人行天桥的钢结构设计浅析

人行天桥的钢结构设计浅析

摘要：结合柳州市龙潭公园新建人行景观桥工程，介绍钢结构人行天桥的设计，结构计算，总结了人行天桥的设计经验以供同类工程参考。

关键词：人行桥；钢结构；桁架；自振频率

1. 工程简介

柳州市龙潭公园景观桥是为纪念柳州市与美国的辛辛那提市结为友好城市20周年而兴建，该桥是以辛辛那提市的一座钢拱桥为蓝本按一定比例微缩建成的，桥长30余米，上部结构采用角钢钢结构型式，设计采用工厂制作，再运送到现场拼装栓焊的施工方法。

2. 景观桥的钢结构设计特点

景观桥设计为6.0m+24.14m+6m三孔简支结构，中承式钢桁架，受力杆件采用Q235角钢，桥面净宽2.5m，桥面板为预制钢筋砼板，桥面铺装采用4cm中粒式沥青混凝土，桥面结构层总厚度为12cm。

结构的内力分析计算采用Midas Civil2006软件进行，取一跨24m简支钢桁架建立计算模型，每1.5m一节，共16节，节间采用栓焊连接。建模时，主桁上、下弦杆，横联上、下弦杆，上纵梁模拟为梁单元，梁端需要释放约束，其余杆件模拟为桁架单元。

景观桥的桁架自重、二期恒载转换为Z方向质量，参与振型计算天桥竖向振动频率。

3. 景观桥的结构计算

3.1 设计荷载

（1）活载：人群荷载：5kPa。

（2）恒载：桁架自重，二期恒载：桥面结构重4 kN/m2。

3.2荷载组合

组合1：桁架自重（×1.2）+二恒（×1.2）+活载（×1.4）；

组合2：桁架自重（×1.0）+二恒（×1.0）+活载（×1.0）。

3.3结构计算结果

结构的内力、应力分析计算采用Midas Civil2006软件，位移、杆件稳定性验算均满足规范要求，其中桥梁竖向自振频率: f=4.45Hz>3.0 Hz，满足规范要求。

3.5节点焊接计算

根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》要求，节点焊缝采用容许应力法计算，节点板厚度采用10mm，焊条采用E43，手工焊，母材为Q235钢材，采用三面围焊形式，其轴向弯曲应力为140MPa，剪应力为85MPa，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》第1.2.8条，角焊缝承受拉力的应力值为，承受剪力的应力值为。

3.5.1 主桁竖杆

杆件截面为L100×10角钢，轴向力，焊脚尺寸最小值为：，焊脚尺寸最大值为：，取焊脚尺寸，则，直角角焊缝的计算厚度：，正面焊缝所承担的轴心力：，，侧面焊缝长度按构造要求设置，（不满足构造要求），实际取肢背、肢尖侧面焊缝的长度为70mm。

3.5.2 主桁斜杆

杆件截面为L125×12角钢，，计算得焊脚尺寸最小值为 4.7mm,焊脚尺寸最大值为12mm,取焊脚尺寸，则，直角角焊缝的计算厚度：，正面焊缝所承担的轴心力：,侧面焊缝所承担的轴心力：,杆件为等边角钢，肢背和肢尖的焊缝按0.7和0.3分配，肢背焊缝长度：，肢尖焊缝长度：

侧面焊缝长度：（不满足构造要求），实际取肢背、肢尖侧面焊缝的长度为70mm。

3.5.3 横联斜杆