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        淺談某電廠鋼結(jié)構(gòu)天橋設(shè)計(jì)

        2017-01-12 19:39:35張小樂李鑫榮
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年24期
        關(guān)鍵詞:天橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        張小樂+李鑫榮

        摘 要:某電廠主廠房與綜合辦公樓之間設(shè)置一人行天橋,采用鋼管桁架結(jié)構(gòu),通過有限元計(jì)算模型進(jìn)行分析,結(jié)果表明:該天橋應(yīng)力、變形、基頻等各項(xiàng)指標(biāo)都滿足規(guī)范要求,外形滿足電廠“去工業(yè)化”設(shè)計(jì)理念;同時(shí)介紹了支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),可供技術(shù)人員作同類設(shè)計(jì)時(shí)參考。

        關(guān)鍵詞:天橋;鋼桁架;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.189

        1 工程概況

        某電廠主廠房和綜合辦公樓之間設(shè)置一道人行天橋,經(jīng)過多方案比選,結(jié)構(gòu)體系采用焊接鋼管桁架結(jié)構(gòu)。鋼管桁架結(jié)構(gòu)線條流暢,體型優(yōu)美,易于實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)追求,滿足電廠“去工業(yè)化”理念。天橋外圍護(hù)采用全透明鋼化玻璃,鋼結(jié)構(gòu)表面均需防腐除銹,面漆顏色采用乳白色,與廠區(qū)整體色調(diào)一致。鋼桁架由兩排鋼管雙柱支撐,鋼管柱基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙柱杯口基礎(chǔ)。天橋跨度32m,兩端各懸挑5.3m,橋面高、寬均為4m,高度12.30m,橋面采用鋼梁一壓型鋼板混凝土組合結(jié)構(gòu)。

        2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

        結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件截面形式。該橋橋面采用鋼梁-現(xiàn)澆鋼筋混凝土板組合結(jié)構(gòu),壓型鋼板做底模,采用壓型鋼板后,一方面可以取消澆注橋面混凝土的支模工序,加快施工進(jìn)度,同時(shí)也可以代替混凝土板的下層橫向受力鋼筋。與相同截面尺寸的鋼梁相比,組合梁結(jié)構(gòu)剛度較大,有利于減少在荷裁作用下的撓度,減少振動(dòng),提高行人通過時(shí)的舒適度。橋面主梁HM390X300X10X16,次梁HM294x200x8x12,次梁間距2m,材料Q235B;為增強(qiáng)天橋立面效果,立面采用斜腹桿布置形式,與弦桿夾角為63~64°,截面Φ159X8;頂面斜豎腹桿交替布置,間距4m,看起來像一個(gè)個(gè)三棱錐緊密相連,腹桿截面Φ140X6,弦桿截面Φ273X8,鋼管柱截面Φ630X16,鋼管柱橫梁截面Φ426X12,材料均為Q235B無縫鋼管。

        3 靜力計(jì)算與分析

        3.1 荷載取值(自重由程序自動(dòng)考慮)

        3.2 荷載組合

        計(jì)算時(shí)主要考慮以下荷載組合:(1)1.20恒載+1.40活載工況;(2)1.20恒載+1.40活載+1.40X0.6X風(fēng)荷載工況;(3)1.20恒載+1.40風(fēng)荷載工況;(4)1.20(恒載+0.5X雪荷載+0.5X橋面活荷載)+1.3X水平地震作用。

        4 計(jì)算結(jié)果及驗(yàn)算

        (1)構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算。通過計(jì)算分析,構(gòu)件在各種荷載組合工況下,最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值和驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。構(gòu)件在最不利荷載組合工況下,,應(yīng)力比均小于0.85,滿足規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度要求。(2)位移計(jì)算。橋面最大豎向撓度為:37mm

        5 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)介紹

        鋼管桿件在節(jié)點(diǎn)處采用相貫直接焊接,支管與主管節(jié)點(diǎn)為有間隙T、K形相貫焊。支管與主管之間的連接沿全周用角焊縫或部分對(duì)接焊縫、部分角焊縫,沿全周焊接并平滑過渡。支管管壁與主管管壁之間的夾角大于或等于120°時(shí)的區(qū)域采用對(duì)接焊縫或采用帶坡口的角焊縫。支管端部要求采用數(shù)控放樣自動(dòng)切管機(jī)切割,提高相貫線精度。鋼管桁架結(jié)構(gòu)的最大難點(diǎn)就在于對(duì)相貫線切割的控制上,相貫線精度的把握直接關(guān)系到焊縫的焊接質(zhì)量。

        鋼管柱與橋面H型鋼弦桿通過4個(gè)M30螺栓連接,以實(shí)現(xiàn)剛接。鋼管柱上先焊接一塊20厚蓋板,周圈均勻布置8塊加勁板,H型鋼翼緣和蓋板相應(yīng)位置開4Φ32孔,用M30雙螺帽螺栓固定連接。為了保證支座節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性,H型鋼在節(jié)點(diǎn)中心間距200mm布置正反6塊加勁板,立面腹桿與H型鋼之間布置3塊加勁板,如圖1所示。

        6 結(jié)束語

        該天橋采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系,腹桿與弦桿采用有間隙相貫焊,用鋼量約為45t,結(jié)構(gòu)輕巧,造型新穎、受力合理,作為電廠人行天橋有很好的景觀效果。根據(jù)有限元結(jié)構(gòu)分析,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形、基頻等均能滿足規(guī)范要求;同時(shí),用鋼量也相對(duì)較為節(jié)省。本天橋的設(shè)計(jì)思路及選型可為同類工程提供設(shè)計(jì)參考,推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)天橋的推廣應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]俞瑩,徐俊健,沈春燕.華能長興電廠去工業(yè)化設(shè)計(jì)與構(gòu)思[J].浙江建筑,2013.

        [2]劉憲生,馬鵬舉,郭永明,胡毅.鋼管桁架結(jié)構(gòu)的施工工藝[J].市政技術(shù),2006.

        [3]連建平.鄉(xiāng)寧縣文化中心網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[D].太原理工大學(xué), 2009.

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