抗震计算—3-30混凝土小箱梁抗震计算.doc

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=4668.23kNNn=0.90φ(fcdA+fsd'As')=0.90×1.00×(13.80×2250000.00+330.00×41823.60)=40366.61kNγ0×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=-111.14mmNd=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)=282.88ξ=x/h0=0.56Nn=fcdbx+fsd'As'-σsAs=13.80×1500.00×798.54+330.00×11260.20-282.88×11260.20=17060.37kNNne=fcd[bx(h0-x/2)+(bf'-b)hf'(h0-hf'/2)]+fsd'As'(h0-as')=21995.48kN·m重新计算e1=h/2-e0-a'=163.21mm综上，Nn取17060.37kNγ0Nd≤Nn,偏心受压满足验算要求。.3)、5号墩左侧墩柱底单元My