高烈度地震區(qū)某公路梁橋抗震設(shè)計

高烈度地震區(qū)某公路梁橋抗震設(shè)計

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基本建設(shè)項(xiàng)目開始向地震多發(fā)區(qū)和高烈度地震區(qū)擴(kuò)張。高烈度地震對公路橋梁的破壞是巨大的。尤其是山區(qū)橋梁,多位于高烈度地震區(qū),很多橋梁跨越溝谷,同一聯(lián)橋墩剛度相差較大,地震作用下橋墩之間受力差別較大。隨著新的公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則的頒布,應(yīng)該根據(jù)新的抗震設(shè)計理念進(jìn)行橋梁設(shè)計。如果還是按照原來的橋梁抗震設(shè)計方法很多橋梁就不滿足公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則規(guī)定。1這座橋的特點(diǎn)1.1橋兩柱式橋墩本橋?yàn)槟成絽^(qū)二級公路上的一座T梁橋,在橋臺設(shè)置伸縮縫,其他位置為橋面連續(xù),共6孔,橋墩高度從5m變化到22m,同一橋墩橫向兩柱高差達(dá)到3.5m,橋面凈寬7.5m。橋型布置圖見圖1。1.2場地判定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)本橋地質(zhì)資料,覆蓋土(粉質(zhì)粘土深度0.6m)較淺,判定場地為Ⅰ類場地;橋梁類型:B;分區(qū)特征周期:0.45s;抗震設(shè)防烈度:0.3g;橋梁級別:二級公路大橋。2計算模型的構(gòu)建(1)橋梁類型評價根據(jù)規(guī)范中規(guī)則橋梁的判定原則,本橋?yàn)榉且?guī)則橋梁。(2)橡膠支撐運(yùn)動的切割剛性20m跨預(yù)制箱梁中支點(diǎn)采用GJZ300×350×78mm板式橡膠支座,其橡膠層厚為53mm,支座剪切剛度k=2377kN/m。(3)基礎(chǔ)模擬考慮樁土共同作用,其作用用土彈簧模擬,等代土彈簧的剛度用表征土介質(zhì)彈性性質(zhì)的m參數(shù)來計算。m動=(2～3)m靜。(4)反應(yīng)譜函數(shù)的建立根據(jù)地震相關(guān)參數(shù),利用MIDAS建立E1、E2地震作用反應(yīng)譜函數(shù)(如圖2)。3內(nèi)力計算結(jié)果根據(jù)原設(shè)計:橋墩直徑130cm,配筋22Ф25,經(jīng)過Midas計算,內(nèi)力計算結(jié)果見表1、表2:根據(jù)反應(yīng)譜計算結(jié)果:E2地震作用下,部分橋墩發(fā)生屈服,進(jìn)入塑性狀態(tài);E1地震作用下,橋墩處于彈性狀態(tài)。由于同一墩號左右側(cè)橋墩高度不一樣,導(dǎo)致同一橋墩左右側(cè)有的屈服,有的不屈服。4體積環(huán)境率的計算箍筋配筋按規(guī)范計算最小配筋率檢算箍筋配置。原設(shè)計配置箍筋直徑Ф10mm、間距100mm不滿足最小配箍率的要求。計算見表3。5橫橋向標(biāo)準(zhǔn)空間橫向位移選取發(fā)生屈服的墩柱,進(jìn)行E2作用下橋墩變形驗(yàn)算。順橋向容許位移采用規(guī)范規(guī)定公式計算;橫橋向容許位移采用Midas橫橋向框架模型,利用pushover分析算出其容許位移;利用Midas全橋模型考慮延性構(gòu)件的有效截面抗彎剛度,算出其實(shí)際發(fā)生位移。結(jié)果見表4。從表中可以看出,橋墩變形滿足規(guī)范要求。6計算能力保護(hù)組件的成本6.1橋護(hù)岸計算從表5、表6中可以看出,順橋向1-2號橋墩不滿足抗剪強(qiáng)度要求,橫橋向除3號墩外,其他橋墩均不滿足抗剪強(qiáng)度要求。6.2基本控制計算根據(jù)原設(shè)計墩身采用22根Ф25的主筋算出橋墩的屈服彎矩及剪力,檢算樁基強(qiáng)度,樁基強(qiáng)度不滿足抗震要求。如表7:7橋墩抗剪強(qiáng)度和樁基強(qiáng)度復(fù)核在地震高烈度山區(qū),由于橋墩高差大,導(dǎo)致橋墩的剛度差異較大,彎矩分配對矮墩不利,同一個橋墩不同高度的墩柱彎矩差異較大,矮墩在E2地震作用下容易發(fā)生屈服。如果構(gòu)件在E2地震作用下發(fā)生屈服,應(yīng)該檢算橋墩的橫橋向和順橋向位移,同時應(yīng)該按能力保護(hù)構(gòu)件計算墩柱抗剪強(qiáng)度和樁基強(qiáng)度。由于篇幅關(guān)系,本文沒羅列蓋梁和支座的檢算。針對本橋從上面計算結(jié)果可以得出以下結(jié)論:(1)箍筋不滿足規(guī)范規(guī)定最小體積含箍率要求,設(shè)計中加粗箍筋直徑;(2)橋墩抗剪強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求,加強(qiáng)箍