【正文】 （）代入數(shù)據(jù)：（）和（）中系數(shù)、可由李可釧主編的171。基礎(chǔ)工程187。第二版中根據(jù)值從表56查得?，F(xiàn)將、計(jì)算列表如下， 計(jì)算表ayyAB52A6BMy 計(jì)算表ay 樁側(cè)土橫向壓力分布圖 樁身正截面承載力檢算利用容許應(yīng)力法檢算樁身正截面容許承載力，見(jiàn)算公式如下： （）由前計(jì)算 N=，M取最大值， ，樁身截面面積，樁身截面抵抗矩。將以上數(shù)據(jù)代入（）： 所以，樁身正截面承載力檢算合適。 基礎(chǔ)配筋情況由于樁基礎(chǔ)檢算均符合要求，所以只需按構(gòu)造配筋即可。根據(jù)171。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187。，鉆孔灌注樁可按樁身內(nèi)力要求分段配筋。主筋采用光面鋼筋，主筋直徑選用1025mm。并采用8mm箍筋，，以增大鋼筋籠的剛度。見(jiàn)樁身鋼筋布置圖。因?yàn)槌信_(tái)的構(gòu)造滿足要求，所以僅按構(gòu)造配筋即可。本設(shè)計(jì)采用樁基礎(chǔ)直接埋入承臺(tái)內(nèi)的形式，樁基礎(chǔ)深入長(zhǎng)度為100mm，并且上端彎起，彎起角度為。并在每根樁的頂面上鋪設(shè)一層直徑為12mm的鋼筋網(wǎng)，,網(wǎng)孔采用150mm150mm。6 地震力計(jì)算 概述工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)是要求建筑物在試用期間，對(duì)于不同頻率和強(qiáng)度的地震應(yīng)具有不同的抗震能力?；谶@一抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。（以下簡(jiǎn)稱(chēng)171。新震規(guī)187。）提出了三水準(zhǔn)抗震設(shè)防要求，分別對(duì)應(yīng)于多遇地震、設(shè)計(jì)地震和罕遇地震。即當(dāng)遭遇低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，建筑物一般不損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭遇低于本地區(qū)設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)地震影響時(shí)，建筑物可能損壞，經(jīng)過(guò)一般修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭遇低于本地區(qū)設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)，建筑物不倒塌，或不發(fā)生危機(jī)生命的嚴(yán)重破壞。171。建筑抗震規(guī)范187。采用的兩階段設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)三水準(zhǔn)要求的理念，也可應(yīng)用鐵路橋梁抗震設(shè)計(jì)中。第一階段設(shè)計(jì)是多遇地震下的承載力驗(yàn)算和彈性變形計(jì)算。取第一水準(zhǔn)地震動(dòng)參數(shù)，用彈性設(shè)計(jì)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性地震作用和彈性變形，保證必要的強(qiáng)度、控制側(cè)向變形，滿足第一水準(zhǔn)“不壞”和第二水準(zhǔn)“可修”的要求；在通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置和必要的抗震措施，增加結(jié)構(gòu)耗能和變形能力，滿足第三水準(zhǔn)“不倒”的要求。第二階段設(shè)計(jì)是罕遇地震下彈塑性變形驗(yàn)算。對(duì)于特別重要的結(jié)構(gòu)或抗震能力較弱的結(jié)構(gòu)，還要取第三水準(zhǔn)的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行薄弱部位彈塑性變形驗(yàn)算。梁橋下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)是通過(guò)支座相互連接的。