图3.4-8 螺栓群受力2）螺栓（铆钉）数目确定。螺栓（铆钉）群受轴心力作用时，连接一侧所需螺栓数目按下式计算：式中 η——折减系数，按式采用；Nbmin——单栓承载力设计值。3）高强度螺栓摩擦型连接。图3.4-11 螺栓群偏心受拉（小偏心）图3.4-12 螺栓群偏心受拉（大偏心）①小偏心受拉。......
2023-08-28
地震力计算方法及示例
【摘要】：《抗震规范》规定，桥梁抗震设计时，地震力的计算，一般情况下桥墩应采用反应谱理论，桥台采用静力法。对于满足《抗震规范》第6.1.3条要求的规则桥梁可按单振型反应谱方法进行E1和E2地震作用下结构的内力和变形计算。
《抗震规范》规定，桥梁抗震设计时，地震力的计算，一般情况下桥墩应采用反应谱理论，桥台采用静力法。对于结构特别复杂的桥梁，可采用时程分析法。
一般情况下，城市桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向X和横桥向Y的地震作用。对于地震基本烈度为8度和9度时的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构，以及竖向作用引起的地震效应很重要时，应考虑竖向地震的作用。
对于满足《抗震规范》第6.1.3条要求的规则桥梁可按单振型反应谱方法进行E1和E2地震作用下结构的内力和变形计算。
（1）对简支梁桥，其顺桥向和横桥向水平地震力可采用下列简化方法计算，其计算简图如图7.8-1所示：
图7.8-1 柱式墩计算简图
顺桥向和横桥向水平地震力可按下式计算：
Ektp=SMt （7.8-1）
Mt=Msp+ηcpMcp+ηpMp （7.8-2）
ηcp=X20 （7.8-3）
式中 Ektp——顺桥向作用于固定支座顶面或横桥向作用于上部结构质心处的水平力（kN）；
S——根据结构基本周期，按《规范》第5.2.1条计算出的反应谱值；
Mt——换算质点质量（t）；
Msp——桥梁上部结构的质量（t），一跨梁的质量，对于轨道交通桥梁横桥向，不应计入50%的活载质量；
Mcp——盖梁的质量（t）；
Mp——墩身质量（t），对于扩大基础，为基础顶面以上的墩身的质量；
ηcp——盖梁质量换算系数；
ηp——墩身质量换算系数；
X0——考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面或横桥向作用于上部结构质心处的单位水平力在墩身计算高度H处引起的水平位移与单位力作用处的水平位移之比值；
Xf、
——考虑地基变形时，顺轿向作用于支座顶面上或横桥向作用于上部结构质心处的单位水平力在墩身计算高度H/2处，一般冲刷线或基础顶面引起的水平位移与单位力作用处的水平位移之比值。
一般情况可按下式计算各简支梁桥的基本周期：
式中 T1——简支梁桥顺桥向或横桥向的基本周期（s）；
δ——在顺桥向或横桥向作用于支座顶面或上部结构质心上单位水平力在该处引起的水平位移（m/kN），顺桥和横桥方向应分别计算，计算时可按现行行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63的有关规定计算地基变形作用效应。
（2）连续梁一联中一个墩采用顺桥向固定支座，其余均为顺桥向活动支座，其顺桥向地震反应可按下列公式计算：
顺桥向作用于固定支座顶面地震力可按下式计算：
顺桥向作用于活动支座顶面地震力可按下式计算：
Ekti=μiRi （7.8-8）
式中 Mt——支座顶面处的换算质点质量（t）；
Msp——联桥梁上部结构的质量（t）；
Mcp——固定墩盖梁的质量（t）；
Mp——固定墩墩身质量（t）；
Ri——第i个活动支座的恒载反力（kN）；
μi——第i个活动支座的摩擦系数，一般取0.02。
（3）采用板式橡胶支座的规则连续梁和连续刚构桥梁在顺桥向E1和E2地震作用下的地震反应可按以下简化方法计算：
1）建立结构计算模型，模型中应考虑上部结构、支座、桥墩及基础等刚度的影响，计算均布荷载P0沿一联梁体轴线作用下结构的位移vs（x），如图7.8-2所示。
图7.8-2 顺桥向计算模型
2）计算桥梁的顺桥向等效刚度Kl
式中 P0——均布荷载（kN/m）；
L——一联桥梁的总长（m）；
vs，max——P0作用下的最大水平位移（m）；
Kl——桥梁的顺桥向等效刚度（kN/m）。
3）计算结构周期T
式中 Mt——一联桥梁总质量，应包含梁体质量，以及按《抗震规范》第6.5.2条墩身质量换算系数ηp、盖梁质量换算系数ηcp等效的各墩身及盖梁质量（t）。
4）计算地震等效均布荷载pe
式中 pe——地震等效静力荷载（kN/m）；
S——根据结构周期T计算出的反应谱值。
5）按静力法计算均布荷载pe作用下的结构内力、位移反应。
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