人行天桥——自锚式悬索桥设计

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1、目录1.桥型布置31.1结构尺寸31.2主要构件尺寸31.3结构类型及其特点31.4结构模型的建立32、桥面系设计及主梁计算42.1桥面系形式42.2主梁形式43、主缆及钢箱梁计算103.1基本数据103.2恒载计算103.3主缆验算113.3.1主缆满布荷载验算113.3.2midas下局部布人群荷载主缆验算163.4吊杆验算213.5主梁承载能力计算233.6索夹的计算284.主塔计算304.1设计资料304.2设计计算304.2.1截面性质304.2.2强度计算314.3稳定性计算414.4柱脚设计415.桩基础设计

2、42545.1承台设计425.2桩基础设计425.3桩身内力及变位计算455.3.1地基土的比例系数m和m0455.3.2桩的计算宽度b1的确定455.3.3桩柱顶水平位移计算465.3.4桩的内力及变位计算465.4承载力复核48参考文献49致谢51541.桥型布置1.1结构尺寸全桥计算长度取132米，桥面宽取4米。跨中计算跨径取75米计算，边跨计算跨径取28.5米，吊杆间距为3米，跨中布置24对吊杆，边跨布置7对吊杆。塔顶距桥面11米，桥面距桥塔底部7.5米。1.2主要构件尺寸各种结构的截面选取都通过本人运用midas

3、软件多次建模计算后选取，具体如下：主梁：采用钢箱梁，梁高1.1米，顶板、底板厚16毫米，腹板厚12毫米，箱内设置有横隔板。主缆：采用热挤聚乙烯高强钢丝，标准强度为1670MPa，规格241φ7，其等效截面直径取,110毫米。吊杆：采用19φ5钢丝，其等效截面直径取30毫米。桥塔：采用1000mm*600mm的箱型截面，板厚30毫米。1.3结构类型及其特点该桥采用了自锚式悬索桥结构体系，这种结构体系具有以下特点：（1）自锚式悬索桥省去了锚碇，主缆锚固于加劲梁两端，悬索受拉，加劲梁受压，形成内部自身平衡体系，结构工作效率高，像

4、连续梁一样工作，跨中和塔架支承处的正、负弯矩最大，与斜张桥有异曲同工之理。（2）桥面共同承受主缆传来的巨大水平压力，提高了加劲梁的抗弯刚度，能减小活载挠度，整体和稳定性都好。施工安全和方便，造价经济合理，大大降低了悬索桥的造价。（3）加劲梁是主缆通过吊杆弹性的平衡稳定支承着，桥面的轴向压力对预拱度和挠度不产生附加偏心弯矩，因为附加偏心弯矩被加劲梁和桥面的巨大重量所平衡，这和一般无平衡稳定支承的自由状态情况不同。1.4结构模型的建立自锚式悬索桥结构的内力计算复杂，应采用非线性有限单元法来计算。对于几何可变的缆索单元，需作加大

5、弹性模量的应力刚化处理。悬索作为几何可变体系，活载作用的变形影响很大，是非线性变形影响的主要因素。本设计采用midas软件建立了该桥三维空间有限元计算模型，可以充分考虑结构的几何非线性，精度较高。主缆和吊杆采用只受拉单元模拟，桥面和桥塔采用梁单元模拟。54表1-1:主要材料力学参数弹性模量（N/mm）抗拉强度（N/mm）屈服强度（N/mm）容重截面积(mm)主缆2.1E1116707861等效直径110吊杆2.1E1116707861等效直径30主梁2.1E1147034578611100*4000主塔2.1E114703

6、4578611000*6002、桥面系设计及主梁计算2.1桥面系形式桥面板采用两块钢筋混凝土∏形板，间距1.5m，桥面板高0.28m，当吊装就位后，用30号水泥砂浆填缝。按铰接板进行计算，计算过程从略。桥面铺装采用1.5cm人行道沥青砂垫层，上铺有4cm的人行道地板砖。2.2主梁形式主梁纵梁为钢梁，单箱双室箱型断面，其标准截面尺寸：高1100mm，宽4000mm，底宽1500mm，顶、底板厚16mm，中腹板厚12mm，边腹板厚12mm，斜腹板厚12mm，图样如下图2-1。图2-1主梁截面尺寸主梁截面性质如下表2-1。项目单

7、位数值面积mm2152230.796450Ixmm434994880742.660362Iymm4262550224967.686770Cx(+)mm2000Cx(-)mm2000Cy(+)mm457.172213Cy(-)mm642.827787表2-1主梁截面性质54主梁由11段预制钢箱梁组成，其中整桥的箱梁构造以跨中对称，半桥的箱梁构造如图2-2和图2-3所示图2-2图2-354截面构造如图2-3图2-4主梁所用材料及各个部件的数量、重量统计如下（表2-2——表2-8）名称编号规格单件重(kg)数量总重(kg)顶板N

8、14000×16×6508.43269.8213269.82N1a4000×16×5000251212512纵向加劲肋N6100×10×6508.451.09110510.91N6a100×10×500039.2510392.5名称编号规格单件重(kg)数量总重(kg)底板N22500×16×6508.