2-30m钢结构人行天桥计算书

2-30m钢结构人行天桥
计算书
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2011年08月
一、概述
本天桥位于合肥市南二环路与石台路交叉口，为保障二环路畅通并确保人流安全穿越道路修建此工程。

跨径布置为30+30=60m，梁高1.3m，采用整体式钢箱梁截面，桥宽4m。

二、主要设计规范
1.《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95；
2.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
3.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
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.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004；
6.《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2004；
三、计算方法
采用MIDAS/CIVIL2010版本，采用空间杆系单元建立模型。

计算按桥梁施工流程划分计算阶段，对施工阶段及运营阶段均进行内力、应力、结构刚度的计算。

并根据桥梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段，进行荷载组合，求得结构在施工阶段和运营阶段时的应力、内力和位移，按规范中所规定的各项容许指标，验算主梁是否满足要求。

四、主要材料及设计参数
混凝土、钢材等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度参数等基本参数均按规范取值。

1．混凝土现浇层容重、标号
钢筋混凝土容重：26kN/m3
2. 钢材
3．人群荷载：4.5kPa
4．恒载
一期恒载：钢箱梁容重ρ＝7.85X103 kg/m3
二期恒载：包括桥面铺装、栏杆等
5．温度梯度
温度变化按升温20℃和降温20℃计算。

正温度梯度计算按照《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1 温度梯度计算简图
其中T
1＝25℃，T
2
＝6.7℃
6. 风载：基本风压0.75kPa
五、上部结构验算
1、荷载组合
按钢结构受弯构件进行设计，计算情况包括：基本组合强度验算；整体、局部稳定计算。

2、计算方法概述
根据荷载组合要求验算各项内容是否符合规范要求。

验算部分主要有：应力、整体稳定、局部稳定、挠度。

图3 基本组合应力（MPa）
主梁最大正应力为60.5MPa（满足规范要求）。

6、整体稳定验算
根据《钢结构设计规范》第4.2.1和第4.2.4条，h/b0＝1.3/2.5＝0.52＜6，且l1/b0＝28.5/2.5=11.4＜95(235/f y)=65，故可不计算整体稳定性，根据规范的构造要求满足整体稳定性。

7、局部稳定验算
根据《钢结构设计规范》第4.3.1和4.3.2条，h0/t w＝1.268/0.014＝90.6>80√235/fy＝66，需配置横向加劲肋。

h0/t w＝1.268/0.014＝98<150√235/fy，只需按
构造布置适当纵向加劲肋。

纵横向加劲肋布置详见图纸。

8、挠度计算
根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》对结构和构件的变形控制，天桥上部由人群荷载计算的最大竖向挠度容许值[vT]＝l/600。

图3 人群荷载挠度包络图（mm）
根据计算人群荷载挠度为12.1mm＜30000/600＝50mm，故结构挠度验算满足要求。

9、自振频率验算
图4 一阶竖向振形
计算得到天桥一阶竖向自振频率为5.5HZ＞3HZ，故箱梁自振频率满足规范要求。

六、桩基础验算
1、单桩荷载计算
桩基荷载按规范取上部结构支反力标准组合值，并考虑桥墩、承台自重、桩基自重与置换土重的差值。

计算如下：
1.2m桩基：（2130+（1.5×3×5.6）×25）/2+3.14×0.6×0.6×15×（25-18）=1499kN 1.5m桩基（取0号轴）：687+
2.5×0.7×5×25+（1.5×3×2.1）×25+200+
3.14×
0.75×0.75×15×（25-18）=1527kN
2、单桩承载力验算
按《公路桥涵地基与基础规范》5.3.3条验算：
1.2m桩基容许承载力：[Ra]=0.5×3.14×1.2×80×15=2261kN>1499kN(满足要求) 1.5m桩基容许承载力：[Ra]=0.5×3.14×1.5×80×15=2826kN>1527kN(满足要求)
由以上验算可以得出，该天桥设计满足规范要求。