钢结构人行景观桥计算书.docx
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钢结构人行景观桥计算书
钢结构人行景观桥
计算书
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2013年02月
概述
临武县城市人行景观桥位于临武县一中校门口,为方便临武县一中的出行,
特拟修建此桥梁。
跨径布置为32.37m,梁高1.1m,采用整体式钢箱梁截面,桥
宽6.3m。
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》JTGD62-2004;
5.《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004;
6.《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2004;
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.
标号
26kN/卅
混凝土现浇层容重、
钢筋混凝土容重:
2.
4.5kPa
钢箱梁容重p=7.85X10345kg/m3
包括桥面铺装、栏杆等
钢材
Q345钢材设计参数
屈服强度
fy
抗拉、抗压设计值
fd
抗剪设计值
fvd
345
310
180
中规定取值,负温度梯度按照正温度梯度的50%+算。
L7.e'C
22'f
jL
图1温度梯度计算简图
其中Ti=25C,T2=6.7C
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。
3、计算模型
结构计算、施工模拟分析以设计图纸所示跨度、跨数、断面尺寸及支承形式为基础,主梁中的各横隔板及加劲板采用集中荷载形式加在相应节点位置,其余有关计算参数和假定以现行国家有关设计规范规程为依据。
图1计算模型计算模型共分27个单元,中墩与主梁固结。
主梁的计算截面未考虑横隔板对纵向刚度的贡献,仅考虑纵向通长加劲肋对截面刚度的影响
*
截面相关参数为:
4、支承反力
686.9
2130.4
图2标准组合支反力(kN)
支座是否出现拉力计
将人群荷载布置在内侧人行道的中央,取偏心距离0.9m,验算承载能力状态下
内侧支座反力=268KN,外侧支座反力=149KN,支座不存在拉力及脱空现象
5、应力验算
根据《钢规》按基本组合验算结构的强度:
阿】05/0梓
TOST-PROCESaOR
I3.4<]i44a-MUl
O«KX]*+(HX)
-B.5Z771-C-1-000
—-25n»r-i-DCl
-X4»«h+«ll
-HBO^+QflT
-6^DWDd¥-i-DCl
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)。
&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=0.52V6,且l1/b0=28.5/2.5=11.4<95(235/fy)=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,ho/tw=1.268/0.01490.6>80V235/fy=66,需配置横向加劲肋。
h0/tw=1.268/0.014=98<150V235/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]=1/600。
图3人群荷载挠度包络图(mm)
根据计算人群荷载挠度为12.1mmv30000/600=50mm,故结构挠度验算满足要求。
9、自振频率验算
Cerarftcc)
a■就眄
畑
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n.KKWOT
HK-OlIXKXXW
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RZ-i-woon
要求。
六、造型钢架计算
七、桥台检算
2、外荷载
1)根据MidasCivil7.8计算桥台处反力按照正常使用极限状态组合I,
H=3490KN,N=620KN由于水平力较大,故采用重力式桥台。
3
18.0KN/m3),
条规定,台前
2)台背土压力
在台后回填砂砾土以后再拆除支架,其中台背回填砂砾石(为了安全考虑,《公路桥涵设计通用规范》JTJD60-2004第423
侧地面以下不受冲刷部分土的侧压力可按静土压力计算。
公式如下:
ejh
1sin
Ei2H2
其中干砂砾重力密度18KN/m3,内摩擦角为40°。
台背总静土压力为
检算内容包括桥台基础的抗倾覆稳定、抗滑动稳定和桥台基础底面岩土的承
载力。
桥台台身采用片石混凝土,体积:
167.8m3,密度为24KN/m3;桥台基础混凝土体积:
:
75.8m3,密度为25KN/m3。
根据已给岩层条件,本桥台基础在中风化砂岩上。
1)抗倾覆验算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第441条规定,
PiePie
e。
Pi
由0#桥台结构尺寸可知:
s4.45m,桥台台身自重:
P4027.2KN,e,0m,桥台基础自重:
P?
1895KN
e20m,桥台竖向反力:
P3620KN,e33.2m已3490KN,h15.65m,
eo
PeHih34905.656203.22.71m,k0?
的1.641.3
P(4027.21895620)Q2.71
所以桥台基础的抗倾覆稳定满足要求。
2)抗滑移验算
0.6。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第4.4.2条规定,对
承台基础进行抗滑动验算,其中基础底面与地基土摩擦系数为
4027.2KN,P21895KN,P3620KN,H1a3490KN,H1p827KN,
kc
PHip
1.361.2
Hia
所以桥台基础的抗滑动满足规范要求。
3)承载力验算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第4.2.2条规定,由
于偏心距e0=2..24>b=1.48(b=8.9)可仅按受压区计算基底最大压应力(不考虑基底
6
受拉力)。
基地最大压应力为:
Pmax空一2'N——
3da3(2e0)a
其中:
b8.9m,a7.1m,N65422KN
265422
Pmax171KPa2000KPa
3(891-64)9.1
所以桥台基底承载力满足要求。
4)沉降量验算
按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第4.3.4条规定,计算桥
台基础的最终沉降量,公式如下:
n
ssS0
s匹(ZiaiZi1)砂岩压缩模量:
0.57Mpa
i1Esi
P0P
65422
心Ph•(183.988
7.18.9
3)7.9kpa
》JTJD63-2007第4.3.6条规定,基底中
按《公路桥涵地基与基础设计规范
查得基础底面以下6层土的平均附加压应力系数如下表:
表9-1平均附加压应力系数
z
0
2
4
6
8
10
12
ai
1
0.980
0.901
0.789
0.698
0.611
0.564
计算得桥台基础的最终沉降量为s0.09mm0.2%6000mm12mm
由以上验算可以得出,该人行景观桥设计满足规范要求。
3.人群荷载:
4.恒载
一期恒载:
二期恒载:
5.温度梯度
温度变化按升温20r和降温20r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