2022年人行天桥结构计算书.docx

精品学习资源林州市人行天桥结构运算书审定： 审核： 设计：2021 年 2 月欢迎下载精品学习资源目 录一.工程概况. - 1 -二.设计原就与标准. - 1 -三.结构布置和构件截面. - 2 -3.1结构布置 . -2 -3.2杆件截面 . -3 -3.3支座和边界约束 . -3 -四.荷载与作用 . - 4 -五.材料 . - 9 -六.构件包络应力 . - 9 -6.1 整体应力分布 . -9 -6.2 拱结构应力状态. -9 -6.3桥面主梁、次梁应力状态. -11 -6.4吊杆应力状态 . -13 -七.模态分析 . - 14 -7.1 特点周期 . -14 -7.2 特点模态 . -14 -八.桥梁变形 . - 16 -8.1竖向变形 . -16 -8.2水平变形 . -17 -九.桥梁整体稳固分析. - 18 -9.1屈曲特点值 . -18 -9.2屈曲模态 . -18 -十节点运算 . - 20 -10.1吊杆节点 . -20 -10.2主梁 ZL 与 GHL2连接处支座验算 . -23 -10.3主梁 ZL 与桥台连接节点验算. -26 -十一 基础验算 . - 32 -11.1基础底面地基承载力验算. -32 -11.2基础背面地基承载力验算. -37 -11.3基础侧面地基承载力验算. -42 -11.4抗剪栓钉验算 . -43 -11.5施工安装阶段柱脚底板验算. -44 -欢迎下载精品学习资源一.工程概况河南省林州市人行天桥项目；采纳中承式拱桥二.设计原就与标准1、建筑结构荷载规范（ GB 50009-2001）2、建筑抗震设计规范（ GB 50011-2021）3、钢结构设计规范 （GB 50017-2003）4、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002 ）5、钢结构工程施工及验收规范（ GBJ 50205-2001）6、城市桥梁设计准就（ CJJ 11-93 ）7、城市桥梁设计荷载标准（ CJJ 77-98 ）8、城市人行天桥与人行地道技术规范（ CJJ 69-95 ）9、大路工程抗震设计规范（ JTJ004-93）10、大路桥涵设计通用规范（ JTGD60-2004）11、大路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86 ）12、大路桥涵地基及基础设计规范（JTJ024-85 ）13、混凝土结构设计规范（GB50010-2021）14、铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005 ）15、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002； J218-2002）16、大路桥梁板式橡胶支座规格系列 （JT/T 663-2006 ）17、大路桥梁板式橡胶支座 （JT/T 4-2004 ）欢迎下载精品学习资源三.结构布置和构件截面3.1 结构布置图 1三维结构图图 2立面布置图图 3平面布置图欢迎下载精品学习资源3.2 杆件截面3.3 支座和边界约束拱结构与桥面结构之间通过单向可滑动支座进行连接，支座型号为GJZF4 350x550x72 单向 NR，实现桥面梁沿桥纵向可滑动，横向与拱结构协同工作；拱脚与基础固结约束； 桥面结构的四个角点中， 除一个为约束三个平动自由度外，其他三个支座均为只约束竖向自由度；边界约束情形如图4 所示（途中约束六位数字分别表示：平动 x 向、平动 y 向、平动 z 向；转动绕 x 轴；转动绕 y 轴；转动绕 z 轴， 0 表示释放； 1 表示约束）；图 4边界约束布置图欢迎下载精品学习资源四.荷载与作用1、设计使用年限为 100 年2、设计地震烈度为 7 度（ 0.15g ） 其次组类场地2依据城市人行天桥与人行地道技术规范（ CJJ 69-95 ）的规定，地震工矿组合中，考虑永久荷载和 1.0 kN/m的人群荷载；3、桥面永久荷载47mm厚 平均厚度 细石混凝土：10mm厚 EPDM聚亚安脂混合颗粒塑胶：考虑可能以后采纳广场瓷砖：压型钢板自重：综上：桥面均布恒荷载栏杆自重： 0.2广告牌自重： 1.0，两侧全长均有广告牌，高度为4.2m掉面吊挂荷载： 0.15 4、可变荷载（1） 、人群荷载：依据城市人行天桥与人行地道技术规范（CJJ 69-95 ），加载长度超过 20m的情形下，人群荷载为 ;欢迎下载精品学习资源2在运算中取 3.5kN/m （用于整体结构运算）2在设计乔面板时，人群荷载取 5.0kN/m （用于桥面板运算）2（2） 、按 100 年考虑基本雪荷载： 0.45kN/m（3） 、风荷载欢迎下载精品学习资源2基本风压： 0.55kN/m a、 广告牌：（按 100 年为设计周期）欢迎下载精品学习资源由于两侧广告牌之间空间开放，因此分别考虑两侧风荷载，且其数值和方向相同单侧广告牌体型系数： 1.3风振系数： 1.5高度分布系数： 1.25 （按 B 类场地， 20m高度） 单侧广告牌上的风荷载作用于主梁上，折算线荷载：b、 拱侧面（考虑两片拱承担风荷载，数值相同，方向相同）： 单片拱体型系数： 1.4风振系数： 1.5高度分布系数： 1.25 （按 B 类场地， 20m高度）单侧拱侧面上的风荷载， 折算线荷载（考虑拱侧面宽度为 1.5m）：综上，风荷载在运算模型中的分布情形如图5.