抗震计算—xxx二级公路桥墩抗震计算书

1、一、 项目概况澜沧勐阿二级公路推荐方案正线全长100.236km，路线总体走向由东向西展布，起点始于澜沧县，连接澜惠二级公路，终点止于孟连县西南部勐阿口岸。大部分地段路线位于老S309三级公路上，途经勐滨坝、阿永、东岗、下新寨、朗勒村、朗勒下寨、勐白、那勒、孟连县城、勐马、勐阿等地，为二级公路标准。普洱市澜沧至孟连段，路线全长60.287km。地震动加速度峰值前5.7km为0.40g（抗震设防烈度为度），之后全线均为0.30g（抗震设防烈度为度）。由于本项目地震烈度较高，在抗震概念设计的基础上，桥梁抗震计算及抗震构造设计显得非常重要，本次设计计算仅计算抗震设防烈度为度区的桥梁，对于度区的桥梁按

2、照公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01_2008 5.1.3条9度以上的B类桥梁，应根据专门的工程场地安全性评价确定地震作用，澜沧至孟连至勐阿公路重点桥隧工程场地地震安全性评价报告中6个场地均处于峰值加速度0.30g的区域，未涉及0.4g的区域，本次计算以多振型反应谱法为主，采用1940，EI波进行动力时程分析对计算结果进行验证，抗震构造措施设防等级采用9度（按照公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01_2008 进行相关强度、变形验算）。二、 结构型式初步拟定（1）、桥跨布置型式本次计算重点考察了以下因素对桥梁地震反应的影响：结构形式、联长布置、墩高、顺桥向墩高差、横桥向柱高差、

3、场地类别、支座设置、桥台约束、基础刚度。跨径20米、30米的预制预应力混凝土简支转连续T梁桥，柱式台、双柱式桥墩，现选取几种典型结构及墩高组合计算抗震，为本项目桥梁抗震设计提供依据。详细选取类型见下表： 桥宽孔数（孔）-跨径（米）墩高组合（米）12m4X2015+12+810+17+915+12+54+5+422+30+2415+30+2412m4X3010+17+930+25+1030+40+25注：墩高组合中“15+12+8”表示1号墩高15米，2号墩高12米，3号墩高8米，以下类推。根据公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008），一般情况下，公路桥梁可只考虑水平向地震作用

4、，直线桥可分别考虑顺桥向和横桥向的地震作用。在顺桥向地震作用影响下，由于矮墩相对刚度较大，承担的力也相应较大。因此，高低墩搭配情况下对矮墩更不利；横桥向地震作用下，高低墩搭配情况下对高墩更不利。据此考虑，选取上述几种墩高组合进行抗震计算。（2）结构方案拟定初步拟定三种方案进行结构计算在满足作用等级要求的前提下，进一步优化设计。方案一 1、 支座类型： 20米T形连续梁小于等于3孔采用GYZ350×85支座，大于3孔一联在桥台伸缩缝和桥墩墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4350×87支座，其余情况采用GYZ350×85。连续端支座采用GYZ450×99

5、支座，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ450×114。30米T形连续梁在桥台伸缩缝和墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4400×101支座，其余情况采用GYZ400×99支座。连续端支座采用GYZ550×110，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ550×130。2、 墩柱选取原则及配筋率20m跨径，墩高小于等于10m采用1.4m柱径，对应1.5m桩径；墩高大于10m小于等于20m采用1.6m柱径，对应1.8m桩径；墩高大于20m小于30m采用1.8m柱径，对应2.0m桩径。30m跨径，墩高小于等于10m采

