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
钢结构人行景观桥
计算书
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2013年02月
一、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．混凝土现浇层容重、标号
钢筋混凝土容重：
26kN/m3
2.钢材
Q345钢材设计参数
屈服强度
抗拉、抗压设计值
抗剪设计值
fy
fd
fvd
345
310
180
3．人群荷载：
4.5kPa
4．恒载
一期恒载：
钢箱梁容重ρ＝7.85X103kg/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T1＝25℃，T2＝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。
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
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：
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/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，h0/tw＝1.268/0.014＝90.6>80√235/fy＝66，需配置横向加劲肋。
h0/tw＝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、造型钢架计算
七、桥台检算
1、桥台尺寸
图9.1桥台布置图（单位：
cm）
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。
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4.2.3条规定，台前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：
其中干砂砾重力密度18，内摩擦角为。
台背总静土压力为
3、桥台检算
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：
167.8，密度为；桥台基础混凝土体积:
:
75.8，密度为。
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4.4.1条规定，
由0#桥台结构尺寸可知：
，所以桥台基础的抗倾覆稳定满足要求。
2）抗滑移验算
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0.6。
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=2..24>=1.48（b=8.9）可仅按受压区计算基底最大压应力（不考虑基底受拉力）。
基地最大压应力为：
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：
砂岩压缩模量：
0.57Mpa
按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第4.3.6条规定，基底中心沉降计算深度，每层土厚度取为2m。
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
由以上验算可以得出，该人行景观桥设计满足规范要求。
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