XX桥
（3x30米钢箱梁）抗震计算报告
设计：日期：复核：日期：审核：日期：
2020年X月
目录
1、技术标准和设计规范 (2)
1.1技术指标 (2)
1.2设计规范 (2)
2、结构用材 (3)
2.1概述 (3)
2.2结构尺寸 (3)
3、桥址区地质情况 (4)
4、计算方法 (6)
4.1抗震设防标准 (6)
4.2抗震计算模型 (6)
4.3地震输入 (7)
5、结构抗震验算 (9)
5.1 E1 地震计算 (11)
5.2 E2 地震计算 (12)
5.2.1 有效截面刚度计算 (13)
5.2.2 E2地震作用下桥墩位移验算 (14)
5.3 能力保护构件验算 (17)
5.3.1 桥墩抗剪强度验算 (17)
5.3.2支座抗震验算 (18)
6、结论 (21)
XX桥抗震计算
1、技术标准和设计规范
1.1技术指标
桥上线路等级：城市主干道；
设计行车速度：60km/h；
行车道数：双向8车道；
桥宽：0.5m（防撞栏）+0.75m（路缘带）+2*3.5m（行车道）+2m(侧分带)+3.5m（BRT车道）+0.5双黄线+3.5m（BRT车道）+2m(侧分带) +2*3.5m（行车道）+0.75m（路缘带）0.5m（防撞栏）=28m 设计活载：城—A级，按公路一级校核
1.2设计规范
《城市快速路设计规程》（CJJ 129-2009）
《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）
《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）
《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）
《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2015)
《公路钢结构桥梁设计规范》（ JTG D64-2015）
《铁路桥梁钢结构设计规范》（ TB 10002.2-2005）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG 3362-2018)
《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007)
《公路桥梁抗风设计规范》 (JTG/T 3360-01-2018)
《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T JTGT 3310-2019）
《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017）
《公路交通安全设施设计细则》（JTG D81/T-2017）
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
《城市桥梁施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
《公路桥梁钢结构防腐蚀涂装技术条件》（ JT/T 722-2008）
2、结构用材
2.1概述
本桥上部结构采用3x30m钢箱梁。桥墩采用柱式墩、钻孔灌注桩基础。利用老桥桥台以及钻孔灌注桩基础。
上部结构采用Q355C钢材，墩柱采用C40混凝土,承台、桩基采用C30混凝土。
表2.1 混凝土力学指标表
2.2结构尺寸
上部结构采用3x30跨径钢箱梁，桥面总宽为28m，梁高2.0m。
图2.1 桥梁上部结构横断面图
3#、6#桥墩采用花瓶墩，墩顶尺寸为360cmX260cm，墩底尺寸为200cmX130cm；4#、5#墩采用花瓶墩，墩顶尺寸为360cmX130cm，墩底尺寸为200cmX130cm。桩基采用摩擦桩设计。
图2.2 3#、6#桥墩桩基示意图(横桥向)
3、桥址区地质情况
据钻探揭示，拟建工程沿线地层结构较复杂。现自上而下对沿线各岩土层的分布及其特征分述如下：
1b及填石○1c：
1a、填砂○
1、填土①（Q4ml），根据回填材料的不同可分为素填土○
（1）素填土（Qml）○1a：沿线大部分地段有揭露，揭露厚度为0.70～8.40m。灰褐等杂色，稍湿～湿，松散状，成分主要由粘性土回填而成，含杂质含量约10%，回填时间2~10年，局部地段已自重固结，但回填时未经专门压实处理，密实度及均匀性差，力学强度低。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅰ级松土。
（2）填砂（Qml）○1b：沿线局部地段有揭露，揭露厚度为 1.10～5.90m。灰褐、黄褐色等色，稍湿～湿，大多为松散状，成分主要由中、粗砂等回填而成，回填时间不一，尚未完成自重固结，回填时未经专门压实处理，密实度及均匀性差，力学强度低。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅰ级松土。
（3）填石（Qpd）○1c：沿线部分地段有揭露，揭露厚度为0.40～5.80m。灰褐色，稍湿～湿，大多为松散状，成分主要由中风化花岗岩碎石组成，密实度及均匀性差，力学强度低，工程性能差。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅰ级松土。
2、粉质粘土（Q4al-pl）②：仅在CZK1、CZK2、CZK4号孔揭露，揭露厚度为1.90～3.80m。呈灰色，可塑状，成分主要由粘、粉粒和石英砂组成，含砂约10～20%。切面较光滑，摇振无反应，干强度较高，韧性中等。属中等压缩性土，力学强度一般。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅱ级普通土。
