人行桥专题静力分析课件

人行桥的常见结构形式钢桁架结构钢箱梁结构石拱桥结构吊杆拱桥斜拉桥悬索桥地区、一座城市甚至一个国家的标志。人行桥的功能

我国在上世纪

80

年代左右开始进行城市人行桥的建设，发展初期人行天桥的设计主要以缓解交通压力。

在经济发展迅速的今天，现代城市中桥的角色已经远远超过了其基本功能，对城市人行桥的功能提出更多的

要求。

l

休闲观光功能：作为驻足、休闲场所，提供独特的视点。不

同的桥梁形态结合两侧不同的景色，创造丰富的桥梁场所体

验。

l

商业文化功能：连接商铺，吸引人们去观光和购物，大大激

发商业活力。

l

象征功能：具有象征的力量和高质量的视觉形象，成为一个成都春熙路商业街著名的人行桥地标新加坡“DNA”双螺旋桥成都“莫比乌斯环”五岔子大桥越南岘（xiàn）港“佛手”桥南京青奥文化体育公园步行桥“南京眼”咸阳沣河“平沙落雁”桥张家界大峡谷玻璃桥“云天渡”各式各样的城市人行天桥l

城市人行天桥，为适应如今复杂的交通情况，呈现出各式各样的结构形式。人行桥的发展趋势

l

结构越来越复杂

随着功能需求（交通、商业、景观、休闲…）越来越高，人行桥结构形式越来越复杂，空间效应明显，

二维平面解析计算已经满足不了计算精度的要求，同时也满足不了设计周期的要求。杭州湾乍浦九龙山海边：空间预应力索结构大桥----通天桥人行桥的发展趋势

l

规范要求越来越明确

《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTG

3362-2018未来规范可能会标准化有限元模型的模拟方法人行桥的结构分析l

三维有限元分析的必要性midas

Civil在人行地标桥梁的应用人行桥的结构分析

l

三维有限元分析的必要性苏通大桥虎门二桥南京长江三桥重庆菜园坝大桥广东范和港大桥佛山东平大桥天津奉化桥广西贵港市东环郁江特大桥人行桥的常见形式桥

是

一

种

跨

越

，

是

对

滚

动

或

凝

滞

的

跨

越

式

挑

战，

和

以

弧

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形

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力

，优

美

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显现

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胜

利

。桥

是

一

种

缓

冲

，

是

对

两

个

相

互

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力

量

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一

种

精

明

和

成

功

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判

，及

谈

判

后的

握

手。桥

是

一

种

平

衡

，

是

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隔

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人

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献

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平

衡

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·

·

·

·—

—

摘

自

诗

人

叶

文

福

为

杜

桥

诗

选

《

抚

摸

往

事

》

序CONTENTS1234

人行桥设计规范

钢箱梁人行天桥分析设计预应力混凝土人行桥分析设计

其他人行桥简介目

录1

.人行桥设计规

范1.参考规范1.《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-952.《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011（2019）3.《公路桥涵设计通用规范》JTG

D60-20154.《钢结构设计规范》GB50017-20175.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-866.《公路钢结构桥设计规范》JTG

D64-20157.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

3362-20188.《钢-混凝土组合桥梁设计规范》GB50917-20139.《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》JTG/T

D64-01-201510.《公路桥涵地基与基础设计规范》3363—201911.《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T

2231-01-202012.《城市桥梁抗震设计规范》CJJ

166-20112.城市人行桥新规范

《公路钢结构桥设计规范》JTG

D64-20151.0.5

公路钢结构桥梁应按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2015）的要求，考虑设计状况并开展相应的极限状态设计。

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

3362-2018

5.1.2

作用组合（其中汽车荷载应计入冲击作用）的效应设

计值，按《公路桥涵设计通用规范》(JTG

D60—2015)的

规定计算。

《城市桥梁设计规范》CJJ

11-2011（2019版）

10.0.1

桥梁设计采用的作用应按永久作用、可变作用、偶然

作用分类。除可变作用中的设计汽车荷载与人群荷载外，作

用与作用效应组合均应按现行行业标准《公路桥涵设计通用

规范》JTG

D60的有关规定执行。3.荷载组合

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ69-95

思考：人行天桥设计，人行荷载的组合系数应取多少？4.人群荷载设计值

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95《城市桥梁设计规范》CJJ

11《城市桥梁设计准则》CJJ11-93影响线分析（移动荷载加载）4.人群荷载设计值

《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20152

54.5

43.5

32.5050100150200城市人行桥公路人行桥城市桥梁人行道公路桥梁人行道当人行专用桥面宽度4m/城市桥人行道单侧2m时4.人群荷载设计值城市桥梁人行道程序自动计算城市专用非机动车桥城市专用人行桥需手动计算人行线荷载集度直接填写公路专用人行桥公路桥梁人行道程序自动计算需手动计算人行线荷载集度直接填写需手动计算人行线荷载集度直接填写wp取单侧人行道全宽wp取桥梁全宽一半B取桥梁全宽一半宽度输单侧人行道全宽人行桥荷载集度取3.5KN/m2宽度取桥梁全宽5.收缩徐变的计算

