人行天桥复核计算.doc

莞惠公路 鲤鱼嘴人行天桥计算目录1.工程概况12.验算依据和内容12.1验算依据12.2验算内容13.技术标准23.1技术标准23.2设计规范24.设计参数24.1主要材料及其设计参数24.2设计荷载取值35.主桥计算概述65.1计算方法65.2施工方法66.主桥验算结果76.1支座反力汇总76.2施工阶段强度验算86.3成桥阶段正应力验算86.4结构刚度验算106.5轴力作用下杆件强度验算106.6节点板撕裂强度验算107.结论11上海同豪土木工程咨询有限公司-2-莞惠公路寮步鲤鱼嘴人行天桥结构复核计算1. 工程概况寮步鲤鱼嘴人行天桥采用下承式平行钢桁架连续梁，桥梁全长42.4m，共分1联，跨径组合为18.2+24.2m，分设四道步梯。 本桥钢桁架采用工厂加工，现场吊装安装。设计采用板材为Q345，板厚为12mm，本次计算采用同类板材，板厚10mm，验算钢桁架结构是否满足要求。主梁采用MADAS CIVIL以空间梁分析计算，节点板部分采用空间板结构进行验算。2. 验算依据和内容2.1 验算依据现行国家及行业有关法规、标准、规程、规范。2.2 验算内容2.2.1 施工阶段截面内力计算2.2.2 施工阶段截面正应力验算2.2.3 成桥阶段截面正应力验算2.2.4 正常使用状态截面正应力验算2.2.5 正常使用状态截面主应力验算2.2.5 承载能力极限状态正截面强度验算2.2.6 承载能力极限状态斜截面抗剪强度验算2.2.7 结构刚度验算2.2.8 杆件强度验算2.2.10 节点板撕裂强度验算2.2.11 节点板水平截面、竖直截面剪应力验算2.2.12 节点板水平截面、竖直截面法向应力验算3. 技术标准3.1 技术标准3.1.1道路等级： 快速干道3.1.2桥梁宽度：全桥总宽3.5m。3.1.3人行天桥；3.1.4桥面横坡：计算时不计。3.1.5荷载标准：城市荷载。3.1.5.1人行荷载：3.7KPa3.1.5.2地震动峰值加速度：0.05g。（不作抗震验算）3.1.5.3风力：按最不力全截面风载取值（桥梁纵向全设置广告牌），不计纵向风载。按CJJ69-95第3.1.9条取值。3.2 设计规范3.2.1公路工程技术标准 （JTJ001-97）3.2.2公路桥涵设计通用规范 （JTJ021-89）3.2.3公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）3.2.4城市人行天桥与人行地道技术规范 （CJJ 69-95）3.2.5公路桥涵施工技术规范 （JTJ 041-2000）3.2.6公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ 024-85）4. 设计参数4.1 主要材料及其设计参数4.1.1 钢材各项力学指标见表1表1强度等级项目Q345Q235容许应力规范要求弹性模量（MPa）2.1e+072.1e+07设计值200线膨胀系数（1/T）1.2e-051.2e-05剪力120泊桑比0.30.3抗拉强度（MPa）479.2382.3压力0.5 Fy屈服强度Fy1（MPa）351.8239.6拉力0.6 Fy屈服强度Fy2（MPa）331.4229.4强轴弯矩0.6 Fy屈服强度Fy3（MPa）300.8219.2弱轴弯矩0.6 Fy屈服强度Fy4（MPa）280.4209.0剪力0.4 Fy注： 桥梁主梁采用高强螺栓连接者，计算抗剪时，表中屈服强度应乘以0.90.95折减系数。4.1.2 设计假定 桁架结构考虑节点刚性影响，按轴向力和节点刚性弯矩共同作用进行验算。根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范，考虑节点刚性影响时，荷载组合一，杆件的容许应力可按第1.2.5条规定的数值提高20，荷载组合二五，提高40。4.2 设计荷载取值4.2.1恒载4.2.1.1一期恒载一期恒载包括主梁材料重量，钢材容重取7.85e+03Kg/m3。在程序中表现为自重。4.2.1.2二期恒载二期恒载为桥面护栏、桥面钢板、步梯梁荷载及桥面铺装。其中：桥面铺装容重按25KN/m3计。铺装荷载：1.25KN/m2。（楼面荷载）步梯梁荷载：11.25KN/m（线荷载作用在梁单元上）。 10mm厚钢板0.08kN/m2（楼面荷载）。 广告牌按均布荷载：1.0KN/m。（线载，作用在纵梁上，计入广告牌重量。）雨棚荷载：1.5KN/ m2（楼面荷载）4.2.2可变荷载基本可变荷载：人群W=(5-2*（L-20）/80)*(20-B)/20)(5-2*（42.4-20）/80)*(20-3.3)/20)3.7KN/m2。作用在虚拟梁上。其它可变荷载：风力 横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按下式计算W=K1*K2*K3*K4*W0 W0=V2/1.6=350Pa；（惠阳风压）K1=0.85；K2=1.3；K31.0；K4=0.8迎风面积S不作横折减，单位长度S横2.7m2。作用在面积的形心位置，W0.3KN/ m2。 换算到纵梁的中心，N=0.8KN/m，应增加M1.13KN/m。 纵向风力：单侧横向风压40S纵350*0.4*3.3*1/2/10000.231KN/m。（计算时不作考虑）温度力体系升温20；体系降温20钢梁截面上下缘温度梯度变化模式：1、 翼板升温14，翼板下10cm腹板升温7，20cm以下0。2、 翼板降温-7，翼板下10cm腹板降温-2.75，20cm以下0。