城市人行天桥(钢结构)结构计算书

1、目录 一、工程概述 1 二、主要技术标准 1 三、设计规范 1 四、主要材料及计算参数 2 4.1 混凝土2. 4.2 普通钢筋 2. 4.3 钢材2. 4.4 计算荷载取值 3. 4.4.1 永久作用 3. 4.4.2可变作用 3. 五、人行天桥计算模型 3 5.1 梁单元计算简图 3. 5.2 有限元模型中梁截面模型 4. 六、人行天桥主桥上部结构分析结果描述 4 6.1 应力分析 4. 6.2. 模态分析 5. 6.3 挠度计算 6. 6.4 整体稳定性计算 6. 6.5 局部稳定性计算 7. 七 、人行天桥主桥下部结构分析结果描述 7 7.1 主墩截面验算 7. 7.2 桩基础验算 8

2、. 八、人行天桥梯道梁上部结构分析结果描述 10 8.1 应力分析 1.0. 8.2 模态分析 1.1. 8.3 挠度计算结果 1.2. 九 、人行天桥梯道梁下部结构分析结果描述 12 9.1 梯道墩截面验算 1.2. 9.2 桩基础验算 1.3. 十、结论 14 、工程概述 xxx 路人行过街系统位于 xxxx 附近，结构形式为钢箱梁人行天桥。 主桥的设 计采 用直线 Q345 钢箱 梁主梁， 梁高 1.5m ，主梁跨 径布置 为 1.15m+28.05m+1.15m=30.35m，桥面全宽 3.7m，其横向布置为 0.1(栏杆)+3.5m(净 宽)+0.1(栏杆) =3.7m。 梯道的设计

3、采用梯道梁与梯踏步组合而成，梯道梁采用 Q345 钢板焊接，梁高 0.3m,宽1.0m，在梯道梁上设置预制 C30钢筋砼梯踏步，梯道全宽2.3m，其横向 布置为0.1(栏杆)+2.1m(净宽)+0.1(栏杆)=2.3m。 下部结构主桥墩采用C40钢筋砼花瓶形桥墩，厚0.65m；基础采用直径为1.5m 的C30钢筋砼桩基础。梯道桥墩采0.5x0.5m C40钢筋砼矩形桥墩，基础采用直径为 1.0m 的 C30 钢筋砼桩基础。 二、主要技术标准 ( 1 )设计荷载： 人群荷载： 4.36 kN/m2； 二期恒载(桥面铺装与栏杆总和) ：9.0 kN/m； 结构整体升降温：土 20C。 (2)地震烈

4、度：抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g,桥梁抗 震设防类别为 D 类； ( 3)设计安全等级：一级； (4) 环境类别：1类； (5) 设计基准期： 100年。 三、设计规范 ( 1 )公路工程技术标准 (JTG B01 2003) (2)城市桥梁设计规范(CJJ 11 2011) ( 3)城市人行天桥与人行地道技术规范 ( CJJ69-95) (4) 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004) ( 5)公路圬工桥涵设计规范 (JTG D61-2005) (6) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004) (7) 公路桥涵地基与基础设计规范

5、 (JTG D63-2007) (8) 公路桥梁抗震设计细则 (JTG/T B02-01-2008) (9) 公路桥涵施工技术规范 ( JTG/T F50-2011) 四、主要材料及计算参数 4.1 混凝土 人行天桥桥墩采用C40混凝土，梯踏步、桩基础均采用C30混凝土，梯步底部 砌体调整平台结构采用 C25 片石混凝土。其轴心抗压设计强度、 轴心抗拉设计强度、 弹性模量等指标应满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)以及公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)的材料要求。 C25 混凝土：轴心抗压强度设计值 fcd=11.5Mpa， 轴心抗拉强度设计值

6、 ftd=1.23Mpa，弹性模量 Ec=2.8x104Mpa。 C30 混凝土：轴心抗压强度设计值 fcd=13.8Mpa， 轴心抗拉强度设计值 ftd=1.39Mpa，弹性模量 Ec=3.0 x104Mpa。 C40 混凝土：轴心抗压强度设计值 fcd=18.4Mpa， 轴心抗拉强度设计值 ftd=1.65Mpa，弹性模量 Ec=3.25x104Mpa。 4.2 普通钢筋 一般钢筋直径大于等于 12mm 者为 HRB400 钢筋，直径小于等于 10mm 者为 HPB300钢筋。HPB300、HRB400钢筋标准应分别符合钢筋混凝土用钢 第1部分： 热轧光圆钢筋(GB 1499.1-2008

