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        飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行橋設計

        2017-04-12 00:00:00劉逵

        【摘要】珠海市尖峰大橋東側新建一座飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行橋,通過有限元計算分析,表明該橋結構受力合理、傳力明確,是一座能夠較好契合橋位處環(huán)境的橋梁結構,可供同類鋼桁梁人行橋設計借鑒。

        【關鍵詞】 鋼桁連續(xù)梁;全焊接;人行天橋;景觀

        1、工程概況

        人行橋位于珠海市斗門區(qū)井岸鎮(zhèn)尖峰大橋東側,連接南側廣場公園及北側東堤路?,F(xiàn)狀水道通航等級為規(guī)劃Ⅵ級航道,通航凈空為1-42x6m,單孔雙向通航。經(jīng)過多次的方案比選,最終采用32+54+32m飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行拱橋結構。

        2、桁架形式的確定

        人行橋采用鋼桁架結構,鋼桁架結構具有:1)現(xiàn)代感強,將實用功能與景觀功能和諧的融為一體;2)鋼桁架結構因構件截面較小,節(jié)間距較大,使橋梁整體外觀輕巧而通透;3)與東廣場公園的整體景觀設計理念一致,使人徜徉在現(xiàn)代、輕巧、明快的環(huán)境中。

        人行橋結構采用無豎桿的三角形為基本梁式(見圖2),結構受力合理,線型簡潔、流暢。

        3、結構設計

        3.1 主桁設計

        主體結構為飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行橋,橋梁全長118m,跨徑組合為:32+54+32m,橋面全寬4.14m,凈寬3.6m。邊支點桁梁高3.0m,跨中桁梁梁高3.5m,中支點桁梁高6.8m,上、下弦桿采用焊接“T”型桿件,橋面弦桿采用焊接“十”型桿件。腹桿、橫向聯(lián)結系、下平聯(lián)采用角鋼焊接。橋梁主體受力桿件,型鋼均采用Q345c鋼,連接板件采用Q235c鋼,弦桿腹板與腹桿通過角焊縫貼焊而成,節(jié)點板通過做大弦桿腹板形成,取消了傳統(tǒng)意義的節(jié)點板。橋面系由橋面橫、縱梁及防腐木鋪裝組成。

        3.2主要桿件應力計算

        利用空間有限元程序MIDAS建立空間模型,全橋模型見圖3。

        1)應力驗算:根據(jù)規(guī)范[1]考慮兩種荷載組合,組合Ⅰ:人群+沉降+一、二期恒載;組合Ⅱ:人群+沉降+一、二期恒載+風力+溫度荷載,在最不利荷載工況下,主桁架各桿件的最大受力情況見表1,桿件最大應力均滿足材料的受力性能要求。

        2)橋梁剛度:橋梁跨中豎向撓度25.2mm < L/800 = 54000/800mm =67.5mm,結構的豎向剛度滿足規(guī)范要求,且具有較高的豎向剛度。

        3)動力特性:特征值分析顯示豎向第1階自振頻率3.03 Hz > 3.0 Hz,滿足規(guī)范要求。

        3.3 橋面鋪裝材料的選擇

        由于恒載的大小對結構自振頻率影響較大[2],因此需要選擇合適的鋪裝材料,減輕橋梁荷載。該人行橋采用防腐木板作為鋪裝材料,防腐木除具有自重輕外還具有:1.自然、安全、環(huán)保;2.防腐、防蛀;3.穩(wěn)定性好良好,后期養(yǎng)護成本較低等特點。

        結語:

        人行橋采用飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁結構,通過靜力、動力及穩(wěn)定性計算,表明該橋結構受力合理、傳力明確,是一座能夠較好契合橋位處環(huán)境的橋梁結構,可供同類鋼桁梁人行橋設計借鑒。

        參考文獻:

        [1]城市人行天橋與人行地道技術規(guī)范(CJJ69-95) [S].

        [2]趙庭衡.橋梁鋼結構細節(jié)設計[M].成都:西南交通大學出版社.

        作者簡介:

        劉逵,工程師,工學碩士,現(xiàn)于珠海市規(guī)劃設計研究院從事市政路橋工程設計。

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