當(dāng)梁橋墩臺(tái)受到側(cè)向里作用時(shí)，如果支座摩阻力未被克服，則上部橋垮結(jié)構(gòu)通過(guò)支座對(duì)墩臺(tái)頂部提供一定的約束作用。由以前震害表明，在強(qiáng)烈地震作用下，支座均有不同程度的破壞，橋垮、梁也有較大的縱橫向位移，墩臺(tái)上部結(jié)構(gòu)約束并不明顯。就是實(shí)體橋墩而言，在計(jì)算地震作用時(shí)，可將橋梁墩身沿高度分成若干區(qū)段，把每一區(qū)段質(zhì)量集中于相應(yīng)重心處作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。從計(jì)算角度上講，集中質(zhì)量各數(shù)愈多，計(jì)算精度就愈高，但計(jì)算工作量就愈大，一般認(rèn)為橋墩高度在50～60m以下時(shí)，墩身劃分為4～8個(gè)質(zhì)點(diǎn)較為合適。對(duì)上部結(jié)構(gòu)的梁和橋面及附屬結(jié)構(gòu)物，可作為一個(gè)集中質(zhì)量，其作用位置順橋向取支座中心處，橫橋向取上部結(jié)構(gòu)重心處。橋面集中質(zhì)量中不考慮車(chē)輛荷載，由于車(chē)輛的滾動(dòng)作用，在縱向不產(chǎn)生地震力，在橫向最大地震慣性力也不超過(guò)車(chē)輛與橋面之間的摩阻力，一般可以忽略。所以，本設(shè)計(jì)針對(duì)的客運(yùn)專(zhuān)線普通橋梁進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，主要是對(duì)橋墩和樁基進(jìn)行抗震檢算和比較簡(jiǎn)化算法與Midas建模計(jì)算。（a）巖石地基 （b）非巖石地基 （明挖，沉井，樁基）（c）各墩形截面 橋墩地震作用計(jì)算圖式bcd2—各種墩形的墩底尺寸（m）；bcd1—各種墩形對(duì)應(yīng)的墩頂尺寸（m）根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。（實(shí)體橋墩）：梁式橋跨度小于或等于40m，橋墩高度小于或等于40m的圓形墩，空心圓墩、矩形墩、圓端形墩，墩身i段的水平地震力以及基礎(chǔ)頂面剪力和彎矩，可按（、）計(jì)算（）。 （） （） （）式中 —墩身第i 段的水平地震力（kN）；—橋墩基礎(chǔ)頂面剪力（kN）；—橋墩基礎(chǔ)頂面彎矩（kNm）；—第一振型的動(dòng)力放大系數(shù)，；—水平地震基本加速度，；—第一振型的振型參與系數(shù)；—第一振型基礎(chǔ)質(zhì)心角變位的振型函數(shù)（1/m）；—基礎(chǔ)或承臺(tái)的厚度，（m）；—剪力振型耦合系數(shù)；—系數(shù)（t）； —系數(shù)（tm）。 第一振型基礎(chǔ)質(zhì)心角變位的振型函數(shù)計(jì)算第一振型基礎(chǔ)質(zhì)心角變位的振型函數(shù)計(jì)算公式： （）式中 —墩身底面垂直于計(jì)算方向的形心軸的慣性矩（m）：順橋向： 橫橋向： —轉(zhuǎn)動(dòng)柔度系數(shù)，當(dāng)基底或承臺(tái)底作用單位彎矩時(shí)，基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角（）順橋向： 橫橋向： 將縱、橫橋向的代入（）：順橋向：橫橋向：第一振型的振型參與系數(shù)計(jì)算公式： （）式中 —墩身廣義質(zhì)量（t），并應(yīng)按（）計(jì)算：（）系數(shù) （） （）—墩形截面參數(shù)（t/m3），應(yīng)按新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。；查表： 則 、、—系數(shù)（m2）。將以上計(jì)算數(shù)據(jù)代入（）、（）、（）：順橋向： 橫橋向： 由前一章計(jì)算可知:樁頂壓力 N= kN有車(chē)時(shí)，根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。：在計(jì)算活載引起的地震力時(shí)，橫橋向只計(jì)入50％的活載。