2x26m钢箱梁人行天桥上部结构及下部结构计算书.pdf

1. 工程概况本工程为福建省国省道干线纵二线磁灶井边至新垵段改造工程桩号 K206+488 处设置的人行天桥 桥梁上跨国道纵二线， 桥梁综合考虑场地标高、 道路断面以及远期人非混合道的拓宽需求，跨径布置为： 2x26m 连续钢箱梁2．设计标准1． 《城市人行天桥与人行地道技术规范》 (CJJ 69-95) 2． 《公路钢结构桥梁设计规范》 （ JTJ D64-2015）3． 《钢结构设计规范》 （ GB 50017-2003 ）4． 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （ JTG D62-2004 ）5． 《公路桥涵地基与基础设计规范》 （ JTG D63-2007 ）6． 《公路桥涵设计通用规范》 （ JTG D60-2015 ）7． 《城市桥梁抗震设计规范》 （ CJJ 166-2011）8． 《公路桥梁抗震设计细则》 （ JTG/TB02-01-2008 ）9.《钢管混凝土结构技术规范》 （ GB 50936-2014 ）10.《钢结构焊接规范》 （ GB 50661-2001 ）3. 天桥设计标准1．设计荷载：人群荷载： 5.0 kN/m 2；栏杆推力： 2.5kN/m ；基本风压： 1.56kN/m 2；2．抗震设防烈度为 7 度， 地震动峰值加速度为 0.15g，设计地震分组为第二组，设计特征周期为 0.40s，桥梁设防措施等级为 8 度，桥梁抗震设防类别 B 类；3．净空高度：机动车道净空≥ 5.0m，人非混合道净空≥ 4.5m；4．上部结构竖向自振频率≥ 3Hz；5．环境类别：Ⅱ类环境；6．设计基准期： 100 年，设计使用年限： 50 年；7．结构安全等级：一级。

4．人行天桥结构验算4.1 结构形式天桥主梁采用 2x26m 连续钢箱梁，主梁总长 55.5m，天桥主梁桥面净宽 4.2m，含栏杆全宽 4.5m；梯道净宽 3.2m，含栏杆全宽 3.5m具体尺寸详见施工图设计图纸及相关文件主梁墩顶设置板式橡胶支座， 主桥墩柱采用钢筋砼花瓶桥墩， 采用 θ 150cm 钻孔灌注桩基础；梯道支墩均采用 θ 60cm 钢管柱式墩， θ 100cm 钻孔灌注桩基础4.2 设计荷载及材料设计参数1. 荷载按《公路桥涵设计通用规范》中规定取值：一、永久荷载：1．结构恒载：（ 1）钢容重 78.5kN/m 3；（ 2）主梁二期恒载：钢筋砼铺装加地砖平均厚 10cm，加上栏杆及其它荷载（横隔板重等） ，综合取 16.5kN/m ；（ 3） 梯坡道重： A 梯道对主梁竖向力为 125.2kN， C 梯道对主梁的竖向力为 202.3kN 2．基础变位影响力：主梁支点处沉降 1cm，按不利组合二、可变荷载：1．基本可变荷载（ 1） 人群：按 5.0 kN/m 2 全宽满布人群，程序自动按最不利加载2．其他可变荷载（ 1）均匀温度：结构总体温度变化，安装合拢温度取为 15℃，整体升温取 31 度，整体降温 18 度；（ 2）梯度温度：计算按照《公路桥涵设计通用规范》 （ JGJD60-2004）中 4.3.10 中规定取值，负温度梯度按照正温度梯度的 50%计算。

图 4-1 主梁温度梯度示意图其中 T1=25℃， T2=6.7 ℃ 3） 风荷载：取基准风压 1.56 kN /m 2，各工况取不利按不同风向加载；三、偶然荷载（ 1）地震力：抗震设防烈度为 7 度，不控制上部结构2. 材料设计参数：主梁钢材为 Q345B，容重 78.5kN/m 3，弹性模量 2.06x10 8MPa，热膨胀系数 1.2x10 -54.3 荷载组合：本桥设计安全等级为一级，结构重要性系数为 γ 0=1.11）天桥主梁结构按以下组合取最不利：组合 1： 1.1×（结构恒载 +人群 +变位）组合 2： 1.1×（结构恒载 +人群 +变位 +风载 +梯度升温（或降温）组合 3： 1.1× （结构恒载 +人群 +变位 +风载 +梯度升温 （或降温） +整体升温 （或降温） ）2） 支反力组合： 结构恒载 +人群 +变位 +风载 +梯度升温 （或降温） +整体升温 （或降温）3）自定义组合 1 ：人群（验算挠度）5）自定义组合 2 ：结构重力 +人群（计算是否需要设置预拱度）6）偶然组合：地震水平力 +1.0 kN /m 2 人群（控制下部结构计算）4.4 结构建模：《 MIDAS/civil 2013》进行结构静动力计算。

