人行过街设施项目设计人行天桥结构计算书.docx

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1、人行过街设施项目设计人行天桥结构计算书目录1 .设计概况12 .采用规范23 .主要材料及力学参数34 .人行天桥计算计算34.1 人行天桥上部结构（钢箱梁）计算34.1.1 计算模型34.1.2 计算荷载取值44.1.3 结构成桥内力图54.1.4 结构承载能力极限状态验算结果7拉/压弯构件整体稳定验算包络图104.1.5 其他验算结果104.1.6 基频计算结果114.1.7 结果124.2 人行天桥下部结构计算134.2.1 固结墩计算134.2.2 桩基础计算184.3 总结191设计概况为了满足各个方向行人过街需要，天桥采用“工”形平面布置，主梁拟采用27.5m钢箱梁结构，跨越小区路

2、口处跨度分别为24m和17.5m。各方向行人绕行距离较短、人行顺畅，各个方向通行能力都好。天桥主梁宽度4.0m,净宽3.8m；梯道总宽度为2.5m,净宽2.3m,梯道设置三个梯步，每竖向高度2.7m设置1.5m平台，设两部电梯。天桥平面布置图人行天桥设计在现状道路边线和规划道路边线基础上进行选址定位，现状与规划道路边线基本一致，天桥边线距离规划车行道边线25cm,电梯基础边线距规划人行道边线5cm,天桥整体在规划范围内。天桥上部结构为直腹板钢箱梁,主跨箱梁梁高1.1m,边跨箱梁梁高1.1m,底宽2.54(1.34)m,顶宽4.0(2.5)mo顶底板厚14mm,腹板厚14mm。下部结构为钢管混凝

3、土墩(墩梁固结)和圆柱形桩基，钢管墩直径82m,桩基直径1.2m。天桥梯道及平台为钢箱梁式，梯道由.426m钢管独柱支撑,柱基础采用12m圆柱形桩基，采用C35混凝土浇筑。2 钢管桥墩、钢管梯柱均采用C50补偿收缩混凝土浇筑，桩基础均采用C35混凝土浇筑。桥墩桩基及梯柱桩基嵌入稳定中风化岩层深度要求不小于3倍桩径。桩基嵌岩深度范围内砂岩饱和状态下岩石单轴抗压强度不小于15Mpao3 .采用规范1)城市桥梁设计规范(CJJ11-2019)2)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)3)公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64-2015)4)城市人行天桥与人行地通道技术规范(CJJ6995)5)

4、钢结构设计规范(GB500172017)6)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)7)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG33622018)8)公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2007)9)钢管混凝土结构技术规范(GB50936-2014)10）钢管约束混凝土结构技术标准（JGJT471-2019）4 .主要材料及力学参数Q355D：弹性模量E=2.06105MPa剪切模量G=0.79105MPa抗拉、抗压及抗弯强度设计值：275MPa抗剪强度设计值：155MPaQ235：弹性模量E=2.06105MPa剪切模量G=0.79105MPa抗拉、抗压及抗弯强度设计值：

5、190MPa抗剪强度设计值：I1OMPa5 .人行天桥计算计算5.1 人行天桥上部结构（钢箱梁）计算5.1.1 计算模型采用大型有限元分析软件MidasCivi1o上部结构最大跨度为27.5m连续钢箱梁结构，梁高1.1米，采用单箱单室箱形截面，采用三维梁单元建立单梁模型，其有限元模型如图所示。有限元模型5.1.25.1.3 计算荷载取值(1)结构设计安全等级：一级(2)永久作用自重：实际结构建立计算模型，由程序自动计算，材料容重取785kNm3;横隔板：按照箱梁实际尺寸取值；二期、雨棚、装饰：1923.8kNm；(3)人群荷载人行桥面板及梯道面板的人群荷载按5kPa或15kN竖向集中力作用在一

6、块构件上计算。作用在钢箱梁或桁架上的人群荷载，采用下列公式计算：当加载长度为20m以下(包括20m)时：W=5x(20-B)20(kPa)当加载长度为21100m时：W=5-2(1-20)80(20-B)20(kPa)式中：W-单位面积的人群荷载，kPa；1-加载长度，m；B-半桥宽度，mo大于4m时仍按4m计。本项目天桥最大跨度28.759m,计算得作用在钢箱梁上的人群荷载为：4.3kPao(4)温度作用按结构整体升温20、降温-20C计算。5.1.4 结构成桥内力图5.1.4.1 成桥阶段恒载主梁内力图图4.1/成桥阶段主梁恒载弯矩图(单位：kN*m)MIDXSCivi1POSTPROCE

