鋼箱梁人行天橋結(jié)構(gòu)計算書

鋼箱梁人行天橋橋結(jié)構(gòu)計算書書目錄HYPERLINK\l"_Toc410826566"一、工程概述一、工程概述xxx路人行過過街系統(tǒng)位于于xxxx附近，結(jié)構(gòu)形式為為鋼箱梁人行天天橋。主橋的設(shè)計采用用直線Q345鋼箱梁主梁梁，梁高1.5m，主梁跨徑徑布置為1.15m++28.055m+1.15m==30.355m，橋面全寬3.7m，其橫向布布置為0.1(欄桿)+3.55m(凈寬)+0.11(欄桿)=3..7m。梯道的設(shè)計采用用梯道梁與梯梯踏步組合而而成，梯道梁梁采用Q345鋼板焊接，梁梁高0.3m，寬1.0m，在梯道梁梁上設(shè)置預制制C30鋼筋砼梯踏踏步，梯道全全寬2.3m，其橫向布布置為0.1(欄桿)+2.11m(凈寬)+0.11(欄桿)=2..3m。下部結(jié)構(gòu)主橋墩墩采用C40鋼筋砼花瓶瓶形橋墩，厚厚0.65m；基礎(chǔ)采用用直徑為1.5m的C30鋼筋砼樁基基礎(chǔ)。梯道橋橋墩采0.5x00.5mC440鋼筋砼矩形形橋墩，基礎(chǔ)礎(chǔ)采用直徑為為1.0m的C30鋼筋砼樁基基礎(chǔ)。二、主要技術(shù)標標準（1）設(shè)計荷載載：人群荷載：4..36kN//m2；二期恒載（橋面面鋪裝與欄桿桿總和）：9.0kN//m；結(jié)構(gòu)整體升降溫溫：±20℃。（2）地震烈度度：抗震設(shè)防防烈度為6度，設(shè)計基基本地震加速速度值為0.05g，橋梁抗震震設(shè)防類別為為D類；（3）設(shè)計安全全等級：一級級；（4）環(huán)境類別別：Ⅰ類；（5）設(shè)計基準準期：100年。三、設(shè)計規(guī)范（1）《公路工工程技術(shù)標準準》(JTGB01—2003))（2）《城市橋橋梁設(shè)計規(guī)范范》（CJJ111－2011）（3）《城市人人行天橋與人人行地道技術(shù)術(shù)規(guī)范》（CJJ699-95）（4）《公路橋橋涵設(shè)計通用用規(guī)范》(JTGDD60-20004)（5）《公路圬圬工橋涵設(shè)計計規(guī)范》(JTGDD61-20005)（6）《公路鋼鋼筋混凝土及及預應(yīng)力混凝凝土橋涵設(shè)計計規(guī)范》(JTGDD62-20004)（7）《公路橋橋涵地基與基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范范》（JTGDD63-20007）（8）《公路橋橋梁抗震設(shè)計計細則》（JTG/TTB02--01-20008）（9）《公路橋橋涵施工技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JTG/TTF50--2011）四、主要材料及及計算參數(shù)4.1混凝土人行天橋橋墩采采用C40混凝土，梯梯踏步、樁基基礎(chǔ)均采用C30混凝土，梯梯步底部砌體體調(diào)整平臺結(jié)結(jié)構(gòu)采用C25片石混凝土土。其軸心抗抗壓設(shè)計強度度、軸心抗拉拉設(shè)計強度、彈彈性模量等指指標應(yīng)滿足《公公路鋼筋混凝凝土及預應(yīng)力力混凝土橋涵涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)以及《公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD61-2005）的材料要求。C25混凝土：：軸心抗壓強強度設(shè)計值fcd=11.5Mppa，軸心抗拉拉強度設(shè)計值值ftd=1.23Mpa，彈性模量Ec=2.88x104Mpa。C30混凝土：：軸心抗壓強強度設(shè)計值fcd=13..8Mpa，軸心抗拉拉強度設(shè)計值值ftd=1.339Mpa，彈性模量Ec=3.0xx104Mpa。C40混凝土：：軸心抗壓強強度設(shè)計值fcd=18..4Mpa，軸心抗拉拉強度設(shè)計值值ftd=1.665Mpa，彈性模量Ec=3.255x104Mpa。4.2普通鋼鋼筋一般鋼筋直徑大大于等于12mm者為HRB4000鋼筋，直徑徑小于等于10mm者為HPB3000鋼筋。HPB3000、HRB4000鋼筋標準應(yīng)應(yīng)分別符合《鋼鋼筋混凝土用用鋼第1部分：熱軋軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2008），《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）標準的規(guī)定。