6、用1.6m柱径，对应1.8m桩径；墩高大于10m小于等于20m采用1.8m柱径，对应2.0m桩径；墩高大于20m小于30m采用2.0m柱径，对应2.2m桩径,；墩高大于30m小于46m采用2.0×2.0m矩形墩，对应承台桩基础。具体布置情况见附图。跨径（m）柱径（cm）桩径（cm）直径（mm）根数主筋间距（cm）墩柱配筋率t箍筋直径（mm）箍筋加密间距（cm）箍筋正常间距（cm）箍筋配箍率s'20140150柱28桩323411.50.0136148150.00550160180柱28桩324010.80.01291410200.00481180200柱28桩324611.3

7、0.01111410200.0042830160180柱28桩324011.40.0136148150.00481180200柱28桩324710.80.0129148150.00428200220柱28桩325210.80.0111168150.00503200（方柱墩）承台桩基础柱287411/14.50.012414815方案二1、支座类型： 20米T形连续梁小于等于3孔采用GYZ350×85支座，大于3孔一联在桥台伸缩缝和桥墩墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4350×87支座，其余情况采用GYZ350×85。连续端支座采用GYZ450×99支

8、座，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ450×114。30米T形连续梁在桥台伸缩缝和墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4400×101支座，其余情况采用GYZ400×99支座。连续端支座采用GYZ550×110，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ550×130。2、墩柱选取原则及配筋率墩高小于等于10m采用采用1.3m柱径，对应1.5m桩径；墩高大于10m小于等于15m采用1.4m柱径，对应1.6m桩径；墩高大于15m小于20m采用1.5m柱径，对应1.7m桩径；墩高大于20m小于等于30m采用1.6m柱径

9、，对应1.8m桩径。具体布置情况见附图。跨径（m）柱径（cm）桩径（cm）直径（mm）根数主筋间距（m）墩柱配筋率t桩基配筋率箍筋直径（mm）箍筋加密间距（cm）箍筋配箍率s'20130150柱28桩32270.137300.01480.0111 214100.00969140150柱28桩32310.131740.012400.01081480.00510150170柱28桩32350.123870.01460.0114 1480.00486 160180柱28桩32400.117810.012250.00971480.00481方案三1、支座类型：20米T形连续梁小于等于3孔采用G

10、YZ350×85支座，大于3孔一联在桥台伸缩缝和桥墩墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4350×87支座，其余情况采用GYZ350×85。连续端支座采用GYZ450×99支座，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ450×114。30米T形连续梁在桥台伸缩缝和墩高小于10米的伸缩缝处采用GYZF4400×101支座，其余情况采用GYZ400×99支座。连续端支座采用GYZ550×110，对于在一联中相对高差较大墩高较小的连续桥墩采用GYZ550×130。 2、墩柱选取原则及配筋率墩高小于等

11、于10m采用采用1.3m柱径，对应1.5m桩径；墩高大于10m小于小于20m采用1.5m柱径，对应1.7m桩径；墩高大于20m小于等于30m采用1.6m柱径，对应1.8m桩径。具体布置情况见附图。跨径（m）柱径（cm）桩径（cm）直径（mm）根数主筋间距（m）墩柱配筋率t桩基配筋率箍筋直径（mm）箍筋加密间距（cm）箍筋配箍率s'20130150柱28桩28270.137300.01480.0111 214100.00969150170柱28桩28350.123870.01460.0114 1480.00486 160180柱28桩28400.117810.012250.0097148

12、0.00481三、 桥梁模型1、 地震作用按照公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01_2008 3.1.2条，本次抗震计算桥梁抗震设防类别拟定为B类；地震动加速度峰值0.30g（抗震设防烈度为度）；抗震设防措施等级为9度；根据工程地质勘察报告，场地类型为类；分区特征周期0.45s；场地重要性系数1.00；阻尼调整系数1.00；抗震重要性系数E1作用下采用0.43，E2作用下采用1.3。参数具体选取详见下图。 E1作用 E2作用计算依据公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008），分别计算E1、E2地震作用下结构内力及位移。因本项目暂无地震安全性评价报告，计算采用多阵型反应谱

