大跨度弧形连续钢箱梁天桥计算分析.pdf

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1、２０１５年第２期（总第１５５期）江西建材交通工程大跨度弧形连续钢箱梁天桥计算分析■江胜学■中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉　４３００６３摘要：本文结合工程实例采用ＭＩＤＡＳＣＩＶＩＬ软件进行整体三维计算。分析大３　数值计算结果跨度弧形连续钢箱梁天桥自振频率控制因素，验算钢箱梁内力计算参数（１）计算指标研究。据饶波［１］研究成果，结构自振频率随梁高的指标，总结类似工程设计注意事项，提出了相应改进措施。可供参考类增高、基础刚度及墩刚度增大而增大，箱梁底缘宽度对结构自振频率影似工程参考。响不大。本研究模型

2、分析比较了梁高对大跨度弧形连续钢箱梁结构自关键词：大跨度弧形钢箱梁人行天桥振频率影响见表１。据分析比较结果，本实例工程选用钢箱梁梁高２１ｍ，梁高取值约１／２１Ｌ，Ｌ为连续梁最大跨度。引言表１　箱梁高变化对结构自振频率影响目前我国正处于城市轨道交通建设繁荣时期，地下地铁车站埋于地下，连接地铁车站主体各出入口通道兼有过街功能，地面高架车站，梁高（ｍ）变化参数需架设人行天桥过街。钢结构天桥是现阶段发展趋势，其根本优点是２０２１２２施工快捷，对既有交通干扰小，跨度大、断面小、自重轻，钢材塑性和韧自振频率（Ｈ

3、ｚ）２９６３０９３２２性好，抗震性能好，质量容易保证，可重复利用，桥身造型多变。查阅相结构设计需执行《城市人行天桥与人行地道技术规范》ＣＪＪ６９－９５，关资料，研究人行天桥结构设计较多，天桥结构形式也较多，但研究大据此规范要求，本实例工程大跨度弧形连续钢箱梁天桥需核算各种控跨度弧形连续梁人行天桥较少。本文结合武汉市轨道交通１号线竹叶制指标，本研究模型计算结果如表２。计算结果表明：结构自振频率对海站大跨度弧形钢箱梁天桥结构设计实例，归纳大跨度弧形连续钢箱钢箱梁梁高选择起控制作用，其他指标如竖向位移、剪切

4、应力和正应力梁天桥结构设计经验总结。对钢箱梁结构设计不起控制作用，且指标富余量较大。１　工程概况表２　钢箱梁验算参数指标实例工程天桥主体为带悬臂双箱全焊钢箱梁结构，天桥全长９６ｍ，验算项目计算结果容许值三跨连续钢箱梁，跨度为１３５ｍ＋４３２ｍ＋３６３ｍ，端头悬挑３ｍ，桥面宽６ｍ，箱梁高度２１ｍ，钢材选结构自振频率（Ｈｚ）３０９≥３０用Ｑ３４５Ｂ钢，天桥柱采用钢恒＋活最大竖向位移（ｍｍ）２４９＜Ｌ／６００＝７２管混凝土双柱墩。本实例工２剪切应力最大值（Ｎ／ｍｍ）３１８＜ｆ＝３１０程属于城市轨道

5、交通高架车正应力最大值（Ｎ／ｍｍ２）８４３＜ｆ＝３１０站附属出入口兼人行过街天桥，天桥上有雨棚顶盖，天桥（２）局部稳定验算。本研究模型采用梁单元分析，对弧形钢箱梁，标准断面形式采用图１所图１　天桥标准断面图弧顶处局部应力集中无法核算，需采用板单元验算局部稳定性，主要分示。受压和受拉区域验算。验算结果表明：局部稳定验算主要由受压区控２　数值计算模型制。结合实例工程所处位受压翼缘与纵向加劲肋之间的格区验算：置，本研究计算模型参数如：①据《地铁设计规范》ＧＢ５０１５７－２０１３，天σσｃ２τ２＋（）＋（）／２２

6、６４／１．０桥桥面活荷载取４０ｋＮ／ｍ２，输入计算时需考虑活荷载不利布置；②由σｃｒ１σｃ，ｃｒ１τｃｒ１于结构超长，需考虑温度作用，查阅《建筑荷载设计规范》ＧＢ５０００９－８４．３＋（３１．８）２＝０．３２＜１．０满足要求３１０１８０２０１２，结合实例工程地理位置，本研究模型温度荷载选用±３０℃加载，受拉翼缘与纵向加劲肋之间的格区验算：合拢温度为２０℃；③据《建筑抗震设计规范》ＧＢ５０１１－２０１０，本实例工程需考虑地震作用，参数如下：设防烈度为６度，基本地震加速度值为σ２２τ２σｃ２（）＋（）＋／２２

7、６４／１．０σｃｒ２τｃｒ２σｃ，ｃｒ２００５ｇ，设计地震分组为第一组，场区特征周期０４ｓ，水平地震影响系数４４．９３１．８２最大值００６３；④过街人行天桥属于市政工程，结构设计需执行《城市＋（）＝０．０５＜１．０满足要求３１０１８０人行天桥与人行地道技术规范》ＣＪＪ６９－９５，据此规范，本研究模型需加（３）柱底内力分析。据研究模型计算结果，对天桥柱底内力分析，载汽车撞击力，据规范计算公式，平行行车方向按３６３ＫＮ加载，垂直行得出结果如下：①弧形天桥弯曲段墩柱轴力相差较大，弧形内侧墩柱轴车方向按１７５

8、ＫＮ加载，撞击作用点位于路面以上１８ｍ处。力是外侧柱轴力２６７倍；②天桥一侧有楼扶梯时，墩柱轴力相差较大，本研究模型采用ＭＩＤＡＳＣＩＶＩＬ软件进行三维整体计算，三维计算靠近楼扶梯一侧墩柱轴力是另一侧轴力２５倍；③连续梁跨度相差较［１］模型如图２所示。据饶波研究成果表明，整体受力分析，梁单元方法大时，短跨一侧墩柱轴力较小，在最不利组合时，墩柱受拉力作用。与板单元方法趋于一致，梁单元方法操作简单，易于掌握，但