人行天桥检算报告.docx

第3章 桥梁承载能力检算一、检算依据1.公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/T J21-20112.城市人行天桥与人行地道技术规范CJJ69-953.城市桥梁设计规范CJJ 11-20114.公路桥涵设计通用规范JTG D60-20045.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-20046.钢结构设计规范GB 50017-20037.*人行天桥工程竣工图二、检算相关参数1结构尺寸参数本人行天桥采用1跨简支钢箱梁桥形式，桥梁全长1.3+19.5+1.3=22.1m，桥面净宽0.1（栏杆）+4.0（人行道）+0.1（栏杆）=4.2m。钢箱主梁详细尺寸见图3.1，图中钢板厚14mm，钢板厚10mm。图3.1 钢箱梁横断面图（单位：mm）2材料参数钢箱梁主梁除横隔板和纵向加劲肋（图3.1中钢板）采用Q235钢外，其余均采用Q345b钢，各钢板厚均小于16mm，因此，两种材料的参数取值如表3.1所示。表3.1 相关材料参数表型号设计抗拉、抗压强度（MPa）设计抗剪强度（MPa）弹性模量(MPa)Q2352151252.06e5Q345b3101802.06e53荷载参数（1）恒载 一期恒载：主要包括箱梁纵梁和横隔板材料重量，其中纵梁按实际断面计取重量，质量密度按钢材取7850kg/m3；横隔板按实际工程量换算为沿桥梁全长的均布重量，其单位长度的质量密度为131.07kg/m。二期恒载：主要包括2cm防滑地砖、2cm水泥砂浆找平层、栏杆等构件的重量，其中防滑地砖沿桥梁全长的单位长度质量密度为192kg/m，水泥砂浆找平层沿桥梁全长的单位长度质量密度为144kg/m，栏杆（含挡水线）沿桥梁全长的单位长度质量密度为94.43kg/m。（2）活载设计荷载：人群4.5kN/m2。（3）温度作用均匀升降温：本桥为简支梁，全桥均匀升降温对结构内力无影响，因此，不考虑均匀升降温作用。温差：根据城市人行天桥与人行地道规范（CJJ69-95）第3.1.10条规定，钢箱梁无需考虑日照温差影响力，因此，本桥不考虑温差作用。三、检算内容1钢箱梁承载能力极限状态检算根据公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）第7.4.1条规定，承载能力极限状态按荷载效应基本组合进行强度检算时，采用下列极限状态表达式：0GSGK+Q1SQ1K+i=2nQiciSQiKZ1R运用上式对钢结构桥梁构件进行应力验算时，其应力限值取值为Z1。本桥单孔跨径19.5m20m，根据城市桥梁设计规范（CJJ11-2011），本桥为小桥，对应结构安全等级为二级，因此，结构重要性系数0=1.0。本桥只考虑恒载和人群荷载，其中恒载分项系数G取为1.2，人群荷载分项系数Q1取为1.4。根据本桥的现状检查结果，钢箱梁表面完好，无明显损伤，且焊缝完好，根据公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）表7.7.2，本桥承载能力检算系数Z1取1.0。（1）设计内力采用商用有限元软件Midas/Civil进行计算，考虑自重、二期恒载及人群荷载作用。结构控制截面的内力计算及组合结果列于表3.2中。表3.2 结构控制截面内力类别弯矩(kN.m)剪力(kN)支点L/4L/2支点L/4L/2自重+二期恒载0585.8785.8164.182.10人群荷载0641.4855.4174.397.643.1组合结果01600.9 2140.5 440.9 235.2 60.3 （2）强度检算对于钢结构，主要进行应力检算。本桥主要对跨中截面上下缘正应力和支点截面腹板最大剪应力进行检算。已知，钢箱梁截面抗弯惯性矩I=0.010848m4，截面形心至截面上缘距离yu为0.256814m，形心至下缘距离yd为0.443186m，截面中和轴出面积矩S=0.0178247m2，截面腹板厚度tw为214=28mm，则跨中截面上缘压应力：u=MyuI=2140.50.2568140.0108481000=50.7MPaZ1=1.0310=310MPa跨中截面下缘拉应力：d=MydI=2140.50.4431860.0108481000=87.4MPaZ1=1.0310=310MPa支点截面腹板最大剪应力：=QSItw=440.90.01782470.01084828=25.9MPaZ1=1.0180=180MPa由以上检算结果可知，钢箱梁控制截面的正应力和剪应力均小于规范容许应力限值，即钢箱梁的强度满足规范要求。（3）整体稳定性检算根据钢结构设计规范（GB 50017-2003）第4.2.4条规定，当简支钢箱梁截面尺寸满足hb06，l1b095235fy条件时，可不计算其整体稳定性。对于本桥，钢箱梁截面高h=0.7m，受压翼缘板在两腹板之间宽度b0=2.26m，受压翼缘侧向支承点间的距离l1=19.5m，受压翼缘板钢材屈服强度fy=345MPa，故本桥hb0=0.72.26=0.3106l1b0=19.52.26=8.62895235fy=95235345=64.710因此，本桥钢箱梁的整体稳定性满足规范要求。2钢箱梁正常使用极限状态检算根据公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）第7.4.2条规定，对钢结构进行正常使用极限状态按荷载效应的标准组合验算时，主要按下式对构件的变形进行检算：fd1Z1f式中，fd1为计入活载影响修正系数q1的短期荷载变形检算值，本桥无车辆荷载，q1=1，故fd1直接去人群荷载效应标准值；结构容许变形值f根据城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ69-95）第2.5.2条对梁板式主梁跨中取L600，L为计算跨径，本桥计算跨径19.5m；承载能力检算系数Z1根据前述桥梁的现状检查结果，取为1.0。本桥钢箱梁结构在人群荷载作用，跨中最大挠度计算结果为0.015m，即fd1=0.015mZ1f=1.019.5600=0.0325m因此，本桥钢箱梁的变形能够满足人群荷载作用下正常使用极限状态的要求。3竖向自振频率检算根据城市人行天桥与人行地道规范（CJJ69-95）第2.5.4条规定，为避免共振，减小行人不安全感，要求天桥上部结构竖向自振频率不应小于3Hz。根据自振特性分析结果，本桥上部简支钢箱梁的一阶竖向自振频率为4.697Hz，大于规范规定的3Hz。因此，本桥上部结构的竖向自振频率满足规范要求。四、检