13、分析方法（满足公路桥梁抗震设计细则的要求），另外选取1940, El Centro Site, 270 Deg（顶点 = 0.3569 g ，持续时间 = 29.98 sec，特征周期=0.544s（本项目特征周期为0.45s，但在做动力时程分析时按照澜沧至孟连至勐阿公路重点桥隧工程场地地震安全性评价报告50年超越概率的设计地震动特征周期Tg为0.5s误差8.8%小于10%采用EI波进行时程分析具有可行性）,峰值加速度=0.3569g，有效峰值加速度=0.2954g）地震波，放大系数拟定为0.3/0.2945=1.02（模拟E2作用），采用20m墩高考虑桩土相互作用，将上部荷载转换为支座反力（

14、动力分析中转换为质量）施加于盖梁顶部对反应谱进行验证，计算模型见下图2。另外考虑到HDR高阻尼支座的耗能作用，建立全桥动力弹塑性时程模型仅选取4-30米进行验算，地震波同样采用1940，EI波。2、 其它作用及作用效应组合本次计算按照公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）3.4条规定永久包括结构重力（恒载）、预应力；地震作用，包括地震动的作用和地震水压力等。作用效应组合包括永久作用效应+地震作用效应，组合方式包括各种效应的最不利组合。E1作用下：恒载+预应力+地震作用+地震水压力组合系数均为1.0。E2作用下：恒载+预应力+地震作用组合系数均为1.0。其中地震水压力按照公路

15、桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）5.5.3条规定，按照水位计算成果初步拟定一般冲刷深度为2.0m，设计水位距离河床底面平均水深为3.0m，按照公式5.5.3-1计算得Ew为0.16kN至0.18kN,作用力相对较小，忽略不计。3、 桥梁模型建模的基本原则为：在正确的模拟上部结构质量分布的同时尽量简化模型； 选取适当的模型对支座进行模拟以合理反映结构上下部的连接形式；选取适当的边界的条件以恰当的反映结构边界特性。 深度(m)层厚(m)岩性描述摩阻力承载力比例系数m动Vs(m/s)0.600.60耕植土07020001535.805.20全风化泥质砂岩230901500025

16、410.805.00强风化泥质砂岩4201603750026327.7016.90强风化泥质页岩4001303750026635.307.60强风化泥质砂岩42016040000275本次计算考虑了桩土作用，采用“m”法确定土弹簧刚度。基础刚度对部分桥墩的地震相应影响显著，且基础刚度取大值对桥墩略不利，故基础刚度计算时地基土m动值取2.5倍m静37500kN/m4。按照公路桥梁抗震设计细则的建模思想，对于横向抗震挡块、纵向防落梁构造、伸缩缝、桥台背墙防震橡胶体等抗震构造措施在模型中不与模拟，仅在概念设计及抗震构造设计中进行具体设计，以满足多级设防的抗震设计理念。 多振型反应谱分析内力、位移采用

17、MIDAS程序计算，按梁格法建模，4-20米跨径模型如下图1对于上部结构采用Midas梁格法进行模拟，纵向主梁采用实际结构，横向采用不计自重的虚拟横梁，本模型对于横隔板、中横梁和端隔板在结构上同样采用不计自重的虚拟横梁模拟，其质量贡献以梁单元荷载的方式进行模拟，在将荷载转换为质量。支座采用midas中的弹性连接进行模拟，得各支座的剪切刚度如下：GYZ350×85 支座剪切刚度为1893kN/m;GYZ450×99 支座剪切刚度为2688kN/m;GYZ450×110 支座剪切刚度为2328kN/m;GYZ400×99 支座剪切刚度为2124kN/m;GY

