王成云

摘 要：現(xiàn)階段鋼桁架棧橋結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)在運輸系統(tǒng)中的廣泛是應用，這不僅對運輸行業(yè)的健康發(fā)展有直接影響，同時對社會以及經(jīng)濟發(fā)展有極大的促進作用。本文主要對鋼桁架棧橋設計的思路以及方法進行分析，并結(jié)合實際工程中的設計經(jīng)驗促使設計的經(jīng)濟性與安全性得到保障。

關(guān)鍵詞：鋼桁架；棧橋設計；支承結(jié)構(gòu)

加工制造簡單、安裝方便以及施工工期短等鋼結(jié)構(gòu)棧橋的顯著優(yōu)勢與特征，現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸實現(xiàn)在各行各業(yè)運輸系統(tǒng)中的廣泛應用。大跨度不僅可實現(xiàn)對支承結(jié)構(gòu)的有效減少，同時可實現(xiàn)對投資的有效節(jié)省，這為廠區(qū)規(guī)劃工作的順利進行打下堅實基礎。同時可幫助相關(guān)企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，幫助企業(yè)在競爭激烈的社會環(huán)境中實現(xiàn)優(yōu)勢的獲取。

一、鋼桁架結(jié)構(gòu)布置類別

支承結(jié)構(gòu)以及跨間結(jié)構(gòu)是棧橋航結(jié)構(gòu)的重要組成部分，本文涉及的鋼結(jié)構(gòu)主要是指跨間結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)主要分為以下三種形式，分布為簡支結(jié)構(gòu)、帶懸臂簡支結(jié)構(gòu)以及連續(xù)結(jié)構(gòu)，下面我們對這三種結(jié)構(gòu)進行仔細分析。

（1）簡支結(jié)構(gòu)在鋼架架構(gòu)中可以說是最為常見的形式，不僅可獨立布置，也可對多個簡支卡跨進行布置。25-36m是一種較為經(jīng)濟的跨度。布置靈活以及多跨時可標準化設計是簡支結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)勢與特征。弦桿內(nèi)力不均，跨中大兩端小，且跨中撓度較大是鋼架結(jié)構(gòu)的明顯缺陷。因此在設計對其使用時我們需要實現(xiàn)對其優(yōu)勢的使用與對缺陷的避免。

（2）棧橋在兩個相鄰建筑上無法避免不可以支承的現(xiàn)象，因此可將鋼架結(jié)構(gòu)做在一斷端或者兩端。懸臂的長度主要由鋼桁架的一個或兩個節(jié)間長度來決定，支承結(jié)構(gòu)的基礎與相鄰建筑之間互不干擾是懸臂結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點，同時獨立抗震單元的要求也可在這一過程中實現(xiàn)有效的滿足。

（3）變形是小、應力分布合理以及整體性好等都是連續(xù)鋼架結(jié)構(gòu)的特征與優(yōu)勢，大跨度以及設防烈度較高的地區(qū)都可結(jié)合實際情況實現(xiàn)對上述結(jié)構(gòu)的合理應用。該項結(jié)構(gòu)對支承結(jié)構(gòu)的變形以及地基沉降要求有較高要求，因此相對于其他結(jié)構(gòu)來說該結(jié)構(gòu)使用較少。

二、鋼桁架棧橋組成

鋼架結(jié)構(gòu)棧橋主要是由主桁架、上下弦水平支撐以及水平橫梁組成，同時需要注意的是兩端門架、支座及圍護也在上述范圍涵蓋之內(nèi)。

（1）主桁架可以說是主要的承重結(jié)構(gòu)，直腹桿和斜腹桿是腹桿的兩種主要形式，“N”字形單向斜腹桿是斜腹桿一般采用的形式，靠近支座的斜腹桿應該指向支座。棧橋的跨度以及荷載對桁架高度有直接影響，一般需要將距離控制在2.7-3.3m之間。最小距離為2.5m，最大不可以超過3.5m。桁架的節(jié)間長度促使腹桿與斜腹桿之間形成一個夾角，一般距離為3m。在實際對先桁架的節(jié)間長度進行確定時可將傾角作為主要依據(jù)。無論是建模計算還是先棧橋角度變化都可通過調(diào)節(jié)上下弦節(jié)間長度就可實現(xiàn)，在這一過程中工作效率可得到顯著的提高。

