工程概況

某天橋位于廣州某開發(fā)區(qū),根據(jù)天橋的地理位置并考慮當?shù)卣囊?該天橋設置了兩座供人力三輪車及摩托車的坡道。天橋墩柱落在道路中心分隔帶或人行道外邊線上,樓梯及坡道布置于人行

道之外或綠化島內,樓梯采用三梯段布置。為了降低天橋施工期間對道路車流的影響以及為縮短施工工期,天橋主橋采用預制鋼箱梁,橋下凈空不小于

5.0 m。 橋 梁 平 面 布 置 為 曲 線 橋,位 于 半 徑 為

10.3m的平曲線上。主橋箱梁的橫斷面形式如圖1所示。

計算依據(jù)的設計技術標準

行人荷載:主橋3.0kN/m2。

主橋寬度:6.4 m（0.7 m 綠化花槽+5 m 橋面寬+0.7m 綠化花槽),橋下凈高大于5.0m。

抗震設防標準:按地震動峰值加速度0.10g進行設防。

鋼箱梁的計算模型

天橋平面布置為小半徑的曲線橋。該類橋型的顯著特點是彎矩與扭矩的耦合效應導致橋梁內、外側支座反力的不均勻,如果考慮不周很可能會導致支座脫空的現(xiàn)象[1;。本橋的一個特別之處就是橫橋向的外側懸臂上需要設置綠化所需的花槽,導致橫向的變形效應明顯。為了能夠更加真實地模擬鋼箱梁各個方向的力學性能和變形性能,采用了空間有元軟件 MidasCivil進行模擬,全橋全部采用厚板單元,可以輸出應力、變形等基本數(shù)據(jù)﹔另外,對于支座加勁板、縱橫向加勁肋、花槽橫隔板均按照實際的 尺寸輸入到模型中。支座處采用主從約束來模擬, 在主節(jié)點處設置邊界條件。支座在 N1 處采用盆式橡膠支座,其余各處采用板式橡膠支座。

全橋模型俯視

荷 載

花槽荷載

花槽 L1:0.656x0.012x78.5=0.618kN/m L2:1.3454x0.012x78.5=1.267kN/m L3:18.3x10/2x0.001=0.0915kN/m

總重:0.618+1.267+0.0915=1.9765kN/m

花 槽 內 填 充 物:0.65 x 0.49 x 1 x 23 = 7.325kN/m

人行道兩側欄桿:單側為0.51kN/m合計:豎向力為9.8115kN/m

扭矩為（1.9765+7.325）x0.35=3.256kN/

m

二期恒載

1:2水泥砂漿找坡,橫坡1  ,考慮鋼板厚度的變化（20～12mm）,取一個偏安全的值計算:

板平均厚度為（2+4.5）/2+0.8=4.05cm荷載為0.0405x5x1x23=4.6575kN/m

2.5cm 火燒花崗石板:0.025x5x1x28=

3.5kN/m

2cm 厚1:4 干硬性水泥砂漿:0.02x5x1x

23=2.3kN/m

換算成面荷載為10.46/5=2.092kN/m2

SteelConstruction.2008 （11）,Vol.23,No.113

活 載

全橋總長度為81.677 m,按照《城市人行天橋與人行地道技術規(guī)范》（CJJ69-95）[2;的規(guī)定 ,行人荷載為:

w =   5-2×L-20 ×  20-B  =

80 20

3.026kN/m2 （1）

式中:L 為跨長﹔B 為寬度。支座沉降假定為5mm。

溫度荷載按 《公 路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG

D60-2004）[3;中4.3.10 的規(guī)定,混凝土橋面板鋼橋最高溫度為39 ℃,最低為-1 ℃,假定施工溫度為20 ℃,則系統(tǒng)整體升溫為39-20=19 ℃,整體降溫為20+1=21 ℃。

樓梯坡道傳來的荷載

樓梯:對于 N3、N1 支座處的樓梯牛腿,按均布壓力荷載施加,荷載值為676/（0.18x0.25x2）= 7511kN/m2。N3支座處的坡道牛腿,按均布壓力荷載施加,荷 載值為 725.5/（0.18x0.25x2）= 8061.1kN/m2。

坡道:支座 S1 處的坡道牛腿反力共計 1067 kN,按均布壓力荷載施加,荷載值為1067/（0.18x 0.35x2）=8468.3kN/m2。

計算結果分析

模態(tài)分析