桥梁抗震计算书讲解

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HAIKOUMUNICIPALENGINEERINGDESIGN&RESEARCHINSTITUTE2012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--1-1工程概况海口湾景观桥全桥24m桥宽。桥梁全长666.08米，等高梁跨径布置有4x35m，3x35m两种形式。桥墩为标准双柱式桥墩，墩柱高度在5.297m~12.079m之间。单柱墩底尺寸为2.2x2.0m。桩基为8Φ1200钻孔灌注桩。本报告截取最不利一联P12~P16进行计算。桥梁部分桥跨布置图如下：图1-1桥梁部分桥跨布置图2地质状况根据野外鉴别、原位测试结合室内土工试验成果，本次钻探揭露120m深度范围内的地层综合划分为5个岩性单元层，岩土层自上至下分别为：①素填土（Q4ml）：灰黄色，稍湿，稍密状，主要由石英质中粗砂人工回填而成，含较多碎石块，已完成自身固结，人工填岛堤岸及施工便道均为抛石。该层仅在ZK0钻孔有揭露，揭露厚度3.30m，层顶高程5.45m。②淤泥（Q4m）：深灰色，饱和，流塑-软塑状，主要由粘性土组成，切面光滑，干强度中等，韧性高，具有腐臭味，土质污手，该层层表呈现为淤泥混砂和流泥状，下套管时可依靠自重下落，层底呈软塑状粘土。该层全场均有分布，厚度8.00～11.40m，平均厚度9.60m，层顶埋深0.00～3.30m，层顶高程2.15～-5.45m。③粘土（Q2m）：棕红色、灰黄、灰色，湿，可塑~可塑偏软，主要由粘性土组成，局部含较多中粗砂，韧性中等，干强度高，切面光滑，稍有光泽反应，无摇震反应。该层在钻孔ZK0~ZK6、ZK7-左、ZK7-右、ZK8-左、ZK7~ZK9-补、ZK11-补、ZK13-补和ZK15-补有揭露，厚度1.20～4.90m，平均厚度2.59m，层顶埋深8.00～-2-14.80m，层顶高程-8.50～-17.41m。④粗砂（Q2m）：灰黄、灰色，湿，中密状，主要由石英质粗砂组成，含少量粘性土，分选性较差，颗粒级配一般，胶结性一般。该层在钻孔ZK9~ZK14、ZK8-右、ZK7~ZK9-补、ZK11-补、ZK13~ZK15-补有揭露，厚度0.50～6.10m，平均厚度2.12m，层顶埋深10.60～14.80m，层顶高程-10.98～-19.41m。⑤粉质粘土（N2m）：深灰色、青灰色，可塑-硬塑-坚硬状，以硬塑和坚硬状为主，主要由粘性土组成，含少量中粗砂，岩芯呈土柱状-坚硬薄饼状，局部夹半岩状硬夹层，切面稍有光滑，具有光泽反应，无摇振反应，干强度较高，韧性中等。该层全场均有揭露，未钻穿，层顶埋深9.90～19.20m，层顶高程-10.40～-20.61m。3技术标准1）荷载等级：城市—A级；2）人群荷载：2m/k5.3N；3）抗震设防烈度：8度，设计基本地震加速度峰值：0.3g；4）抗震设防类别：丁类，设计方法：B类，抗震设防措施等级：8级；5）场地类型：Ⅱ类；6）环境类别：Ⅲ类；7）桥梁设计基准期：100年；4计算资料1）计算软件：MidasCivil—20112）支座类型：铅芯隔震橡胶支座。3）支座参数：中墩支座高度为320mm，平面尺寸1320mm×1320mm，水平刚度mm/5.12kN边墩支座高度为268mm，平面尺寸770mm×770mm，水平刚度mm/1.4kN；4）立柱：立柱底平面尺寸：2000×2200mm，立柱顶平面尺寸：2000×2400mm-3-（中墩），2000×2600mm（边墩），墩柱高度在5.297m~12.079m之间；墩柱底部截面配两层Φ32钢筋，共80根。延伸至墩身以上4米处内层钢筋截断，4米以上墩身变为一层钢筋，共40根。墩身底以上4米范围内箍筋采用Φ16@100钢筋，4米以上采用Φ16@150钢筋。5）承台：承台尺寸为横桥向长14.4m，纵桥向宽5.4m，高2.5m。横桥向底层主筋为单层Φ32@130钢筋，顶层为主筋为Φ16@130钢筋；横桥向底层主筋为单层Φ32@130钢筋，顶层为主筋为Φ16@130钢筋；箍筋为Φ16@130钢筋，全部采用HRB335钢筋。主筋保护层厚度为60mm，箍筋保护层厚度30mm。6）桩基：桥墩位处一共8根钻孔灌注桩，桩长为L=51.0m,桩径1.2m。桩身配筋为：主筋Φ28共22根，其中11根为通长筋，11根在距桩底20m处截断；箍筋为Φ10螺旋钢筋，在距承台底2m范围内为加密段，间距为@100mm，其余部分间距为@200mm。主筋保护层厚度为8mm，箍筋保护层厚度30mm。5作用效应组合地震作用为偶然作用，根据《公路桥涵通用设计规范》、《城市桥梁抗震设计规范》、《公路桥梁抗震设计细则》（下简称抗震细则）的规定，确定以下4种偶然效应组合。E1纵向组合：恒载+E1纵向地震效应；E1横向组合：恒载+E1横向地震效应；E2纵向组合：恒载+E2纵向地震效应；E2横向组合：恒载+E2横向地震效应；6设防水准及性能目标1）根据《城市桥梁抗震设计规范》，该桥的抗震设防标准为丁类，因为该桥为大桥，本次设计同样考虑E2地震作用效应。2）根据抗震细则，该桥的抗震性能分析，采用二水准设防、两阶段设计和-4-基于结构性能的抗震设计思想。根据震后结构修复的难易程度以及相应的经济损失所决定的风险程度。结合《城市桥梁抗震设计规范》于抗震细则，本次抗震重要性系数Ci取值如表6-1所示。桥梁主要构件的性能目标如表6-2所示。表6-1抗震重要性系数CiE1地震作用E2地震作用市政桥梁0.351.7表6-2桥梁结构抗震性能目标设防地震水准结构性能要求结构校核目标E1地震作用桩基础在弹性范围内工作地震反应小于首次屈服弯矩桥墩在弹性范围内工作地震反应小于首次屈服弯矩支座不发生剪坏验算支座剪力、位移E2地震作用桩基础基本在弹性范围内工作地震反应小于等效屈服弯矩墩柱保证不倒塌或严重结构损伤可按延性构件设计支座可以剪坏，但保证不落梁验算限位挡块强度7地震输入根据抗