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

城市人行天桥与人行地道技术规范

(征求意见稿）4.2.11

混凝土的收缩应变和徐变计算应按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

D62

的规定计算。6.温度作用

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

城市人行天桥与人行地道技术规范

(征求意见稿）4.2.15

2.计算混凝土结构和钢结构桥梁因均匀温度作用和梯度温度引起的效应时，可执行现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG

D60的相关规定。

3.计算钢-混凝土组合桥梁因均匀温度作用和梯度温度引起的效应时，可按现行国家标准《钢-混凝土组合桥梁设计规范》GB

50917的相关规定。7.风荷载的计算

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

城市人行天桥与人行地道技术规范

(征求意见稿）4.2.14

风荷载的计算应按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG

D60和《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T

D60-01执行。天桥设置标志牌、雨棚等附属设施时，应考虑其风荷载作用。8.地震作用的计算

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

公路人行桥参考《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T

2231-01-

2020

城市人行天桥与人行地道技术规范

(征求意见稿）4.2.16

地震作用的计算应符合现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ

166的规定，并计算静载与1.0kN/m²人群荷载组合。899.汽车撞击力

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）10.荷载作用计算小结l

荷载组合l

收缩徐变l

风荷载l

人群荷载l

汽车撞击l

地震作用《公路桥涵设计通用规范》JTG

D60-2015《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

3362-2018《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T

3360-01-2018《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015

城市：《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

公路：《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015

城市：《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

公路：《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015

城市：《城市桥梁抗震设计规范》CJJ

166-2011

公路：《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T

2231-01-2020l

其他作用可按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015计算荷载效应及组合11.人行天桥设计验算