18、Z550×110 支座剪切刚度为3564kN/m;GYZ550×130 支座剪切刚度为3001kN/m。图 1结构边界的模拟，上部结构采用主从节点的方式以主梁的上缘为主节点，向下一倍梁高处建立从属节点，盖梁与桥墩交界处模拟方式同上，以盖梁的顶缘为主节点，向下一倍盖梁高度处建立从属节点。桥台建立盖梁及桥墩模型，但不模拟桩基础，仅在柱底施加固定约束。对于桥墩以节点弹簧连接模拟桩土相互作用，柱基础下端采用固定约束进行模拟。对于桥墩在E2作用下的刚度折减，采用P-M-曲线进行进行模拟，具体计算结果见后续内容。 单墩动力时程分析采用单独的桥墩建立动力时程分析模型，在多振型反应谱分析的

19、基础上提取恒载作用下的支座反力施加与盖梁对应节点位置，在动力分析中将其转化为节点质量。盖梁及下部基础的模拟同多振型反应谱分析模型。桥墩单元采用纤维模型建立塑性铰分布于桥墩及桩基础单元。图 2 全桥动力时程分析模型的主体结构与多振型反应谱分析模型基本一致，桥墩单元同样采用纤维模型建立塑性铰（采用骨架模型进行了对比两者计算结果相差不大）分布于桥墩及桩基础单元。4、 结构动力特性计算结果采用子空间迭代法计算得到的混凝土连续梁方案动力特性计算结果见下表，主要振型图下图。动力特性计算表No.频率(Hz)周期(sec)振型特征10.4242802.356935主梁纵飘20.7121231.404251主梁

20、横飘30.8976821.113980主梁反对称扭曲41.6058970.622705主梁对称扭曲 第1阶振型 频率f=0.424Hz（主梁纵飘） 第2阶振型 频率f=0.712Hz（主梁横飘） 第3阶振型 频率f=0.898Hz 第4阶振型 频率f=1.606Hz（主梁反对称扭曲） （主梁对称扭曲）主要振型图取结构的前60阶振型进行组合（X、Y方向参与质量均超过99%），振型组合方法采用CQC法。地震响应分析作用工况：顺桥向地震输入横向地震输入；不同地震动输入方向的效应组合方法采用SRSS法。（注：上述阵型仅以方案一4-30m墩高组合10+17+9为例，仅列举前4阶振型）四、截面PM曲线计算

21、桥墩塑性铰采用midas，M曲线计算，本构关系采用mander model模型。在MIDAS中定义桥墩塑性铰特性值之后，使用MIDAS进行计算。本项目桥墩均为双柱式桥墩，根据公路桥梁抗震设计细则第6.2.2条，计算顺桥向地震作用时桥墩底部为潜在塑性铰区域，计算横桥向地震作用时桥墩顶、底部为潜在塑性铰区域。由于现行公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）的抗震理念为延性设计，将结构划分为耗能构件和能力保护构件两类，按照能力保护原则进行设计，其核心即为PM（轴力-弯矩-曲率曲线）曲线，并在此基础上进行构件设计，为更好的进行桥梁结构抗震设计，下面对不同截面在不同轴力作用下的M曲线进

22、行计算分析，并在此基础上进行后续结构计算。根据计算对应各柱径，并考虑到由于横桥向地震作用引起的横桥向同一盖梁梁柱的压力重分配影响，计算得各柱径在不同压力下的M曲线（轴力-弯矩-曲率曲线），并在“桥跨一联内各墩的组合刚度尽量相近”原则的基础上，进行桥梁抗震概念设计：本次设计选取4-20(30)m一联出于以下几点考虑： 4-20(30)m一联在本次设计中较为常见； 3-20(30)m一联虽然在地震作用下，下部墩柱受力更为不利，但是墩柱组合过少，不能很好的反应不同墩高组合下，结构受力的规律； 5-20(30)m 一联相对于4-20(30)m一联从结构受力上差别不大，且在刚度分配较均匀的基础上，4-2