上部结构按实际情况建模分析，计算内力、挠度、支反力、应力以及结构特征值分析桥梁共分 56 个单元， 63 个节点主梁采用钢箱截面，采用一般支撑及弹性连接模拟双支座4.5 天桥上部结构验算：1．计算几何模型、三维模型图 4-2 主梁几何模型图 4-3 主梁三维模型2．主梁内力图 4-4 主梁弯矩图主梁节点弯矩表 表 4-1 节点号 荷载组合 弯矩 （ kN· m） 节点号 荷载组合 弯矩 （ kN· m）1 承载能力 1 0 29 承载能力 1 -4357.81 2 承载能力 1 -11.96 30 承载能力 1 -3649.95 3 承载能力 1 -65.09 31 承载能力 1 -2955.12 4 承载能力 1 552.42 32 承载能力 1 -2266.49 5 承载能力 1 1104.33 33 承载能力 1 -1575.93 6 承载能力 1 1590.63 34 承载能力 1 -873.82 7 承载能力 1 2011.31 35 承载能力 1 -180.42 8 承载能力 1 2366.39 36 承载能力 1 448.62 9 承载能力 1 2655.86 37 承载能力 1 1012.06 10 承载能力 1 2879.73 38 承载能力 1 1509.89 11 承载能力 1 3037.98 39 承载能力 1 1942.11 12 承载能力 1 3130.63 40 承载能力 1 2308.73 13 承载能力 1 3157.67 41 承载能力 1 2609.73 14 承载能力 1 3119.1 42 承载能力 1 2845.13 15 承载能力 1 3014.92 43 承载能力 1 3014.92 16 承载能力 1 2845.13 44 承载能力 1 3119.1 17 承载能力 1 2609.73 45 承载能力 1 3157.67 18 承载能力 1 2308.73 46 承载能力 1 3130.63 19 承载能力 1 1942.11 47 承载能力 1 3037.98 20 承载能力 1 1509.89 48 承载能力 1 2879.73 21 承载能力 1 1012.06 49 承载能力 1 2655.87 22 承载能力 1 448.62 50 承载能力 1 2366.39 23 承载能力 1 -180.42 51 承载能力 1 2011.31 24 承载能力 1 -873.82 52 承载能力 1 1590.63 25 承载能力 1 -1575.93 53 承载能力 1 1104.33 26 承载能力 1 -2266.49 54 承载能力 1 552.42 27 承载能力 1 -2955.12 55 承载能力 1 -65.09 28 承载能力 1 -3649.95 56 承载能力 1 -11.96 图 4-5 主梁剪力图主梁节点剪力表 表 4-2 节点号 荷载组合 弯矩 （ kN· m） 节点号 荷载组合 弯矩 （ kN· m）1 承载能力 1 49.21 29 承载能力 1 -673.61 2 承载能力 1 114.81 30 承载能力 1 -630.37 3 承载能力 1 -268.21 31 承载能力 1 -586.59 4 承载能力 1 -224.04 32 承载能力 1 -542.21 5 承载能力 1 -178.77 33 承载能力 1 -497.19 6 承载能力 1 -132.4 34 承载能力 