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）l

天桥采用钢筋混凝土、预应力混凝土结构时，应符合现行行业

标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

D62的规定；l

采用钢结构时，应符合现行行业标准《公路桥涵钢结构及木结

构设计规范》JTJ

025的规定；l

采用钢-混凝土组合结构时，应符合现行国家标准《钢-混凝土

组合桥梁设计规范》GB

50917的规定；l

采用铝合金结构时，应符合现行国家标准《铝合金结构设计规

范》GB50429有关规定。

《公路钢结构桥设计规范》JTG

D64-2015梁板式结构梁板式悬臂结构桁架、拱结构索结构铝合金桁架结构

L/600

L1/300

L/800L/400

L/600铝合金桁架悬臂端L1/30012.人行天桥设计验算

《城市人行天桥与城市地道桥技术规范》CJJ

69-95

城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）l

4.4.3

天桥上部结构，由人群荷载计算的最大竖向挠度，

不应超过下列允许值：

注：L为计算跨径；L1为悬臂长度。l

4.4.9

天桥结构设计宜进行环境荷载对结构影响的分析，

并应按4.5节相关条款进行人致振动及舒适度的验算。2.人行钢箱梁桥1.工程概况梯道采用单箱单室。ü

某城市人行桥，主体采

用（2x30m）连续钢箱

梁结构，梁高1.0m，两

侧设置梯道，梁高0.6m。

ü

天桥桥面宽度：主桥4

米，梯道3米

ü

主梁材料：Q345，桥面

铺装材料为：C30细石

砼+缸砖

ü

人群荷载：4.0KN/m2

ü

截面：主梁采用斜腹板

箱形断面，单箱双室，立面11112.项目实景图3.钢箱梁常见的结构形式l

多主梁式结构

梁格体系

l

单箱多室宽桥梁格体系/板梁体系

l

匝道等窄桥

单梁难度系数1.有限元建模1.Civil的分析设计流程分析结果

内力

应力

变形

反力结构刚度边界条件

荷载材料、截面、节点单元支座沉降移动荷载设计结果承载能力正常使用弹性阶段建模流程

PSCRC/S

外部边界，内部边界

自重、二期施工

预应力荷载

收缩徐变

温度荷载成桥求解前处理分析后处理验算2.材料l

采用CDN验算需要将材料定义为JTG

D64-2015（s）3.截面l

采用CDN验算需要将截

面定义为钢梁截面4.节点、单元l

通过CAD

dxf文件快速导入生成节点单元ü

模型拼接时注意节点的合并5.恒荷载l

隔板：-1.4KN/ml

铺装：-13.1KN/ml

整体升温：20℃l

整体降温：-20℃l

梯度升温l

梯度降温5.温度荷载l

定义温度荷载英国规范（BS5400）对温度梯度的规定梯度升温梯度降温5.温度荷载l

BS5400规范温度梯度定义车辆类型移动荷载工况

6.移动荷载l

三步定义移动荷载

定义车道l

人群荷载的车轮

间距可输入为零11116.移动荷载

定义人群荷载集度W=(5-2*(30-20)/80)*(20-2)/20)=4.275KN/m2

ü

人群荷载：4.0KN/m2沉降荷载工况7.支座沉降

定义沉降组Tips：

1.沉降输入负值。

2.每个墩定义一个沉降组。

3.程序会对各个沉降组进行排列组合161116212631364146

2000

1500

1000

500

0

-500-1000-1500人行静活载人行移动荷载最大值人行移动荷载最小值34%27%

8.结果对比l

静活载vs移动荷载ü

由于移动荷载采用影响线分析，进行最不利布载。本案

例主梁最大正弯矩相对于静活载大约30%。其误差不可

忽视！8.结果对比l

是否考虑梯道对振动的影响2.设计验算设计循环Civil+CDN的设计循环

数据

导入设计验算结果查看参数调整模型更新运行分析建立模型

生成计算书OKNG

直接启动CDN建立设计项目

直接启动CDN并执行一键设计

将Civil中更新的分析结果同步到CDN导出模型的MCT文件和分析结果的mrb文件CDN中的设计验算

Civil：运行分析>PSC/设计>CDNCDN：模型>导入

导入Civil的模型和分析结果在已导入模型的前提下，仅

导入分析结果文件

19l

按《公路钢结构桥梁设计规范》进行验算CDN中的设计验算CDN中的设计验算3.预应力混凝土人行桥1.工程概况ü

某人行桥，主体采用（27m+35m+27m）三跨预应力连续箱梁结构，主桥上设凸型竖曲线R=600m。ü

横断面布置为：0.5m(栏杆、挡坎及路肩)+5m(人行道)+0.5m(栏杆、挡坎及路肩)，桥面铺装厚度为8~10.7cm。ü

主梁材料为：C50，

桥面铺装材料为：C30ü

施工方法：在支架上现浇连续箱梁，箱梁施工完成后拆除临时支架并落梁。ü

预应力：箱梁钢束采用7Φj15.24钢绞线，钢束张拉控制应力1395

Mpa。ü

支座：全桥在1、2号墩顶处各设GJZ400×600×64板式橡胶支座两个，在台处均设GJZF4

300×350×59板式橡胶支座各两个。1.工程概况l

项目实景图2.材料、截面变截面的截面控制点数量应相同

箱型截面的内轮廓

应做小倒角处理3.节点、单元单元的划分原则：控制截面点、荷载施加点、设置边界点。Tips：将截面赋予相应单元后，可导出模型的单元及线框，与CAD图纸进行对比，以检查截面的正确性。4.边界条件

连续梁桥的支座布置JT/T4

一2004

公路桥梁板式橡胶支座5.定义静力荷载工况定义荷载工况的目的：1.方便分析结果的查看。2.程序可以根据规范要求对不同的荷载工况类型进行荷载组合。

自重、二期、预应力荷载应设置为施工阶段

荷载，在各个施工各阶段参与分析。

荷载组合

温度、移动荷载、支座沉降等为成桥阶段荷

载，在postCS阶段施加在结构上。6.预应力荷载

三步定义预应力：

定义钢束特性值钢束预应力钢束形状7.钢束特性值控制点插入点8.钢束形状

钢束坐标的关键点

1：插入点（参考点）

2：形状控制点（起点、终点、转点）

钢束竖弯大样

钢束平弯大样

钢束为初始荷载的轨迹，需指定荷载施加单元9.张拉钢束注浆施工阶段选择为零，则在张拉钢束施工阶段采用换算截面对本次施工阶段进行分析。选择下一个施工阶段主浆，则在张拉钢束阶段采用采用净截面进行分析，下一个施工阶段采用换算截面。Tips：

定义完预应力钢束后，可以通过截面管理器>刚度，来查看各个

截面的钢束布置，以检查钢束布置的正确性徐变收缩材料连接修改特性10.收缩徐变

三步定义收缩徐变：10.收缩徐变《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG

3362-201811.温度荷载

温度梯度

《公路桥涵设计通用规范》JTG

D60正温差反温差14.抗剪扭钢筋的输入

抗剪抗扭程序单独考虑1.设计验算4.其他人行桥简介支座沉降5mm人群荷载9.6KN/m温度荷载±25℃结构形式：简支梁桁架结构，钢材为Q345，主梁全宽4.4m，桥面构造为钢板。荷载信息

1.

桁架人行桥l工程概况验算基本组合包络值各个构件的强度1.

桁架人行桥

l验算结构强度计算人群荷载挠度值

1.

桁架人行桥l验算结构挠度l验算舒适度1.

桁架人行桥2.吊杆拱桥及斜拉桥

利用未知荷载系数法确定初始索力利用索力调整功能进行索力微调精细化平衡分析2.人行