桥梁抗震分析报告Word格式.docx

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跨中局部配置顶板预应力，边跨配置底板预应力。

1.4技术指标

荷载等级：

城-A

地震设防烈度：

8度

设计平安等级：

二级

结构重要性系数：

1.5材料

〔1〕混凝土。

主梁采用JTG04〔RC〕标准的C50混凝土，桥墩采用JTG04〔RC〕规范的C40混凝土。

〔2〕钢材，采用JTG04〔S〕标准，在数据库中选Strand1860

〔3〕预应力：

钢束〔$15.2mmX31〕

截面面积：

Au=4340mm2

孔道直径：

130mm

钢筋松弛系数：

选择JTG04和0.3〔低松弛〕

预应力钢筋抗拉强度标准值〔fpk〕:

1860N/mmA2

预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：

0.25

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：

1.5e-006〔1/mm〕

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：

开始点：

6mm，结束点：

6mm,

张拉力：

抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa

2研究内容、标准及标准

2.1研究内容

本报告主要进行了以下三方面的工作：

〔1〕桥梁动力特性分析。

〔2〕桥墩柱在多遇地震〔50年超越概率63%〕作用下的弹性时程分析〔强度验算〕。

〔3〕桥墩柱在罕遇地震〔50年超越概率2%〕作用下弹塑性时程分析〔包括支座强度

验算和延性验算〕。

为了模拟结构整体的地震响应，计算以全桥为对象，考虑两侧的简支跨的影响。

为了

简化建模及计算过程，将原来的曲线桥等效为直桥建模计算。

本报告仅对预应力混凝土连续

刚构桥进行分析验算，由于简支梁结构较简单，简支梁边墩的计算在本报告中不包括。

2.2计算程序

运用桥梁专业分析软件Midas/Civil741对该桥进行空间动力特性分析，结构计算见

图如图2.2所示。

2.3参考标准及技术标准

〔1〕?

铁路桥涵设计根本标准?

TB10002.1-2005

〔2〕?

铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准?

TB10002.3-2005

〔3〕?

铁路工程抗震设计标准?

GB50111-2006〔2021年版〕

〔4〕?

公路桥梁抗震设计细那么?

JTG/TB02-01-2021

〔5〕?

北京地铁14号线高架区间〔K0+153~K1+619〕〔01合同段〕岩土工程勘察报告?

〔6〕?

北京地铁十四号线工程场地地震平安性评价报告?

2021.11，中国地震局地球物

理研究所，编号TRIDES-AP-08032

〔7〕?

地铁设计标准?

GB50157-2003

3抗震设防目标

根据?

第条规定，地铁结构物的地震作用应根据?

铁路工程抗

震设计标准?

的相关规定进行计算。

因此，本桥的抗震计算根据?

确定抗震设防目标，各阶段的设防目标具体如表3-1所示。

表3-1桥梁抗震设防目标

多遇地震

50Y63.2%

桥梁结构

结构处于弹性工作阶段，地震后不损坏或轻微损坏，能够保持其正常使用功能。

设计地震

50Y10%

桥梁上、下部

连接构造

结构整体处于非弹性工作阶段，地震后可能损坏，经修补，短期内能恢复其正常使用功能。

罕遇地震

50Y2%

钢筋砼桥墩

结构处于弹塑性工作阶段，地震后可能产生较大破坏，但不岀现整体倒塌，经抢修后限速通车。

4地震动参数

4.1设计地震加速度反响谱曲线

4.2设计地震动时程

按照?

GB50111-2006〔2021年版〕第722条，地震可采用人工

拟合地震波进行时程分析。

在结构分析中采用地震安评报告提供的地震动时程。

图4-1~图

4-3为工程场地地震平安性评价单位提供的多遇地震条件、设计地震条件以及罕遇地震条件下的地震波时程。

（c）5063-3号波

图4-2多遇地震的地震动时程

\nrla（

（c）5010-3号波

图4-3设计地震的地震动时程

（a）5002-1号波

图4-4罕遇地震时的地震动时程

5抗震平安性验算要求

5.1多遇地震作用时的强度要求

多遇地震作用时结构要求处于弹性阶段，按?

铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结

构设计标准?

（TB10002.3-2005）进行强度检算。

（TB10002.3-2005）及其修订

条文。

采用C45砼桥墩在主力加附加力作用下弯曲受压及偏心受压混凝土容许应力[db取

15.0MPa，结构受力主筋采用HRB335级钢筋，容许应力[<

rS取180MPa。

而根据?

铁路工程抗震设计标准?

（GB50111—2006）（2021年版）规定，主力加特殊荷载作用下，需虑地震力作用下建筑材料容许应力修正系数，如表5-1,[db应取22.5MPa,[<

rs取270MPa。

表5-1建筑材料的容许应力修正系数

材料名称

应力类别

修正系数

混凝土、片石混凝土和石砌体

剪应力、弯曲拉应力

压应力

钢材

剪应力、拉、压应力

5.2罕遇地震作用时的支座强度

（GB50111—2006）（2021年版）规定，采用延性设

计的钢筋混凝土桥墩，其支座应按罕遇地震进行验算。

对固定盆式支座、单向活动盆式支座的固定方向的水平剪切力进行承载能力抗震验算：

固定盆式支座、单向活动盆式支座的固定方向的水平剪切力

式中：

Ehzb乞Emax

Ehzb――罕遇作用效应和永久作用效应组合得到的固定盆式支座水平力设计值

（kN）;

Emax固定盆式支座容许承受的最大水平力（kN）o

支座验算时，按?

（GB50111—2006）（2021年版）规定，地震

力作用下建筑材料容许应力修正系数按表5-1o

5・3罕遇地震作用时的变形要求

钢筋混凝土桥墩在罕遇地震作用下的弹塑性变形分析，按?