3、淤泥（Q4m）③：属全新统海积成因。局部分布，揭露厚度为0.50～5.80m。深灰色、灰黑色，饱和，流～软塑状，成分主要由粘粉粒组成，偶见有少量贝壳类碎片或腐植质，含有机质，局部顶部或下部含砂较多相变为淤泥混砂或砂混淤泥。切面较光滑，摇振轻微反应，干强度及韧性较高。该层具天然含水量高、孔隙比大、强度低的特性，属高压缩性软弱土，工程性能差。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅰ级松土。
4、中砂（Q4al-pl）④:冲洪积成因类型。局部分布，揭露厚度为0.50～6.90m。呈灰黄、灰白色，饱和，稍密状，成分以石英为主，含泥约15～20%，级配一般，局部相变为粗砂。属中等压缩性土，力学强度一般。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅱ级普通土。
5、粉质粘土（Q4dl-pl）⑤：坡洪积成因类型。分布较广，揭露厚度为0.50～8.50m。呈灰黄、灰白色，可塑状，成分主要由粘、粉粒和石英砂组成，含砂约10～20%。切面较光滑，摇振无反应，干强度较高，韧性中等。属中等压缩性土，力学强度一般。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅱ级普通土。
6、残积砂质粘性土（Qel）⑥：沿线大部分地段均有揭露，揭露厚度2.10～22.95m（大部分未揭穿）。以灰黄、灰白色为主，可～硬塑状，成分主要由长石风化的粉粘粒、石英颗粒和少量云母碎屑等组成，土中>2mm的颗粒含量约10%～20%，原岩结构特征可辨，系中粗粒花岗岩风化残积而成。原状芯样摇振无反应，切面稍有光滑，干强度及韧性中等。天然状态下力学强度一般～较高，但属特殊性土，具有泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅱ级普通土。
7、全风化花岗岩（γ52（3）c）⑦：沿线部分钻孔揭露至该层，揭露厚度为1.50～7.00m（部分未揭穿）。呈灰黄、灰白色，岩石风化剧烈，岩心呈土状，成份主要由长石风化的粘土矿物、石英及云母等组成。风化裂隙极发育，岩体极破碎，为散体状结构，属极软岩，岩体基本质量等级为V 级。该层修正后标贯击数为30～50击，力学强度较高，压缩性较低，但与上述残积土⑥呈渐变过渡关系，具有泡水易软化、崩解的不良特性。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅲ级硬土。
8、砂砾状强风化花岗岩（γ52（3）c）⑧：沿线部分钻孔揭露至揭露，揭露厚度为2.20～11.10m （部分未揭穿）。呈灰黄、褐黄色，成分主要由未尽风化的长石、石英及云母等组成。该层风化较剧烈，岩体极破碎，岩芯呈砂砾状，为散体结构，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层校正后标贯击数>50击，压缩性低，力学强度较高，但开挖后如遭受长时间的泡水作用，也会较快软化使
强度降低。另外，该层在CZK40号孔（16.7~17.9m）揭露有中风化花岗岩孤石。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅲ级硬土。
9、碎块状强风化花岗岩（γ52（3）a）⑨：仅在部分钻孔揭露至该层，揭露厚度为3.30～11.00m （部分未揭穿）。呈褐黄色，原岩矿物主要由长石、石英、云母等组成。风化较显著，岩体破碎，岩芯呈碎块状，RQD=0，为碎裂状结构，属软岩～较软岩，岩体基本质量等级为V级。该层压缩性很低，力学强度高。
该层依《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录J划分，土、石等级为Ⅳ级软石。
10、中风化花岗岩（γ52（3）c）⑩：仅在部分钻孔揭露至该层，揭露厚度为1.30~7.50m。呈灰黄、灰白色，岩石矿物成分主要由长石、石英及云母等组成。风化较显著，节理裂隙一般～较发育，岩体完整程度一般～较破碎，为裂隙块状或镶嵌碎裂结构，岩芯呈短柱状或块状，RQD一般约30～60%，属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ～Ⅳ级。该层基本不可压缩，力学强度很高。
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）确定，本项目区地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度为7度，抗震设防措施等级为8级，设计地震分组为第一组。
4、计算方法
抗震分析采用多振型反应谱法，分别对E1、E2地震作用进行计算，考虑了两个水平方向地震力组合。振型组合用CQC法，方向组合用SRSS法。考虑桩土相互作用，利用m值法计算土弹簧刚度（参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）附件P）。
4.1抗震设防标准
桥梁设防类别：根据《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166—2011）表3.1.1判定本桥梁抗震设防类别为丙类；根据3.3.2条，桥梁抗震设计方法为A类。
桥梁设防目标：E1地震作用下，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，震后可以立即使用；E2地震作用下，不产生严重的结构损伤，经临时加固后可供紧急救援车辆使用；
4.2抗震计算模型
本桥采用3x30m钢箱梁,桥墩高度相似。计算采用MIDAS CIVIL 2019版程序建立空间抗震计算模型。
钢箱梁支座采用高阻尼隔震橡胶支座。
桩基础采用支撑点弹簧模型，弹簧刚度根据规范采用“m”法计算。结构计算模型如下图所示：