钢结构人行天桥计算综合分析

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1、桥梁工程BridgeEngineering钢结构人行天桥计算综合分析123兰辉萍，龙俊贤，蔡国记（1.上海市政工程设计研究总院浙江分院，浙江杭州310004；2.中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司，湖北武汉430071；3.海口市城市规划设计研究院，海南海口570105）摘要：用2个具有代表性的工程实例，对比分析了钢结构天桥不同的计算模式及其特点，同时对钢结构天桥配套的梯道、坡道进行了详细分析，得出了相关结论和建议。关键词：钢结构；天桥；计算模式；梯道；坡道中图分类号：U448.11文献标志码：B文章编号：1009-7767（2

2、010）01-0055-05ComprehensiveAnalysisofCalculationforSteelPedestrianOvercrossingLanHuiping，LongJunxian，CaiGuoji由于钢结构可采用工厂分段加工预制，现场焊接拼装，对既有交通影响较小，便于施工，结构质量相对好控制，有利于节省工期，方便对其进行景观装饰，从而使得钢结构天桥成了天桥中的重要角色。为此，有必要对钢结构天桥设计进行分析、研究、探讨、总结。本文选取2个具有代表性的钢结构天桥，分析其计算模式及特点，供参考与探讨。1主桥分析1.1

3、工程概况1.1.1实例一某天桥主桥为简支结构，长38.4m，计算跨径34.6m，断面布置为0.35m+0.15m+5.0m+0.15m+0.35m＝6.0m，采用坡道和梯道与地面连接，详见图1～图3。南梯道全部位于主桥中心线延伸线上。位于主桥延伸线上的梯道全宽4.0m；与主桥中心线垂直的梯道全宽3.5m，见图4。1.2结构布置1.2.1实例一主桥为全焊单箱单室钢箱梁，上翼缘宽6.0m，双1.1.2实例二向1.0%横坡，下翼缘宽3.0m，平坡。两侧挑臂均为某天桥主桥为简支结构，长32.0m，计算跨径30.0m，1.5m。主桥箱室结构中

4、心高1.215m，腹板处高1.2m断面布置为0.15m+3.7m+0.15m＝4.0m。北梯道一部（见图2）。采用Q345钢材，上、下翼缘及腹板厚16mm。分在主桥中心线延伸线上，一部分与主桥中心线垂直；梯、坡道与主桥焊接连接。2010年第1期（1月）第28卷55桥梁工程BridgeEngineering图7实例二空间模型群活载取5.0kPa。实例一主桥、坡道、梯道二恒分别为图4总体布置（cm）12.5、9.7、3.9kN/m；实例二主桥、南梯道、北梯道二恒1.2.2实例二分别为12.0、5.8、6.0kN/m。主桥为全焊单箱三室钢

5、箱梁等截面，高1.0m（见计算结果见表1～表3（表中C1、C2、C3、C4分别图5）。采用Q345钢材，上翼缘、下翼缘、边腹板、中腹板对应自重、二恒、人群活载、承载能力极限状态工况，厚度分别为16、20、12、16mm。梯道与主桥焊接连接。表中L为拉应力，Y为压应力，下同）。表1主桥挠度mm实例一实例二工况C1C2C3C1C2C3模式a）31.419.339.225.114.722.8模式b）29.518.236.916.19.515.6图5主桥断面（b/a）/%94.094.094.064.065.068.0模式c）31.419.

6、339.225.113.722.81.3结构计算分析（c/a）/%10010010010093.0100计算考虑3种模式，即：a）主桥单独计算；b）主桥注：表中b/a、c/a表示模式b）、c）的计算结果与模式a）相应计算结果与梯、坡道共同计算，主桥与梯、坡道按固结考虑；c）基比值，下同。于模式a）在梯、坡道与主桥连接点增加各自恒载（含1.4结果分析自重、二恒）对主桥相应的支反力，该支反力作为主桥1.4.1实例一二期恒载考虑，以集中力形式施加于梯、坡道中心线该天桥平面布置中两梯道、东北角坡道均与主桥轴与主桥连接处的交点。线垂直，梯、坡

7、道中心线与主桥支座中心线重合；西南角上述3种计算模式，在计算结构自振频率时，结坡道与主桥轴线基本垂直，其中心线与主桥支座中心线构总质量均包含二期恒载对应的质量。计算模型主要基本重合。根据上述计算结果，模式c）所考虑的梯、坡采用杆系单元模拟，计算软件主要为迈达斯，模式b）道的恒载支反力，实际上只影响主桥的支反力，而对主对应的空间模型见图6、图7。桥的挠度、应力以及自振频率的影响可以忽略不计；而5钢材弹性模量根据文献[1]取2.1×10MPa，泊松比模式b）由于按照实际情况将梯、坡道与主桥共同模拟3-5取0.3，密度取7850kg/m，

8、热膨胀系数取1.2×10，人进行计算，其结果较模式a）均有所改善，其中主桥跨中挠度、上缘与下缘应力改善效应在10％以内，而影响最大的是结构自振频率，提高了20％。1.4.2实例二该桥梯道中心线或部分或完全与主桥轴线重合，因而较实例一梯