（GB50111—2006）（2021年版）规定，进行桥墩延性验算。

延性应满足下式的要求:

max

卩u—非线性位移延性比;

[卩u]—允许位移延性比，取值为4.8;

△max—桥墩的非线性响应最大位移；

△y—桥墩的屈服位移。

6桥梁地震反响分析

6.1结构有限元计算模型的建立

有限元计算模型

桥梁抗震分析采用MidasCivil软件建立全桥力学模型进行分析计算，建模时主梁、桥

墩采用空间梁单元来模拟，在承台底用弹簧刚度模拟群桩根底的刚度。

为了模拟结构整体的

地震响应，计算以全桥为对象。

为了简化建模及计算过程，将原来的曲线桥等效为直桥建模

计算。

计算模型如图6-1所示：

6・1・2截面的弯矩-曲率关系

以下为按梁单元模型计算得到的墩底截面弯矩-曲率关系。

（a）墩底顺桥向（b）墩底横桥向

图6-6CY57墩底弯矩—曲率关系曲线

图6-9CY29墩底弯矩—曲率关系曲线

阻尼

结构阻尼包括两方面：

支座、墩脚屈服后的弹塑性滞回环耗能；

构件材料的粘滞阻尼

耗能。

前者通过弹塑性单元的恢复力模型在直接积分过程中得到考虑。

后者的粘滞阻尼耗能

那么采用瑞利比例阻尼。

本次分析中粘滞阻尼效果采用瑞利阻尼数学模型考虑，质量和刚度因

子取自初始弹性刚度对应的结构体系。

即：

C=aMbK

a,b比例系数。

Rayleigh阻尼中的系数a和b由两个特定固有频率■，-j和对应得振型阻尼比\，j从下式计算得到:

2■-■j（-j打）

图6-22为本文计算所考虑的阻尼特性。

图6-10阻尼特性

结构动力特性

根据上述有限元模型，进行结构动力特性分析。

特征值分析

模态号

频率

周期

容许误差

（rad/sec）

（cycle/sec）

（sec）

1

6.401077

1.018763

0.981583

0.00E+00

2

16.294035

2.593276

0.385613

3

17.901532

2.849117

0.350986

7.10E-16

4

18.266454

2.907196

0.343974

1.70E-16

5

25.300451

4.026692

0.248343

5.33E-16

6

32.867813

5.231075

0.191165

2.10E-16

7

47.092683

7.495033

0.133422

2.05E-16

8

54.357031

8.65119

0.115591

4.62E-16

9

58.056574

9.239991

0.108225

1.35E-16

10

67.202255

10.695571

0.093497

2.01E-16

11

72.791418

11.585114

0.086318

12

79.02643

12.577447

0.079507

2.91E-16

13

98.967752

15.751207

0.063487

1.86E-14

14

110.042915

17.513874

0.057098

15

112.977877

17.980988

0.055614

1.43E-16

16

119.764117

19.061051

0.052463

3.80E-16

17

131.161278

20.874966

0.047904

3.44E-07

18

152.592743

24.285889

0.041176

19

162.006424

25.784123

0.038784

2.77E-16

20

165.193863

26.29142

0.038035

8.00E-16

21

165.598896

26.355883

0.037942

6.63E-16

22

165.659095

26.365464

0.037928

23

174.984247

27.849608

0.035907

4.75E-16

24

178.163267

28.355565

0.035266

8.02E-16

25

178.381153

28.390242

0.035223

5.91E-02

26

183.573792

29.216676

0.034227

4.92E-01

27

224.239741

35.688863

0.02802

5.89E-02

28

230.746182

36.724395

0.02723

1.15E-01

29

243.630948

38.77507

0.02579

9.42E-02

30

254.847365

40.560218

0.024655

3.13E-01

6-4、图6-5所示。

表6-3、表6-4为结构自振特性计算结果，主要振型如图

表6-4顺桥向结构自振特性

振型阶数

频率（HZ）

周期（s）

1.371495

0.729131

7.140511

0.140046

1.875925

0.533070

11.218716

0.089137

2.606119

0.383712

11.892422

0.084087

3.515101

0.284487

12.628004

0.079189

3.761971

0.265818

16.033417

0.062370

4.561308

0.219235

16.388689

0.061018

5.708938

0.175164

16.794873

0.059542

6.095583

0.164053

31

17.599472

0.056820

6.867800

0.145607

表6-5横桥向结构自振特性

1.734033

0.576690

8.904828

0.112299

1.970782

0.507413

10.627338

0.094097

2.964618

0.337312

14.381203

0.069535

3.029835

0.330051

15.485677

0.064576

4.810892

0.207862

15.769653

0.063413

6.561706

0.152399

16.662784

0.060014

6-12横桥向主要振型

TRAN-X

TRAN-Y

TRAN-Z

ROTN-X

ROTN-Y

ROTN-Z

质量

（%）

合计

97.69

0.22

14.6

66.1

1.26

0.31

98

68.9

69.1

：

53.3

67.9

49.9

16.9

83.1

0.42

1.68

73.8

0.05

98.04

4.66

69.3

1.36

74.6

0.01

98.05

0.79

15.1

65.1

69.4

0.12

87.1

3.96

1.28

2.96

70.9

1.49

10.3

84.9

98.06

14.8

85.8

10.1

75.2

85.4

0.28

98.34

0.54

85.9

0.06

85.5

0.44

98.78

0.08

0.07

98.9

0.38

87.0

1.02

90.9

3.82

0.15

3.11

0.19

99.09

1.99

87.9

0.04

7.24

94.3

91.9

99.1

4.04

94.5

0.21