925，参数A:312.65，右偏)上，纵断面纵坡-1.81%；墩台径向布置。采用3、4孔一联连续结构，按半幅计左幅桥设4联，右幅桥设3幅，全桥共设9道伸缩缝。本计算为左幅第二联3×30先简支后连续预应力小箱梁。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《云南省地震动峰值加速度区划图》、《云南省地震动反应谱特征周期区划图》，桥位处中硬场地类型3区，地震动峰值加速度值为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度值为Ⅶ度，分组为第二组。

图1.1桥型布置图

图1.2剖面示意
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4号墩、5号墩，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/s振型特征10.2451934.078413主梁纵飘20.9157991.0919435号墩顺桥向弯曲31.6769690.596314主梁横向对称弯曲42.7757480.3602635号墩扭转弯曲53.1016960.322404主梁竖向反对称弯曲63.1892870.313550主梁竖向对称弯曲

第一阶振型主梁纵飘第二阶振型5号墩顺桥向弯曲

第三阶振型主梁横向对称弯曲第四阶振型5号墩扭转弯曲

第五阶振型主梁竖向反对称弯曲第六阶振型主梁竖向对称弯曲
图2.2振动模态
三、地震输入
E1、E2水准地震时，均按反应谱输入。E1、E2反应谱函数分别如下图3.1、3.2所示。
桥位处中硬场地类型3区，地震动峰值加速度值为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度值为Ⅶ度。

图3.1E1反应谱函数

图3.2E2反应谱函数
抗震性能验算
4.1E1作用下桥墩的抗震强度验算
桥墩截面尺寸如图4.1所示。

图4.1桥墩截面
4.1.1E1作用下桥墩抗压能力验算
5号墩左侧墩柱底单元截面使用阶段正截面轴心抗压承载能力验算:
1)、截面偏心矩为0,做轴心抗压承载力验算:
γ0×Nd=4668.23kN
Nn=0.90φ(fcdA+fsd'As')
=0.90×1.00×(13.80×2250000.00+330.00×41823.60)
=40366.61kN
γ0×Nd≤0.90φ(fcdA+fsd'As')，轴心受压满足要求。
2)、5号墩左侧墩柱底单元Fx最小时(My)的偏心受压验算:
=2393804565.03/4668227.83=512.79mm
=1.10×512.79+1500.00/2-74.00=1240.86mm
=1.10×512.79+74.00-1500.00/2=-111.14mm
Nd=4668.23kN，=4668.23kN.
=5792.61kN·m，=-518.83kN·m
假定大偏压,对γ0N0作用点力矩取零,得到x计算的方程为:
fcd×b/2×x^2+fcd×b×(e-h0)×x+fcd×(bf'-b)hf'(e-h0+hf'/2)-fsdAse+fsd'As'e'=0
求得x=906.03mm.
此时x>×,为小偏压,应重新计算x:
取对γ0N0作用点力矩为零的条件,得到x计算的方程为:
fcd×b/2×x^3+fcd×b×(e-h0)×x^2+[fcd×hf'(bf'-b)(e-h0+hf'/2)+(εcuEsAse-fsd'As'e')]x-Esβh0Ase=0
求得x=798.54mm.
σs=εcuEs(βh0/x-1)=0.0033×200000.00×(0.80×1426.00/798.54-1)=282.88
ξ=x/h0=0.56
Nn=fcdbx+fsd'As'-σsAs
=13.80×1500.00×798.54+330.00×11260.20-282.88×11260.20=17060.37kN
Nne=fcd[bx(h0-x/2)+(bf'-b)hf'(h0-hf'/2)]+fsd'As'(h0-as