1 -451.5 7 承载能力 1 -84.93 35 承载能力 1 -405.09 8 承载能力 1 -36.38 36 承载能力 1 -357.93 9 承载能力 1 13.24 37 承载能力 1 -309.97 10 承载能力 1 63.93 38 承载能力 1 -261.19 11 承载能力 1 115.66 39 承载能力 1 -211.54 12 承载能力 1 168.41 40 承载能力 1 -161.01 13 承载能力 1 222.18 41 承载能力 1 -109.57 14 承载能力 1 276.94 42 承载能力 1 -57.18 15 承载能力 1 332.67 43 承载能力 1 -3.82 16 承载能力 1 389.34 44 承载能力 1 50.53 17 承载能力 1 446.92 45 承载能力 1 105.89 18 承载能力 1 505.4 46 承载能力 1 162.28 19 承载能力 1 564.73 47 承载能力 1 219.71 20 承载能力 1 624.89 48 承载能力 1 278.2 21 承载能力 1 685.85 49 承载能力 1 337.77 22 承载能力 1 747.55 50 承载能力 1 398.42 23 承载能力 1 809.98 51 承载能力 1 460.16 24 承载能力 1 873.08 52 承载能力 1 523.01 25 承载能力 1 936.82 53 承载能力 1 586.95 26 承载能力 1 1001.15 54 承载能力 1 652.01 27 承载能力 1 1066.03 55 承载能力 1 -31.88 28 承载能力 1 1131.4 56 承载能力 1 0 3．主梁应力图 4-6 主梁最大正应力图主梁最大正应力表 表 4-3 节点号 荷载组合 最大正应力 （ MPa） 节点号 荷载组合 最大正应力 (MPa) 1 承载能力 1 12.3 29 承载能力 1 74 2 承载能力 1 12.5 30 承载能力 1 64.9 3 承载能力 1 13.2 31 承载能力 1 56.5 4 承载能力 1 10.7 32 承载能力 1 49 5 承载能力 1 8.6 33 承载能力 1 42.4 6 承载能力 1 6.86 34 承载能力 1 36.8 7 承载能力 1 5.47 35 承载能力 1 32.1 8 承载能力 1 -7.67 36 承载能力 1 27.8 9 承载能力 1 -10.1 37 承载能力 1 23.8 10 承载能力 1 -12 38 承载能力 1 20.1 11 承载能力 1 -13.3 39 承载能力 1 16.8 12 承载能力 1 -14.1 40 承载能力 1 13.9 13 承载能力 1 -14.4 41 承载能力 1 11.3 14 承载能力 1 -14 42 承载能力 1 -11.7 15 承载能力 1 -13.1 43 承载能力 1 -13.1 16 承载能力 1 -11.7 44 承载能力 1 -14 17 承载能力 1 11.3 45 承载能力 1 -14.4 18 承载能力 1 13.9 46 承载能力 1 -14.1 19 承载能力 1 16.8 47 承载能力 1 -13.3 20 承载能力 1 20.1 48 承载能力 1 -12 21 承载能力 1 23.8 49 承载能力 1 -10.1 22 承载能力 1 27.8 50 承载能力 1 -7.67 23 承载能力 1 32.1 51 承载能力 1 5.47 24 承载能力 1 36.8 52 承载能力 1 6.86 25 承载能力 1 42.4 53 承载能力 1 8.6 26 承载能力 1 49 54 承载能力 1 10.7 27 承载能力 1 56.5 55 承载能力 1 13.2 28 承载能力 1 64.9 56 承载能力 1 12.5 图 4-7 主梁最大剪。