施工阶段荷载组合： 组合一：施工荷载（约0.5KN/m2）1.2一、二期恒载 使用阶段荷载组合： 组合一：人群一、二期恒载 组合二：人群一、二期恒载风力整体升温（使用阶段） 组合三：人群一、二期恒载风力整体降温（使用阶段） 组合四：人群一、二期恒载风力整体升温梯度升温（承载能力） 组合五：人群一、二期恒载风力整体升温梯度降温（承载能力） 详细组合系数如下：DESIGN TYPE : 钢结构设计1 sLCB1 承载能力 相加 自重( 1.000) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.000)-2 sLCB2 承载能力 相加 自重( 1.000) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.000) + 风力( 1.000) +整体升温( 1.000) +梯度升温( 1.000)-3 sLCB3 承载能力 相加 自重( 1.000) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.000) + 风力( 1.000) +整体升温( 1.000) +梯度降温( 1.000)-4 sLCB4 承载能力 相加 自重( 1.000) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.000) + 风力( 1.000) +整体降温( 1.000) +梯度升温( 1.000)-5 sLCB5 承载能力 相加 自重( 1.000) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.000) +风力( 1.000) +整体降温( 1.000) + 梯度降温( 1.000)-6 sLCB6 使用性能 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.150)-7 sLCB7 使用性能 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.150) + 风力( 1.000) +整体升温( 1.000) +梯度升温( 1.000)-8 sLCB8 使用性能 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.150) + 风力( 1.000) +整体升温( 1.000) +梯度降温( 1.000)-9 sLCB9 使用性能 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.150) +风力( 1.000) +整体降温( 1.000) +梯度升温( 1.000)-10 sLCB10 使用性能 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +人群荷载( 1.150) +风力( 1.000) +整体降温( 1.000) +梯度降温( 1.000)-11 cs 钝化 相加 自重( 1.200) +桥面铺装10mm钢板( 1.000) +步梯梁荷载( 1.000) +广告牌( 1.000) +雨棚荷载( 1.000) +施工荷载( 1.000)5. 主桥计算概述5.1 计算方法总体静力计算采用空间梁格理论，按照实际施工截面、实际的加工位置建立结构计算模型。总体计算根据桥梁加载步骤划分结构计算阶段，根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、主梁极限承载力计算，验算结构在运营阶段应力、主梁极限承载力及整体刚度是否符合规范要求。总体计算采用MADAS CIVIL进行计算。再根据最不利原则选取最不利受力断面进行杆件的稳定计算，选取各组合的最大组合受力位置，建立节点板的细部空间模型，查看细部分析结果，进行节点板的强度、剪应力、法向应力验算。根据计算结果，在正常使用阶段SLCB9组合为最不利组合。承载能力极限状态SCBL4为最不利组合。此次仅选取SCLB9进行结果比较。5.2 施工方法本桥采用分节段吊装施工，三个吊装节段，节段间现场焊接连接。结构模型图建立如下：结构模型图6. 主桥验算结果6.1 支座反力汇总支座反力计算 单位：KN 支座反力表其中，SCLB6、7、8、9、10组合反力Fz最大，出现在69号节点，N=333.7KN。 参见支反力汇总表。6.2 施工阶段强度验算施工阶段荷载组合为CS，参见图，图中反映了主梁在施工完成状态下的截面的各向最大、最小正应力。组合应力（轴力弯矩）组合应力最大=40MPa200 MPa，最小Sax=-62MPa200 MPa。满足要求。6.3 成桥阶段正应力验算成桥阶段极限承载能力SCLB1、2、3、4、5组合应力（轴力弯矩）组合应力最大=74MPa200 MPa，最小Sax=-52MPa200 MPa。满足要求。成桥阶段正常使用状态SCLB6、7、8、9、10组合应力（轴力弯矩）组合应力最大=83MPa200 MPa，最小Sax=-59MPa200 MPa。满足要求。 6.4 结构刚度验算 选取最不利荷载组合SCBL9，在该荷载作用下结构的Dz最大位移发生在589号节点，为向下6.6mm，结构的最大向上位移为0.06mm，结构的总位移为：6.12mm27mmL/600，结构挠度满足要求。6.5 轴力作用下杆件强度验算根据各单元的受力情况，选取最不利荷载对截面进行验算。选取的单元有：76、91、92、94、205、501、582、649、666、743、745、847，各单元的强度验算如附图。结论：各单元满足要求（荷载组合SLCB9）。6.6 节点板撕裂强度验算模型：假定钢桁架的安装误差为3mm，（钢结构工程施工质量验收规范表8.5.1）相当于在节点板处施加一个让斜腹杆、下弦杆或上弦杆伸长或压缩3mm的力，根据P-原理，把该力施加于节点板的杆件进行计算。选取单元编号为57、58、588、130进行梁细部分析。分析结果见附表。结论：组合荷载SCLB11组合正应力最大=106.4MPa200 MPa，最小=-56.1MPa200 MPa。组合主应力最大=107.4MPa200 MPa，最小=-55.1MPa200 MPa。Txy最大=4.1MPa120 MPa，最小