23、0(30)m一联的单墩受力更为不利；针对各方案的具体计算结果详见附录一。四、 抗震计算结果方案一 多振型反应谱法1、 E1抗震计算根据公路抗震设计细则，E1地震作用下桥梁结构处于弹性状态，计算采用轴力-弯矩-曲率曲线中的首次屈服弯矩进行控制，若E1地震作用下塑性铰区的弯矩小于首次屈服弯矩即认为桥梁结构处于弹性状态，计算结果见下表：E1顺桥向抗弯验算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）主筋直径（mm）主筋根数E1作用下墩底弯矩（KN*M）墩柱首次屈服弯矩（KN*M）是否满足4X2015+12+81.6284024894854满足1.6284019324747满足1.428341903

24、3364满足15+12+5（固）1.6284023724853满足1.6284028584748满足1.4283414813412满足15+12+5（滑）1.6284025794853满足1.6284025904748满足1.428347913412满足4+5+41.4283410503295满足1.4253410523257满足1.4283410503295满足22+30+241.8284739327152满足1.8284723287381满足1.8284738027208满足15+30+241.6284032724847满足1.8284723057396满足1.8284736277200满

25、足4X3010+17+91.6284030245503满足1.8284734546764满足1.6284030535479满足30+25+102.0285241278549满足2.0285246648290满足1.6284038925445满足30+40+252.0285250728549满足2.0方2874791417974满足2.0285258315460满足E1横桥向抗弯验算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）主筋直径（mm）主筋根数E1作用下墩底弯矩（KN*M）墩柱首次屈服弯矩（KN*M）满足4X2015+12+81.628409944854满足1.628407734747

26、满足1.428345153329满足15+12+5（固）1.6284011964853满足1.628409724748满足1.428342533412满足15+12+5（滑）1.6284010674853满足1.628409944748满足1.428341893412满足4+5+41.428341691050满足1.425342661052满足1.428341671050满足22+30+241.8284717087152满足1.8284717677381满足1.8284715977208满足15+30+241.6284012234847满足1.8284717267396满足1.82847180

27、57200满足4X3010+17+91.6284014635503满足1.8284721866764满足1.6284014355479满足30+25+102.0285219558549满足2.0285218648290满足1.6284011425445满足30+40+252.0285219468549满足2.0方2874476917974满足2.0285220225460满足（其中括号内（固）、（滑）分别代表此墩采用固定支座或滑动支座）2、 E2抗震计算A、 墩柱计算结果 根据公路抗震设计细则，E2地震作用下延性构件（墩柱）可发生损伤，产生弹塑性变形，耗散地震能量，但延性构件（墩柱）的塑性铰区

28、域应具有足够的塑性变形能力。根据公路抗震设计细则第7.3.4条和第7.4.2条分别验算墩柱塑性铰区域斜截面抗剪强度以及塑性铰区域的塑性转动能力。验算结果如下：1、 塑性铰区域斜截面抗剪强度验算根据公路抗震设计细则第6.8条及第7.3.4条 计算结果见下表：E2顺桥向地震作用抗剪验算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）箍筋直径（mm）箍筋间距（mm）塑性铰剪力值（KN）容许剪力值（KN）是否满足4X2015+12+81.6141005811616满足1.6141007181616满足1.414806442677满足15+12+5（固）1.6141005911616满足1.614100

29、7261616满足1.4148011302677满足15+12+5（滑）1.6141005821616满足1.6141007281616满足1.41480-满足4+5+41.4148013062677满足1.4148011732677满足1.4148013062677满足22+30+241.8141005931847满足1.8141004411847满足1.8141005471847满足15+30+241.6141005901616满足1.814804401847满足1.814805481847满足4X3010+17+91.6148018853081满足1.8148014851843满足1.6

30、148020973081满足30+25+10（滑）2.016806382636满足2.016807252636满足1.61480-满足30+40+252.0168011162636满足2.0方148017502141满足2.0168013272636满足E2横桥向地震作用抗剪验算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）箍筋直径（mm）箍筋间距（mm）塑性铰剪力值（KN）容许剪力值（KN）是否满足4X2015+12+81.61410011621616满足1.61410014361616满足1.4148012882677满足15+12+5（固）1.61410011821616满足1.614