主桁架上下弦截面首選雙角鋼，但盡量不要選用每一規(guī)格的最大厚度，以免市場不宜采購。當桁架跨度較大時（一般超過36m），上下弦截面可以選用雙槽鋼代替角鋼。當桁架跨度進一步擴大時（一般超過45m），可在桁架下弦桿應力較大的區(qū)域設置拉桿，簡稱下弦拉桿（見圖1），由于超靜定拉桿的設置，使得桁架有反拱的作用。豎向吊桿間距宜為主桁架的兩個節(jié)間距。下弦拉桿平面內(nèi)要設置水平支撐，同時在下弦拉桿轉(zhuǎn)折處的豎向支撐桿間也要設置豎向支撐，以保證下弦拉桿與主桁架的協(xié)調(diào)受力與穩(wěn)定。

跨間結(jié)構(gòu)由承重桁架、水平支撐、端框架及橫梁組成。承重桁架一般設計成梁式或懸臂式，一般不采用連續(xù)式超靜定多跨桁架，懸臂桁架的懸臂長度一般不超過。桁架的節(jié)間是根據(jù)樓板的跨度來確定的。支撐樓板的橫梁應該放在桁架的節(jié)點上比較好。

（2）上下弦水平支撐布置在與主桁架平面外正交的上弦和下弦平面，支撐布置形式一般為“x”或“K”字型布置。水平支撐受力按拉桿考慮，截面一般為單角鋼，規(guī)格應滿足桿件長細比要求，最小不宜小于70mm*6mm。支撐斜桿與主桁架的角度宜為40～50。

上下弦水平橫梁布置在主桁架上下弦節(jié)點處，上弦橫梁布置在上弦桿件上表面，下弦橫梁吊掛在下弦桿件下表面，與弦桿螺栓連接。上下弦水平支撐與橫梁共同承受棧橋橫向荷載，保證主桁架平面外的穩(wěn)定。

（3）棧橋兩端門架。門架作為上下弦水平支撐架的水平支座，將風荷載通過門架傳到棧橋的支座上，還能保證棧橋主桁架的側(cè)向穩(wěn)定，抵抗風荷載作用下主桁架與支撐平面間的剪切變形。根據(jù)門架受力要求，頂部兩個節(jié)點必須是剛性連接。門架的立柱及橫梁一般選用雙槽鋼或H型鋼。

（4）棧橋支座分兩類。不動支座（固定支座和鉸支座）和可動支座（滑動支座和滾動支座），對非水平布置的棧橋，下支座采用不動支座，上支座采用可動支座。滑動支座相比滾動支座位移較大，當桁架跨度超過36m時，可動支座不再采用滑動支座，而用滾動支座；當桁架距地面高度超過30m時，考慮側(cè)向風荷載較大，不動支座不再采用鉸支座，而用固定支座。

（5）棧橋屋面及墻板圍護結(jié)構(gòu)采用夾芯保溫壓型彩鋼板，用輕鋼檁條與主桁架連接。輕型圍護結(jié)構(gòu)具有自重輕、安裝簡單、施工速度快等優(yōu)點。

棧橋底板一般采用預制槽形板和壓型鋼板組合樓板。預制槽形板具有自重輕、施工安裝方便等優(yōu)點，而壓型鋼板組合樓板具有剛度大、受力合理、整體性好等優(yōu)點，缺點是施工費用和自重較預制板高。棧橋底板要滿足沖洗地面的要求，故應采用防水樓面做法，同時棧橋室內(nèi)兩側(cè)應做擋水板。在棧橋下端與相鄰的建筑間應做擋水條和地漏，使沖洗污水排出棧橋，在北方寒冷地區(qū)要采取排水管的防凍措施。

三、棧橋支承結(jié)構(gòu)

棧橋支承結(jié)構(gòu)可以設計成混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，同時分為雙柱和四柱結(jié)構(gòu)。當棧橋高度較低且兩側(cè)棧橋跨度較小時，可采用混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)的雙柱支承結(jié)構(gòu)；當棧橋高度較高且兩側(cè)棧橋跨度較大時，宜采用鋼結(jié)構(gòu)的四柱支承結(jié)構(gòu)，同時考慮設置柱間支撐，使得支承結(jié)構(gòu)的頂部位移控制在1H/250（H為支承結(jié)構(gòu)的高度）。

四、結(jié)語

通過對以上鋼結(jié)構(gòu)棧橋設計中的一些要點總結(jié)，同時結(jié)合實際工程來合理確定棧橋的布置形式，主桁架的幾何尺寸及桿件型號，最終達到經(jīng)濟與安全的目的。通過對鋼結(jié)構(gòu)棧橋橫斷面、構(gòu)件型號的選取及桿件的合理布局，使設計盡量做到經(jīng)濟、合理、安全、適用。

參考文獻：

[1] 田娥，楊正軍，李毅，等.大型鋼結(jié)構(gòu)工程中臨時鋼棧橋設計及驗算[J].工業(yè)建筑，2012，42（9）：157-161.

[2] 劉良永.探析鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋設計[J].城市建設理論研究：電子版，2012（8）.