【正文】 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。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，；有車時(shí)，=無車時(shí)，=—柔度系數(shù)。 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。：橋梁抗震驗(yàn)算，應(yīng)分別按有車、無車進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)橋上有車時(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，活載豎向力按列車豎向靜活載的100％計(jì)算。根據(jù)新編171。所以可將（）改寫成（）形式： （）圖13 京津客運(yùn)專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：有車時(shí) 無車時(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，即將頂帽和托盤看成一部分，將墩身每2m分成一段。K。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：有車時(shí) 無車時(shí) 采用安評(píng)反應(yīng)譜進(jìn)行計(jì)算，京津客運(yùn)專線設(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)。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。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。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有車時(shí)，根據(jù)新編171。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。m）。 （） （） （）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（kN鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范187。所以，本設(shè)計(jì)針對(duì)的客運(yùn)專線普通橋梁進(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。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。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)。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)通過支座對(duì)墩臺(tái)頂部提供一定的約束作用。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。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。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。171。）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。（以下簡(jiǎn)稱171?；谶@一抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，新編171。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。因?yàn)槌信_(tái)的構(gòu)造滿足要求，所以僅按構(gòu)造配筋即可。并采用8mm箍筋，以增大鋼筋籠的剛度。鉆孔灌注樁可按樁身內(nèi)力要求分段配筋。根據(jù)171。將以上數(shù)據(jù)代入（）： 所以，樁身正截面承載力檢算合適。第二版中根據(jù)值從表56查得。作用于地面處的橫向力： ① 任意深度處樁身截面彎矩計(jì)算公式： （）代入數(shù)據(jù)：②任意深度處樁側(cè)土的橫向壓應(yīng)力計(jì)算公式： （）代入數(shù)據(jù)：（）和（）中系數(shù)、可由李可釧主編的171?；A(chǔ)工程187。將以上數(shù)據(jù)代入（）=13875則 所以地基承載力滿足要求。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187。（）條規(guī)定求。樁底截面尺寸： m m所以樁重：土重： 作用于承臺(tái)底的豎向力：外力對(duì)承臺(tái)底面處樁基重心的力矩：=4343將以上所求數(shù)據(jù)代入（）因m2m，基礎(chǔ)埋深h=54m3m，且h/b=，故可根據(jù)171。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187。單樁軸向受壓容許承載力檢算公式： （）樁身重：與樁入土部分同體積的土重：代入（）檢算單樁軸向受壓容許承載力：所以，單樁軸向受壓容許承載力滿足要求。（—17）： （） 將x=（）：此外 驗(yàn)算單樁軸向容許承載力根據(jù)171。（—14）：承臺(tái)板豎向位移： （）承臺(tái)板水平位移： （）承臺(tái)板繞坐標(biāo)原點(diǎn)的轉(zhuǎn)角： （）由（）m由（）m由（） 計(jì)算樁頂內(nèi)力根據(jù)171。（）中所以，由（）==n 由171。