31、10014521616满足1.4148022602677满足15+12+5（滑）1.61410011641616满足1.61410014561616满足1.41480-满足4+5+41.4148026122677满足1.4148023462677满足1.4148026122677满足22+30+241.81410011861847满足1.8141008821847满足1.81410010941847满足15+30+241.61410011801616满足1.814808801847满足1.8148010961847满足4X3010+17+91.6148018853081满足1.81480148

32、51843满足1.6148020973081满足30+25+10（滑）2.0168012762636满足2.0168014502636满足1.61480-满足30+40+252.0168018792636满足2.0方148017502141满足2.0168017612636满足2、 E2作用下，规则桥墩墩顶位移根据公路抗震设计细则第7.4.2及7.4.3条计算结果见下表：E2顺桥向地震作用桥墩墩顶位移计算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）箍筋直径（mm）箍筋间距（mm）墩顶位移d (m)容许位移u (m)是否满足4X2015+12+81.6141000.170.2334满足1.6

33、141000.14630.1655满足1.414800.07460.0846满足15+12+5（固）1.6141000.16310.2335满足1.6141000.09190.1573满足1.414800.02920.0349满足15+12+5（滑）1.6141000.23710.2335不满足1.6141000.14930.1573满足1.41480-满足4+5+41.414800.01490.0227满足1.414800.02280.0349满足1.414800.01490.0227满足22+30+241.8141000.37660.4158满足1.8141000.37820.7194满足

34、1.8141000.39380.4844满足15+30+241.6141000.35780.2335不满足1.814800.37820.7205满足1.814800.34950.7192满足4X3010+17+91.614800.10870.1127满足1.814800.26890.28满足1.614800.09010.0919满足30+25+10（滑）2.016800.56970.6877满足2.016800.50210.6204满足1.61480-满足30+40+252.016800.44630.7174满足2.0方14800.52470.8079满足2.016800.41710.6125

35、满足E2横桥向地震作用桥墩墩顶位移计算孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）柱径（米）箍筋直径（mm）箍筋间距（mm）墩顶位移d (m)容许位移u (m)是否满足4X2015+12+81.6141000.02780.155满足1.6141000.00830.143满足1.414800.00160.006满足15+12+5（固）1.6141000.02780.155满足1.6141000.00830.143满足1.414800.00190.004满足15+12+5（滑）1.6141000.02160.155满足1.6141000.00890.143满足1.414800.00170.004满足4+

36、5+41.414800.00140.004满足1.414800.00190.004满足1.414800.00140.004满足22+30+241.8141000.05750.21满足1.8141000.11760.28满足1.8141000.0750.24满足15+30+241.6141000.02020.14满足1.814800.11110.27满足1.814800.07770.2满足4X3010+17+91.614800.01170.05满足1.814800.04210.09满足1.614800.00880.05满足30+25+102.016800.07380.22满足2.016800.0

37、4480.18满足1.614800.00230.03满足30+40+252.016800.1210.24满足2.0方14800.1810.32满足2.016800.1040.18满足B、 桩基础及盖梁计算结果桩基础计算 根据公路抗震设计细则，E2地震作用下桩基础按能力保护原则设计，计算采用轴力-弯矩-曲率曲线中的等效屈服弯矩进行控制，若E2地震作用下桩基础的弯矩小于等效屈服弯矩即认为桩基础处于弹性状态，计算结果见下表：孔数（孔） -跨径（米）墩高组合（米）桩径（米）墩底理想屈服弯矩（KN*M）桩基础首次屈服弯矩（KN*M）是否满足4X2015+12+81.8621310600满足1.86213