最不利活載重： N=50％= kN所以有車(chē)時(shí)，簡(jiǎn)化到墩頂?shù)馁|(zhì)量 無(wú)車(chē)時(shí)，簡(jiǎn)化到墩頂?shù)馁|(zhì)量 將、代入（），則順橋向： 橫橋向：有車(chē)時(shí)， 無(wú)車(chē)時(shí)， 剪力振型耦合系數(shù)的計(jì)算，根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。： 所以 基本周期計(jì)算根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。 實(shí)體橋墩簡(jiǎn)化計(jì)算方法，計(jì)算基本周期。橋墩體系基本周期計(jì)算公式： （）式中：、—按（）和（）；—墩身廣義剛度（），其計(jì)算公式如下：順橋向：橫橋向：所以墩身順橋向剛度為： 墩身橫橋向剛度：將以上計(jì)算數(shù)據(jù)代入（）：則順橋向：橫橋向：有車(chē)時(shí) 無(wú)車(chē)時(shí) 采用安評(píng)反應(yīng)譜進(jìn)行計(jì)算，京津客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜β(T)取如下形式： （）式中、為反應(yīng)譜拐點(diǎn)周期，為動(dòng)力放大系數(shù)，為衰減系數(shù)，取動(dòng)力放大系數(shù)?？拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范中地震影響系數(shù)與和地震系數(shù)K的關(guān)系為：=K。 地震動(dòng)參數(shù)概率水平地震系數(shù)()地震影響系數(shù)()特征周期()衰減系數(shù)()63%10%2%根據(jù)，：；再由（），查表可得出：、。所以可將（）改寫(xiě)成（）形式： （）圖13 京津客運(yùn)專(zhuān)線某段橋梁多遇地震反應(yīng)譜根據(jù)以上所求，～4之間，所以，由（），可得：順橋向：橫橋向：有車(chē)時(shí) 無(wú)車(chē)時(shí) 根據(jù)以上計(jì)算分析，可將橋墩分成五段進(jìn)行計(jì)算，即將頂帽和托盤(pán)看成一部分，將墩身每2m分成一段。 地震力計(jì)算墩身第i段的水平地震力計(jì)算公式見(jiàn)（）。根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。：橋梁抗震驗(yàn)算，應(yīng)分別按有車(chē)、無(wú)車(chē)進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)橋上有車(chē)時(shí)，順橋向不計(jì)算活載引起的地震力；橫橋向計(jì)入50％活載引起的地震力，作用于軌頂以上2m處，活載豎向力按列車(chē)豎向靜活載的100％計(jì)算。所以，在計(jì)算水平地震力時(shí)，需對(duì)橋墩進(jìn)行縱、橫橋向和有車(chē)、無(wú)車(chē)的計(jì)算。 單自由度模型計(jì)算法計(jì)算地震力根據(jù)以下公式求把橋墩簡(jiǎn)化成單自由度體系時(shí)的地震力，： （）式中：—水平地震基本加速度，；—?jiǎng)恿Ψ糯笙禂?shù)，；—橋墩簡(jiǎn)化成單自由度時(shí)的簡(jiǎn)化質(zhì)量。動(dòng)力放大系數(shù)應(yīng)根據(jù)反應(yīng)譜中周期計(jì)算，所以，要計(jì)算動(dòng)力放大系數(shù)必須先計(jì)算周期或頻率。頻率可根據(jù)下式計(jì)算： （）式中—橋墩簡(jiǎn)化成單自由度時(shí)的簡(jiǎn)化質(zhì)量，；有車(chē)時(shí)，=無(wú)車(chē)時(shí)，=—柔度系數(shù)。順橋向： （）橫橋向： （）（）和（）中：順橋向：橫橋向：無(wú)車(chē)時(shí)， 有車(chē)時(shí)，將以上計(jì)算分別代入（）和（）中：順橋向： 橫橋向：無(wú)車(chē)時(shí)， 有車(chē)時(shí)， 所以，將以上計(jì)算代入（）求出頻率：順橋向：查動(dòng)力放大系數(shù)：橫橋向：無(wú)車(chē)時(shí)，查動(dòng)力放大系數(shù)：無(wú)車(chē)時(shí)， 查動(dòng)力放大系數(shù)：。 以上計(jì)算兩種方法所計(jì)算出的地震力比較 有限元模型計(jì)算地震力計(jì)算步驟：，內(nèi)力57