30m人行天橋結構計算書

一、 概述

跨徑布置為9.5+18+9.5=37m，梁高0.9m，采用整體式鋼箱梁截面，橋寬4.5m。

二、主要設計規范

1.《城市人行天橋與人行地道技術規范》CJJ69-95；

2.《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）

3.《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》（JTJ025-86）

4.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62-2004；

5.《公路橋涵設計通用規范》JTG D60-2004；

6.《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG D63-2004；

三、計算方法

采用MIDAS/CIVIL2010版本，采用空間桿系單元建立模型。計算按橋梁施工流程劃分計算階段，對施工階段及運營階段均進行內力、應力、結構剛度的計算。并根據橋梁的實際施工過程和施工方案劃分施工階段，進行荷載組合，求得結構在施工階段和運營階段時的應力、內力和位移，按規范中所規定的各項容許指標，驗算主梁是否滿足要求。

四、主要材料及設計參數

混凝土、鋼材等材料的彈性模量、設計抗壓（拉）強度參數等基本參數均按規范取值。

1．混凝土現澆層容重、標號

鋼筋混凝土容重：26kN/m³ 

2. 鋼材

Q345鋼材設計參數

屈服強度	抗拉、抗壓設計值	抗剪設計值
fy	fd	fvd
345	310	180

 

3．人群荷載：5.0kPa

4．恒載

    一期恒載：鋼箱梁容重ρ＝7.85X10³  kg/m³

　　二期恒載：包括雨棚、橋面鋪裝、欄桿等

5．溫度梯度

溫度變化按升溫30℃和降溫20℃計算。

正溫度梯度計算按照《公路橋涵設計通用規范》（JGJD60-2004）中4.3.10中規定取值，負溫度梯度按照正溫度梯度的50%計算。

圖1  溫度梯度計算簡圖

      其中T₁＝25℃，T₂＝6.7℃

6. 風載：基本風壓1.0kPa

五、上部結構驗算

1、荷載組合

按鋼結構受彎構件進行設計，計算情況包括：基本組合強度驗算；整體、局部穩定計算。

2、計算方法概述

根據荷載組合要求驗算各項內容是否符合規范要求。驗算部分主要有：應力、整體穩定、局部穩定、撓度。

3、計算模型

結構計算、施工模擬分析以設計圖紙所示跨度、跨數、斷面尺寸及支承形式為基礎，主梁中的各橫隔板及加勁板采用集中荷載形式加在相應節點位置，其余有關計算參數和假定以現行國家有關設計規范規程為依據。

圖1 計算模型

計算模型共分41個單元。

 

4、支承反力

圖2 標準組合支反力（kN）

 

5、應力驗算

根據《鋼規》按基本組合驗算結構的強度：

圖3 基本組合應力（MPa）

主梁最大正應力為37.6MPa（滿足規范要求）。

 

6、整體穩定驗算

根據《鋼結構設計規范》第4.2.1和第4.2.4條，h/b₀＝0.9/3.25＝0.28＜6，且l₂/b0＝18/3.25=5.54＜95(235/f_y)=65，故可不計算整體穩定性，根據規范的構造要求滿足整體穩定性。

 

7、局部穩定驗算

根據《鋼結構設計規范》第4.3.1和4.3.2條，

，需配置橫向加勁肋。只需按構造布置適當縱向加勁肋。縱橫向加勁肋布置詳見圖紙。

 

8、撓度計算

根據《城市人行天橋與人行地道技術規范》對結構和構件的變形控制，天橋上部由人群荷載計算的最大豎向撓度容許值[vT]＝l/600。

圖3 人群荷載撓度包絡圖（mm）

根據計算人群荷載撓度為9mm＜18000/600＝30mm，故結構撓度驗算滿足要求。

 

9、自振頻率驗算

圖4 一階豎向振形

計算得到天橋一階豎向自振頻率為5.5HZ＞3HZ，故箱梁自振頻率滿足規范要求。

 

六、樁基礎驗算

 

1、單樁荷載計算

    樁基荷載按規范取上部結構支反力標準組合值，并考慮橋墩、承臺自重、樁基自重與置換土重的差值。計算如下：

1.2m樁基：（2130+（1.5×3×5.6）×25）/2+3.14×0.6×0.6×15×（25-18）=1499kN

1.5m樁基（取0號軸）：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、單樁承載力驗算

    按《公路橋涵地基與基礎規范》5.3.3條驗算：

1.2m樁基容許承載力：[Ra]=0.5×3.14×1.2×80×15=2261kN>1499kN(滿足要求)

1.5m樁基容許承載力：[Ra]=0.5×3.14×1.5×80×15=2826kN>1527kN(滿足要求)

 

由以上驗算可以得出，該天橋設計滿足規范要求。

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