欢迎下载精品学习资源图 5风荷载布置图（4） 、雪荷载2基本风压： 0.45 kN/m （按 100 年考虑）（5） 、栏杆荷载水平力： 2.5 kN/m竖向力： 1.2 kN/m5、温度作用000设计温度变化范畴： -21 C +57 C，合拢温度为± 10 C6、荷载组合A、 非地震组合组合恒荷载人群荷载风荷载升温降温组合恒荷载人群荷载风荷载升温降温11.2301.2-0.841.221.21.4311.2-0.841.231.21.4321.20.98-0.841.241.21.40.84331.20.98-0.841.251.21.4-0.84341.3561.21.40.72351.350.9871.21.40.72361.350.8481.21.40.840.72371.35-0.8491.21.4-0.840.72381.350.72欢迎下载精品学习资源101.21.4391.350.72111.20.981.4401.350.980.84121.21.40.72411.350.98-0.84131.21.40.72421.350.980.72141.20.981.40.72431.350.980.72151.20.981.40.72441.350.840.72161.2-1.4451.350.840.72171.20.98-1.4461.350.980.840.72181.2-1.40.72471.350.980.840.72191.2-1.40.72481.35-0.840.72201.20.98-1.40.72491.35-0.840.72211.20.98-1.40.72501.350.98-0.840.72221.21.2511.350.98-0.840.72231.21.25211.4241.20.981.25311.40.72251.20.981.25411.40.72261.20.841.2551-1.4271.20.841.2561-1.40.72281.20.980.841.2571-1.40.72291.20.980.841.2B、 地震组合组合恒荷载人群荷载风荷载水平地震y水平地震x竖向地震组合恒荷载人群荷载风荷载水平地震y水平地震x竖向地震11.21.21.36711.321.21.2-1.3681-1.331.21.20.281.36910.281.341.21.2-0.281.3701-0.281.351.21.20.28-1.37110.28-1.361.21.2-0.28-1.3721-0.28-1.371.21.21.37311.381.21.2-1.3741-1.391.21.20.281.37510.281.3101.21.2-0.281.3761-0.281.3111.21.20.28-1.37710.28-1.3121.21.2-0.28-1.3781-0.28-1.3131.21.21.37911.3141.21.2-1.3801-1.3151.21.20.281.38110.281.3161.21.2-0.281.3821-0.281.3171.21.20.28-1.38310.28-1.3181.21.2-0.28-1.3841-0.28-1.3191.21.21.30.58511.30.5欢迎下载精品学习资源201.21.2-1.30.5861-1.30.5211.21.21.3-0.58711.3-0.5221.21.2-1.3-0.5881-1.3-0.5231.21.21.30.58911.30.5241.21.2-1.30.5901-1.30.5251.21.21.3-0.59111.3-0.5261.21.2-1.3-0.5921-1.3-0.5271.21.20.51.39310.51.3281.21.20.5-1.39410.5-1.3291.21.2-0.51.3951-0.51.3301.21.2-0.5-1.3961-0.5-1.3311.21.20.51.39710.51.3321.21.20.5-1.39810.5-1.3331.21.2-0.51.3991-0.51.3341.21.2-0.5-1.31001-0.5-1.3351.21.20.281.30.510110.281.30.5361.21.20.28-1.30.510210.28-1.30.5371.21.20.281.3-0.510310.281.3-0.5381.21.20.28-1.3-0.510410.28-1.3-0.5391.21.20.281.30.510510.281.30.5401.21.20.28-1.30.510610.28-1.30.5411.21.20.281.3-0.510710.281.3-0.5421.21.20.28-1.3-0.510810.28-1.3-0.5431.21.20.280.51.310