38、10600满足1.548126910满足15+12+5（固）1.8621310600满足1.8621310600满足1.548126910满足15+12+5（滑）1.8621310600满足1.8621310600满足1.548126910满足4+5+41.548126910满足1.548126910满足1.548126910满足22+30+242.0990112420满足2.0990112420满足2.0990112420满足15+30+242.0990112420满足2.0990112420满足2.0990112420满足4X3010+17+91.8621310600满足2.0990112

39、420满足1.8621310600满足30+25+102.2957710322满足2.2957710322满足1.8621310600满足30+40+252.2957710322满足-2.2957710322满足盖梁计算盖梁计算先按照公路二级荷载加载考虑到自重和二期恒载的影响，进而绘制弯矩、剪力包络图和裂缝配筋图。在按照公路桥梁抗震设计细则3.4.2和6.8按照能力保护构件进行设计。首先从midas中提取支座反力施加于盖梁顶面，纵桥向按照影响线车到加载，横桥向按照车辆荷载进行加载，采用桥梁通CAD7.78绘制在活荷载和恒荷载共同作用下的绘制弯矩、剪力包络图和裂缝配筋图如下： 盖梁尺寸：1600

40、mm×1900mm 盖梁尺寸：1600mm×2100mm进而按照公路桥梁抗震设计细则3.4.2和6.8按照能力保护构件进行设计。首先绘制由结构重力产生的弯矩图，进而分别按照1.6m和1.8m的墩柱实际配筋，采用强度标准值和最不利轴力计算的沿横桥向正截面的抗弯承载力，其中最不利轴力从Midas全桥模型中提取，对应于1.6m和1.8m的桥墩分别为1381kN和2040kN，从对应的M-曲线中提取屈服弯矩在乘以正截面抗弯承载能力超强系数1.2，在与结构重力产生的弯矩进行组合，得各盖梁对应的设计弯矩,具体数值及配筋详见配筋结果部分。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG

41、 D6220046.8.4。对应于盖梁尺寸1600mm×1900mm、盖梁尺寸1600mm×2100mm，采用材料强度标准值计算的正截面抗弯承载力对应的弯矩值分别为15182kN.m、17931 kN.m，代入6.8.4，L0=6.7m。对应于盖梁尺寸1600mm×1900mm，Vco=1.2×（15182+15182）/6.7=5438kN对应于盖梁尺寸1600mm×2100mm，Vco=1.2×（17931+17931）/6.7=6423kN经过试算HRB33510箍筋按照0.1m间距四支箍布置，实际能承受的减力为4998kN（拟

42、定用其80%的承载力3998kN），对应两种盖梁分别由弯起钢筋承担的最大减力为：对应于盖梁尺寸1600mm×1900mm，弯起钢筋承受最大减力V弯起=1440kN（16根28）对应于盖梁尺寸1600mm×2100mm，弯起钢筋承受最大减力V弯起=2425kN（27根28）按照桥规D62,当0Vd0.5×10-3ftdbh0=2113kN，当设计剪力小于2113kN时只需按照构造配筋。具体盖梁配筋详见附图盖梁配筋图，本次计算中由于按照能力保护构件计算，实际配筋量较大，在跨中正弯矩区保留了2#钢筋未将其折断，是考虑在跨中留有较大的富余量，在计算中考虑了桥墩正截面抗弯承

43、载能力超强系数。局部时程分析结果 位移、变形顺桥向墩顶最大位移 = 0.186m 时间 = 5s（顺桥向容许位移为0.211m）横桥向墩顶最大位移 = 0.229m 时间 = 6.3s 内力墩底塑性铰顺桥向最大弯矩 = 5707 kN.m 时间 = 9.8s墩底塑性铰横桥向最大弯矩 = 6534 kN.m 时间 = 6.3s墩顶塑性铰横桥向最大弯矩 = 6624 kN.m 时间 = 6.3s墩底塑性铰区纤维截面分析结果墩顶塑性铰区纤维截面分析结果轴力 1650kN 作用下M-曲线 整体时程分析结果 位移、变形顺桥向墩顶最大位移 = 0.103m 时间 = 5.3s（顺桥向容许位移为0.211m