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187?；A(chǔ)工程187。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187。有效長(zhǎng)度內(nèi)的各層土的摩擦：中砂 ；細(xì)砂 。當(dāng)此時(shí)面積大于按構(gòu)件底面中心距計(jì)算的面積時(shí)，則采用按構(gòu)件底面中心距計(jì)算的面積；對(duì)于柱樁（或鉆巖支承管柱）則為樁底（或管柱底）的面積，均以計(jì)。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范187。為地基變形系數(shù)，其計(jì)算式如下： （）地基系數(shù)的比例系數(shù)的m確定:假定 ，=2（d+1）=4m，由初擬尺寸土層可以看出承臺(tái)底面以上4m深度內(nèi)存在兩層不同土層，由（） = =15703==所以（）==則 所以假定成立。 樁頂內(nèi)力計(jì)算 變形系數(shù)的計(jì)算當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面為多中不同土層時(shí)，應(yīng)將地面或局部沖刷線以下計(jì)算深度（以m計(jì)）內(nèi)的各層土， （）換算成一個(gè)m值，作為基礎(chǔ)整個(gè)深度h內(nèi)的m值。 ，查得=，=/2=；—樁側(cè)土的天然容重，當(dāng)有不同土層時(shí)，采用各土層容重的加權(quán)平均值?！?，查得為240；、—的深度修正系數(shù)，按171。土質(zhì)及清底情況土質(zhì)較好，不易坍塌，清底良好～～～土質(zhì)較差，易坍塌，清底稍差～～～土質(zhì)差，難以清底～～～ —樁底地基土的容許承載力，根據(jù)入土深度按下述確定：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)， （）—地基的基本承載力，按171。將、代入（）：=d=（+1）= 樁數(shù)的估算按估算樁數(shù)，故先要算單樁軸向受壓容許承載力。當(dāng)，可以不考慮樁間的相互影響，采用=；如，則按下式計(jì)算： （）式中為常數(shù)，根據(jù)同一排內(nèi)樁的根數(shù)按下述確定：時(shí)，=；時(shí)，=；時(shí)，=；時(shí)，=。 截面形狀系數(shù)方形圓形圓端形1+1/d(+)/d(d+1)/d(+)/d(D+1)/d水平力作用方向上相鄰兩樁的凈距：m系數(shù)與相鄰兩樁的凈距和考慮相互影響時(shí)的計(jì)算入土深度有關(guān)。 設(shè)計(jì)是所用到的樁側(cè)土的土層厚度z、各層土的容重、極限摩阻力和橫向地基系數(shù)的比例系數(shù)m 土層內(nèi)容1234567891011z（m）104（）（）5560404045425052505045m（）1000020000150001000015000100001500010000100001000010000樁基采用混凝土，其受壓彈性模量=。設(shè)計(jì)方案見圖 。因此，本設(shè)計(jì)中承臺(tái)底面采用梅花式布樁。因此，平面上樁群重心最好與承臺(tái)底面以上荷載合力作用點(diǎn)重合或接近。本設(shè)計(jì)中承臺(tái)采用雙階梯形厚板式獨(dú)立承臺(tái)。軟土地基設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)要考慮負(fù)摩阻力的影響。5 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 樁基礎(chǔ)的尺寸擬定由于沿線工程地質(zhì)條件差，而無碴軌道要求橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的工后沉降量，墩臺(tái)均勻沉降不超過20mm，相鄰墩臺(tái)間允許沉降差5mm，因此橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)均采用鉆孔灌注摩擦樁，并對(duì)樁徑進(jìn)行大量的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選。擬定的，通過檢算表明：①橋墩縱向偏心滿足要求，墩身強(qiáng)度及受壓穩(wěn)定也滿足要求；②橋墩橫向幾乎沒有偏心作用；因較大，強(qiáng)度也滿足要求，故對(duì)本設(shè)計(jì)中的直線橋墩可不做橫向檢算。 小結(jié)本設(shè)計(jì)中橋墩是按171。 墩身各截面的縱向檢算墩身截面縱向的應(yīng)力和偏心一般在主力組合時(shí)不控制，故下面考慮主力加縱向附加力對(duì)墩身截面分別進(jìn)行檢算，、： 墩身截面橫向檢算從縱向檢算可知截面強(qiáng)度滿足要求，該橋墩又在直線上，無橫向離心力，且有較大，橫向檢算截面強(qiáng)度會(huì)更加富余，故下面僅做墩底截面的主力加橫向附加力的橫向檢算。 墩身截面特性墩身截面面積 ==12截面繞垂直彎矩作用面的性心洲的慣性矩：截面抵抗矩： 墩身受壓穩(wěn)定性檢算橋墩受壓穩(wěn)定性檢算的計(jì)算長(zhǎng)度=2（8++）=，本設(shè)計(jì)的橋墩可能產(chǎn)生彎曲失穩(wěn)（屈曲）的方向與彎矩作用平面的方向（順橋向）一致，這種情況下也可直接進(jìn)行截面強(qiáng)度檢算，不再另行檢算在彎矩作用面內(nèi)的屈曲。M)主力墩頂合力0墩身自重附加力制動(dòng)力或牽引力風(fēng)力主附＋合計(jì)檢算截面合力208732945