7、SSORBEAMDIAGRAM图4.1-2成桥阶段主梁剪力图（单位：kN）4.1.3.2活载作用下主梁内力图MIDAS/Civi1POST-PROCESSORBEAMDIAGRAM力y=3.92798e+002317395e+0022,41992e-H)021.66590e0029.11869e+0010.00000e+000-5.96184e+001-1.35021e+002-210424e-H)02-2.85826+002-361229e+002-4.36632e002MIDAS/Civi1PosTPROCESSORBEAMDIAGRAM?-y4.1.3.3基本组合作用下主梁内力图MIDA

8、S/Gvi1POSTPROCESSORBEAMDIAGRAM彳矩y3.61964e-K)033.20037-H)032.7810H)032.36181e-K)031.94254-K)031.52326e-K)031.10398e-*0036.84706-K)022,6542矢长020.0e0-5.73124-H)0239240Ie*)02MiDASvi1POSTPROCESSORBEAMDIAGRAM笏力560235e+0024.526680023.45IOOe+002237532e+0021.29965002OOOOOO8.51704e+0013XK)306002=-4X)7873e+002

9、-5.15441e002-6.230080025.1.5 结构承载能力极限状态验算结果5.1.5.1 拉/压弯构件腹板应力验算拉/压弯构件腹板应力验算包络图结论：按照钢规公式5313d=0Wfvdf1验算，d=267MPaVd=160.000MPasf=0.0951,满足规范要求;5.1.5.2 拉/压弯构件腹板最小厚度验算拉/压弯构件腹板最小厚度验算包络图按照钢规公式5.3.31tmiStw验算，tmin=3.797mmgtw=14.000mm,满足规范要求；拉/压弯构件翼缘板弯曲正应力验算结论：按照钢规公式5.4.1-1=ONdAeffO(My+Ndez)Ay,eff+O(Mz+Ndey)

10、Az,effft1验算，o=73MPaWfti=275.000MPa,满足规范要求；5.1.5.3 拉/压弯构件整体稳定验算拉/压弯构件整体稳定验算包络图结论：按照钢规公式5.3.2-12、5.4.2-14min(sd,yi1sd,zi)k%-Q由结构体系可知，天桥属于H型平面天桥，梯道处钢箱梁与梯道为焊接连接，则该桥各梯道均可为天桥抗倾覆起作用。从结构体系可判定该天桥抗倾覆性能满足要求。4.152挠度验算按钢规第423条规定，计算竖向挠度时，应按结构力学的方法并应采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值，频遇值系数为1.0。计算挠度值不应超过表4.1-2规定的限值。表4.1-2竖向挠度限值桥梁结构

11、形式简支或连续桁架简支或连续板梁梁的悬臂端部斜拉桥主梁悬索桥加劲梁限值Z500I500A30()I400/250活载作用下主梁最大挠度图（单位：mm）由以上位移图知，活载作用下单梁计算最大挠度9.07mm,挠度跨度比为9.07/27500=1/3030。规范容许挠度跨度比为1/500,故主梁刚度满足规范要求。5.1.7 基频计算结果采取1anczos分析方法计算结构20阶振型，计算得到结构一阶自振频率为3.57Hz,满足规范要求。MiDAS/Civi1POSTPROCESSoRVIBRATIONMOOE1.68758e-0011.51483e-OO11.34208e-0011.16932e-0

12、019.96572e-0028.23820e-0026.51068e-002.4.78316e-0023Q5564e002-1.32812e-002OQOOOOeMOO-212693e-002自抵匿期=2.799E001振型图I节点模态UXUYUZRXII1特征值分析模态频率周期容在误差(rad/sec)(cycte/sec)(SeC)122.4491453.5728920.2798850.0000e000231.1997564.9655950.2013860.0000e000350.3914198.0200430.124688OOOOOeM(K)478.19993012,4459050.08

13、03480.0000e0005110.05326417.5155210.0570920.0000e+0006154.48164124.5865170.0406737.7473e-1827165.70576226.3728910.0379181.3927e-176816.28830229.6487040.0337284.3106e-1689187.66525429,8678530.0334812.3040e-16810216.94012534.5270930.02896312639e-15911241.64949938.4597120.0260014.2104e-15312305.32261248.5936030.0205792.9744e-13713321.78493251.2136630.0195261.1415e-13314348.11563555,4043240.0180492.0905e-1301538