44、）横桥向墩顶最大位移 = 0.137m 时间 = 6.3s 内力墩底塑性铰顺桥向最大弯矩 = 5017 kN.m 时间 = 10.2s墩底塑性铰横桥向最大弯矩 = 5831 kN.m 时间 = 6.5s墩顶塑性铰横桥向最大弯矩 = 5924 kN.m 时间 = 6.5s轴力 1650kN 作用下M-曲线 由上述结果可知整体模型与局部模型结果相比内力响应减小了，变形响应墩顶顺桥向位移满足设计要求，但支座顶绝对位移相差不大，潜在塑性铰区域最大弯矩为5924kN.m，处于理想化屈服曲率和极限曲率之间，且不超过两者之间值的1/2,通过塑性铰区纤维截面分析结果可知截面钢筋处于屈服状态，混凝土开裂但尚未达

45、到破碎状态。方案二墩高组合采用15+12+8进行验算E1作用下1#墩墩底最大弯矩2122kN，2#墩墩底最大弯矩1668kN，3#墩墩底最大弯矩1922kN，桥墩均处于弹性工作状态。E2作用下桥墩HDR（）-D425-G10/8支座，桥台采用HDR-D300-H/8桥墩变形方向验算d (m)u (m)1顺桥向(z)NG0.32120.25611横桥向(y)OK0.04080.092顺桥向(z)NG0.84010.17542横桥向(y)OK0.020.073顺桥向(z)NG1.52090.09023横桥向(y)OK0.0020.02降低支座刚度以降低墩顶位移桥墩HDR（）-D375-G10/8支

46、座，桥台采用HDR-D275-H/8桥墩变形方向验算d (m)u (m)1顺桥向(z)NG0.30090.25611横桥向(y)OK0.0380.32顺桥向(z)NG0.20910.17542横桥向(y)OK0.01910.33顺桥向(z)NG1.5020.09023横桥向(y)OK0.00180.3桥墩HDR（）-D325-G10/8支座，桥台采用HDR-D250-H/8桥墩变形方向验算d (m)u (m)1顺桥向(z)OK0.03440.31横桥向(y)OK0.24520.25612顺桥向(z)OK0.01820.32横桥向(y)OK0.16920.17543顺桥向(z)NG0.62510

47、.09023横桥向(y)OK0.00160.3矮墩刚度过大分担的力过大，且HDR（）-D325-G10/8的极限剪切力为220kN，在E2作用下最大剪力位331kN不满足支座抗剪要求。塑性铰抗剪强度均满足设计要求，E2作用下矮墩设计剪力位1195kN，截面抵抗剪力为1286kN，处于极限状态；方案三E1作用下1#墩墩底最大弯矩2122kN，2#墩墩底最大弯矩1668kN，3#墩墩底最大弯矩1922kN，桥墩均处于弹性工作状态。E2作用下桥墩HDR（）-D425-G10/8支座，桥台采用HDR-D300-H/8桥墩变形方向验算d (m)u (m)1顺桥向(z)NG0.05170.25611横桥向

48、(y)OK0.2030.32顺桥向(z)NG2.13010.17542横桥向(y)OK0.02750.33顺桥向(z)NG1.50830.09023横桥向(y)OK0.00210.3经上述计算可得上述两种方案均不能满足设计要求。七、结论1、 经上述结构计算，方案二、三均存在不满足抗震计算相关要求部分，墩顶位移均有不同程度的超限，说明在E2地震作用下，塑性铰区域变形超限；最终选取方案一，满足公路桥梁抗震设计细则JTG/TB02-01-2008在E1、E2作用下的结构强度及变形要求。2、 E1地震作用下，墩高越低承受的弯矩相应越大，但均在弹性范围之内，符合公路抗震设计细则中的相关规定（但在墩高组合相差过大即桥