7、),钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)标准的规定。 5 HPB300钢筋：抗拉标准强度fsk為00Mpa，弹性模量Es=2.1XI0 Mpa。 HRB400钢筋：抗拉标准强度fsk羽00Mpa，弹性模量Es=2.0X05Mpa。 4.3 钢材 钢材的弹性模量、设计抗压(拉)强度参数等基本参数均按规范取值。 Q345钢材：拉、压设计强度值为 310MPa 3 4.4计算荷载取值 4.4.1永久作用 一期恒载：按照实际结构尺寸考虑。 二期恒载（桥面铺装与栏杆总和）：设计按9.0 kN/m取值。 4.4.2可变作用 a、人群荷载 整体计算中按照4.36 kN/m2

8、设计。 b、温度荷载 结构整体升温：20 C 结构整体降温：-20 C； 五、人行天桥计算模型 桥梁纵向计算按梁单元建模计算，根据实际施工过程及使用过程的最不利状况， 进行荷载组合，求得结构最不利状态下的应力和位移，按规范中所规定的各项容许 指标，并得出结构自振频率，验算主梁是否满足要求。 5.1梁单元计算简图 采用midas 2012有限元软件，建立天桥主桥模型。注意：在P0-1号、P1-1号 墩方向存在梯步。为了简化模型的建立，单独建立梯道部分模型，对主体结构影响 不明显。 4 5 6789101112131415161718192021 22 26 4 人行天桥钢箱梁主桥计算模型 人行天

9、桥梯道钢梁计算模型 5 5.2有限元模型中梁截面模型 20 人行天桥钢箱梁截面模型 人行天桥梯道钢梁截面模型 六、人行天桥主桥上部结构分析结果描述 6.1应力分析 组合按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),并进行构件应力验算(所 有组合系数取1)。设计是按钢结构设计规范(GB 50017-2003)取用Q345钢材。 Q345钢，拉、压设计强度值为 310MPa。 承载能力极限状态梁顶板应力包络图 -rrrTl 11111111111 Tl 1 1 1 1 1 r 1 f 1 TTTT-rr rmtTTTTT 1 1 1 1 1 1 1 . nrTTfTHTF CSb m. CN

10、V_5 MAxTM Mlhl : Jfct：-3 日韋卫和茁皿1鼻 BBAZTF 寓I Q QM 1. OJiXi PQGT ECCe 远唱 BAH kTMU S 1bMJ-HKl 4 g l-MqiwW I T 24fi74.-K L L7ini*a-WL 3 TTSJHnwWi 2L 1 iggsiwwi L 02713 TOL W9vWf? 胡心J-CM L CShR: 5TL BMVJ；t 飢 Mt . 13 FIN = 14 T7*. fi iMnm -3 BtAZTF 禹 I g gpp Z. QJOO 承载能力极限状态梁底板应力包络图 根据midas有限元模型计算分析可知： 顶板

11、最大压应力为35.6MPa,底板最大拉应力为58.6MPa。 从上部结构纵向计算几种组合的验算结果可以看出，天桥主梁的应力验算满足 要求。 62模态分析 模态分析采用midas 2012有限元软件进行分析，用梁单元建立了上部主梁单元, 空间模型如下： 质量源选取：主梁自重及桥面铺装等恒荷载。经计算钢结构一阶竖向自振频率 为3.95Hz，满足规范规定大于3Hz要求，桥梁使用性满足要求。 一阶模态振形图：(周期T=0.284) Nimgci* P 05 匸 PR CCE55CA vmm ATICH MO EC ；CYELE$K!=； 3.?E3W -ZSZW3 QCa D.aOEHOO D- D.