910.280.51.3441.21.20.280.5-1.311010.280.5-1.3451.21.20.28-0.51.311110.28-0.51.3461.21.20.28-0.5-1.311210.28-0.5-1.3471.21.20.280.51.311310.280.51.3481.21.20.280.5-1.311410.280.5-1.3491.21.20.28-0.51.311510.28-0.51.3501.21.20.28-0.5-1.311610.28-0.5-1.3511.21.2-0.281.30.51171-0.281.30.5521.21.2-0.28-1.30.51181-0.28-1.30.5531.21.2-0.281.3-0.51191-0.281.3-0.5541.21.2-0.28-1.3-0.51201-0.28-1.3-0.5551.21.2-0.281.30.51211-0.281.30.5561.21.2-0.28-1.30.51221-0.28-1.30.5571.21.2-0.281.3-0.51231-0.281.3-0.5581.21.2-0.28-1.3-0.51241-0.28-1.3-0.5591.21.2-0.280.51.31251-0.280.51.3601.21.2-0.280.5-1.31261-0.280.5-1.3611.21.2-0.28-0.51.31271-0.28-0.51.3621.21.2-0.28-0.5-1.31281-0.28-0.5-1.3631.21.2-0.280.51.31291-0.280.51.3欢迎下载精品学习资源641.21.2-0.280.5-1.31301-0.280.5-1.3651.21.2-0.28-0.51.31311-0.28-0.51.3661.21.2-0.28-0.5-1.31321-0.28-0.5-1.3设计温度变化范五.材料钢材：主梁、主拱、吊杆、横梁、耳板、肋板等采纳Q345B销轴采纳 45 号钢混凝土：桥面、基础采纳 C30混凝土六.构件包络应力6.1 整体应力分布图 6整体应力分布运算结果说明：采纳本设计方案的拱桥整体强度应力处于安全状态，最大应力发生在拱脚邻近区域；下文将具体介绍各主要构件的应力数值；6.2 拱结构应力状态欢迎下载精品学习资源图 7拱结构应力分布图图 7 所示的是主拱和拱横梁的应力分布情形，最大应力发生在拱脚邻近，最大值为 142MPa，小于 Q345钢的屈服强度；如不考虑加劲肋对箱形截面的作用，即仅考虑 40t w（t w为腹板厚度）的有效截面，就拱结构的应力比如图8；图 8拱结构应力分布图 仅考虑有效截面 运算结果文件如下图：欢迎下载精品学习资源图 9拱脚运算结果 仅考虑有效截面 上图所示的运算结果说明：即使仅考虑40tw 的有效截面，拱脚最大应力比为0.9 ，因此，拱结构强度满意要求；6.3 桥面主梁、次梁应力状态欢迎下载精品学习资源图 10桥面梁结构应力分布图桥面梁的最大应力比在 0.35 以下，因此满意要求，运算结果如图11；欢迎下载精品学习资源图 11主梁运算结果6.4 吊杆应力状态图 12吊杆应力分布图图 12 所示的运算结果说明： 吊杆的最大拉应力为 152MPa，因此满意钢材 Q345B强度要求，运算结果见图 13；欢迎下载精品学习资源七.模态分析7.1特点周期表 1特点周期表阶数特点周期 /s阶数特点周期 /s10.5960.1820.4770.1630.3380.1640.2790.1550.27100.14图 13吊杆运算结果7.2 特点模态欢迎下载精品学习资源图 14第一阶模态图 15 其次阶模态图 16 第三阶模态欢迎下载精品学习资源图 17 第四阶模态图 18 第五阶模态图 14图 18 所示的运算结果说明：在前五阶特点模态中，第一阶、其次阶和第五阶特点模态是横桥向模态；第三阶和第四阶模态为竖向模态，其中第三阶模态所对应的特点频率为 3.03Hz，满意城市人行天桥与人行地道技术规范 （ CJJ69-95 ）中关于人行天桥竖向频率至少3Hz 的要求；八.桥梁变形8.1 竖向变形欢迎下载精品学习资源图 19 竖向变形在永久荷载和人群荷载的标准组合作用下，桥梁的最大竖向变形为26.4mm，按支座间距离为 66.04m 运算，挠度为 1/2500 ，满意城市人行天桥与人行地道技术规范（ CJJ 69-95 ）中关于人行天桥主梁竖向挠度小于1/600 的要求，另外， 由于挠度小于 1/1600 ，因此可不预起拱，但为了更好的排水，在本设计中，主梁沿纵向设置 0.5%的坡度；8.2 水平变形考虑到桥梁两侧面挂有大面积广告牌，横向风荷载对桥梁的作用较大，因此需关注桥梁的横向变形；图 20 显示了桥梁在横向风荷载作用下的变形；图 20 水平变形图 20 所示的结果说明拱顶点的最大水平位移为51mm（拱跨为 70.8m，变形约欢迎下载精品学习资源为 1/1400 ）；桥面最大横向位移为 26m（m桥面梁跨度按为 73.8m，变形约为 1/2800 ）；九.桥梁整体稳固分析9.1屈曲特点值表 2屈曲特点值阶数特点值阶数特点值126.3656.0