12、OOIMW RX- EuWHWe ryb n.mnoc!D 莊 O.OOKCw Moi 3 M AJf I MlN i 2 理 Btt |q *叶葩顾库 - 6.3挠度计算 根据城市人行天桥与人行地道技术规范2.5.2条规定，由人群荷载计算的最 大竖向挠度为13.238mm,小于规范要求的允许值L/600=4.675cm。 6.4整体稳定性计算 根据钢结构设计规范(GB 50017-2003)4.2.4条规定： h/b0 =1300 / 2248 =0.578 : 6,l, /b0 = 28.05 / 2.248 =12.48 ：: 95 . 235= 78.4 ,所以整 V 345 体稳定满

13、足要求。 6.5局部稳定性计算 对于主梁腹板位置，根据钢结构设计规范(GB 50017-2003) 4.3.2条规定: ho /tw = 1291.6/16 =80.725 80 -66.03,故需设横向加劲，采用横隔板进行加劲。 h/tw =1291.6/16 =80.725 ：150 2；5 -123.80,故不需设纵向加劲。 加劲区域稳定验算： ，则满足要求，具体如下: 跨中截面: (57.5 310 根据钢结构设计规范(GB 50017-2003)4.3.3条规定，若满足 2.21 十 072 .06= 0.592 1,满足要求。 177 .03308.78 支点截面: 化丄2 +冲十

14、|血竺0 .559 1,满足要求。 310180310 七、人行天桥主桥下部结构分析结果描述 由于桥梁规模较小，引起水平荷载不显著。故可近似的按轴心受压构件计算 桥墩验算，采用桥梁博士进行墩身截面验算 7.1主墩截面验算 (1)墩身抗压承载能力验算 桥梁最大支座反力991.9 KN，主墩自重为122.5KN。 考虑按矩形截面计算取，最小截面1.0m x 0.65m,按照JTG D62-2004 5.3.1条计算, 由： 。肌 5.9(fcdA 5 AJ Y控制稳定性，与lo(构件计算长度)有关； A构件毛截面面积,当钢筋配筋率大于 3%时An=A-As; As 为全部纵向钢筋面积； fcd 混

15、凝土轴心抗压强度设计值，C40取18.4MPa. r0 Nd (KN) A (m2) As (m2) fcd( KN/m 2) fsd (KN/m 2) 1.1 991.9 1.0 0.65 0.0137452 18400 330000 左边(KN ) 右边(KN ) 是否满足 1091.1 14846.3 满足 (2)墩顶局部抗剪承载能力验算 主墩采用花瓶型桥墩，墩顶支座位置对应竖向截面需验算局部抗剪承载能力验 算。其中，单个支座最大反力 496.0 KN。 2000 4t 1200 400 R 1 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)第5.2.10 条,

16、 Vd0.50 10鼻 2ftdbh(kN) 公式左边为：1.1 496.0=545.6kN 公式右边为： 0.50 10” 1.0 1.65 650 2832 =1517.66kN 满足公式及规范要求，故可不进行斜截面抗剪承载力验算。 7.2桩基础验算 由Ra= CiApfrk+u 刀 c2ihi+1/2 Z su刀 liqik 式中： Ra-单桩轴向受压容许承载力 （kpa），桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也 计入浮力）的差值作为荷载考虑； C1-据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用； Ap 桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积；

17、 frk-桩端截岩石饱和单轴极限抗压强度（kpa），粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值； C2i-据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5.3.4采用； u-各土层或各岩层部分的桩身周长（m）; hi-桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层； m-岩层的层数不包括强风化层和全风化层； Zs-覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端frk确定：当2MPa 30 MPa 时，取 0.20 ； li-各土层的厚度（m）; qi-桩侧第i层土的侧阻标准值（Kpa）,宜采用单桩摩阻力试验值，当无试验条件时，对钻（挖） 孔桩按本规范表5.3.3-1选用，对于沉桩按本

18、规范表533-4选用； n- 土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑 条件 C1 C2 良好 0.6 0.05 一般 0.5 0.04 较差 0.4 0.03 计算得到 桩基直径 d 1.5 m 端阻发挥系数 C1 0.5 岩层的层数 m 1 岩层的侧阻发挥系数C2i C21 0.04 C22 0.04 C23 0.04 桩嵌入各岩层部分的厚度hi h1 0 m h2 0 m h3 6 m 桩端岩石饱和单轴抗压强度 标准值frki frk1 0 kPa frk2 6000 kPa frk3 6000 kPa 土层的层数 n 0 土层的侧阻力标准值qik q1k 0 kPa q2k 0 kPa

19、 q3k kPa 各土层的厚度 li l1 0 m 12 0 m I3 0 m 覆盖层土的侧阻发挥系数Z 0.8 单桩轴向受压承载力设计值P 2043 kN 计算过程参数 桩端截面面积 Ap 1.8 2 m 各土层或各岩层部分桩身周长 u 4.7 m 计算结果 单桩轴向受压承载力容许值 Ra 12081 kN 承载能力是否满足 满足 八、人行天桥梯道梁上部结构分析结果描述 8.1应力分析 组合按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),并进行构件应力验算(所 有组合系数取1)。设计是按钢结构设计规范(GB 50017-2003)取用Q345钢材。 Q345钢，拉、压设计强度值为 310

20、MPa。 承载能力极限状态梁顶板应力包络图 M UJAUlFLWI HXMTbCiCESMft tJ匕5 5 INgs 3.392fl+43 1.S3 7 As 为全部纵向钢筋面积； fed 混凝土轴心抗压强度设计值， C40取18.4MPa. r0 Nd (KN ) 2 A (m ) 2 As (m2) 2 fcd(KN/m2) 2 fsd (KN/m 2) 1.1 341.7 1.0 0.25 0.006284 18400 330000 左边（KN ） 右边（KN ） 是否满足 375.9 6006.3 满足 9.2桩基础验算 由Ra= CiApfrk+u 刀 c2ihi+1/2 Z su

21、刀 liqik 式中： Ra-单桩轴向受压容许承载力（kpa），桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也 计入浮力）的差值作为荷载考虑； C1-据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用； Ap-桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积； frk-桩端截岩石饱和单轴极限抗压强度（kpa），粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值； C2i-据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5.3.4采用； u-各土层或各岩层部分的桩身周长（m）; hi-桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层； m-岩层的层数不包括强风化层和

22、全风化层； Zs-覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端frk确定：当2MPa 30 MPa 时，取 0.20 ； li-各土层的厚度（m）; qi-桩侧第i层土的侧阻标准值（Kpa）,宜采用单桩摩阻力试验值，当无试验条件时，对钻（挖） 孔桩按本规范表5.3.3-1选用，对于沉桩按本规范表5.3.3-4选用； n- 土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑 条件 C1 C2 良好 0.6 0.05 一般 0.5 0.04 较差 0.4 0.03 计算得到 桩基直径 d 1.0 m 端阻发挥系数C! 0.5 岩层的层数 m 1 岩层的侧阻发挥系数C2i C21 0.04 C22 0.04 C23 0

23、.04 桩嵌入各岩层部分的厚度hi h1 0 m h2 0 m h3 4 m 桩端岩石饱和单轴抗压强度 标准值frki frk1 0 kPa frk2 6000 kPa frk3 6000 kPa 土层的层数 n 0 土层的侧阻力标准值qik q1k 0 kPa q2k 0 kPa q3k kPa 各土层的厚度 h 11 0 m 12 0 m 13 0 m 覆盖层土的侧阻发挥系数Z 0.8 单桩轴向受压承载力设计值P 657.0 kN 计算过程参数 桩端截面面积 Ap 0.785 2 m 各土层或各岩层部分桩身周长 u 3.14 m 计算结果 单桩轴向受压承载力容许值 Ra 5369 kN 承

24、载能力是否满足 满足 十、结论 (1) 经对人行天桥主桥及下部结构计算可知，桥梁满足安全，适用，耐久的 条件； (2) 经对人行天桥梯道钢梁及下部结构计算可知，梯道钢梁满足安全，适用, 耐久的条件 第一章项目总论 1.1项目简介. 错误！未定义书签 错误！未定义书签 1.2 可行性研究的范围 错. 误！未定义书签 1.3 编制依据 错. 误！未定义书签 第二章 项目建设背景及必要性 错误！未定义书签 2.1 橡胶密封件项目提出的背景 错. 误！未定义书签 2.2 国家产业政策 错. 误！未定义书签 2.3 项目建设的必要性 错. 误！未定义书签 第三章 项目优势 错误！未定义书签 3.1 市场优势 错. 误！未定义书签 3.2 技术优势 错. 误！未定义书签 3.3 组织优势 错. 误！未定义书签 3.4 政策优势 : 关中天水经济区发展规划 错 误！未定义书签 3.5 区域投资环境优势 错. 误！未定义书签 第四章 产品介绍与技术介绍 错误！未定义书签 4.1 橡胶密封件产品介绍 错. 误！未定义书签 4.2 产品标准 错. 误！未定义书签 4.3 产品特征及材质 错. 误！未定义书签 4.4 产品方案 错. 误！未定义书签 4.5 产品技术来源 错. 误！未定义书签 第五章 项目产品发展预测 错误！未定义书签 5.1 产品行业关联环境分析 错. 误！未定义书签