HPB300鋼鋼筋：抗拉標標準強度fsk≥300Mpa，彈性模量Es=2..1×1055Mpa。HRB400鋼鋼筋：抗拉標標準強度fsk≥400Mpa，彈性模量Es=2..0×1055Mpa。4.3鋼材鋼材的彈性模量量、設(shè)計抗壓壓（拉）強度度參數(shù)等基本本參數(shù)均按規(guī)規(guī)范取值。Q345鋼材：：拉、壓設(shè)計計強度值為310MPPa4.4計算荷荷載取值4.4.1永永久作用一期恒載：按照照實際結(jié)構(gòu)尺尺寸考慮。二期恒載（橋面面鋪裝與欄桿桿總和）：設(shè)計按9.0kN//m取值。4.4.2可變變作用a、人群荷載整體計算中按照照4.36kkN/m2設(shè)計。b、溫度荷載結(jié)構(gòu)整體升溫：：20℃結(jié)構(gòu)整體降溫：：-20℃；五、人行天橋計計算模型橋梁縱向計算按按梁單元建模模計算，根據(jù)據(jù)實際施工過過程及使用過過程的最不利利狀況，進行行荷載組合，求求得結(jié)構(gòu)最不不利狀態(tài)下的的應(yīng)力和位移移，按規(guī)范中中所規(guī)定的各各項容許指標標，并得出結(jié)結(jié)構(gòu)自振頻率率，驗算主梁梁是否滿足要要求。5.1梁單元計計算簡圖采用midass20122有限元軟件件，建立天橋橋主橋模型。注注意：在P0-1號、P1-11號墩方向存存在梯步。為為了簡化模型型的建立，單單獨建立梯道道部分模型，對對主體結(jié)構(gòu)影影響不明顯。人行天橋鋼箱梁梁主橋計算模模型人行天橋梯道鋼鋼梁計算模型型5.2有限元模模型中梁截面面模型人行天橋鋼箱梁梁截面模型人行天橋梯道鋼鋼梁截面模型型六、人行天橋主主橋上部結(jié)構(gòu)構(gòu)分析結(jié)果描描述6.1應(yīng)力分析析組合按照《公路路橋涵設(shè)計通通用規(guī)范》（JTGD660-20004），并進行行構(gòu)件應(yīng)力驗驗算（所有組組合系數(shù)取1）。設(shè)計是是按《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）取用Q345鋼材。Q345鋼，拉、壓設(shè)計強度值為310MPa。承載能力極限狀狀態(tài)梁頂板應(yīng)應(yīng)力包絡(luò)圖承載能力極限狀狀態(tài)梁底板應(yīng)應(yīng)力包絡(luò)圖根據(jù)midass有限元模型型計算分析可可知：頂板最大壓應(yīng)力力為35.66MPa，底板最大拉拉應(yīng)力為588.6MPaa。從上部結(jié)構(gòu)縱向向計算幾種組組合的驗算結(jié)結(jié)果可以看出出，天橋主梁梁的應(yīng)力驗算算滿足要求。6.2.模態(tài)態(tài)分析模態(tài)分析采用mmidas2012有限元軟件件進行分析，用用梁單元建立立了上部主梁梁單元，空間間模型如下：：質(zhì)量源選?。褐髦髁鹤灾丶皹驑蛎驿佈b等恒恒荷載。經(jīng)計計算鋼結(jié)構(gòu)一一階豎向自振頻率率為3.955Hz，滿足規(guī)范規(guī)規(guī)定大于3Hz要求，橋梁使用性性滿足要求。一階模態(tài)振形圖圖：（周期T=0.2884）6.3撓度計算算根據(jù)《城市人行行天橋與人行行地道技術(shù)規(guī)規(guī)范》2.5.2條規(guī)定，由由人群荷載計計算的最大豎豎向撓度為113.2388mm，小于規(guī)范范要求的允許許值L/6000=4.6775cm。6.4整體穩(wěn)定定性計算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計規(guī)范》（GB500017-22003）4.2.44條規(guī)定：,所以整體穩(wěn)定定滿足要求。6.5局部穩(wěn)定定性計算對于主梁腹板位位置，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）4.3.2條規(guī)定：,故需設(shè)橫向加加勁，采用橫橫隔板進行加加勁。,故不需設(shè)縱向向加勁。加勁區(qū)域穩(wěn)定驗驗算：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計規(guī)范》（GB500017-22003）4.3.33條規(guī)定，若滿滿足，則滿足足要求，具體體如下：跨中截面：支點截面：七、人行天橋主主橋下部結(jié)構(gòu)構(gòu)分析結(jié)果描描述由于橋梁規(guī)模較較小，引起水水平荷載不顯顯著。故可近近似的按軸心心受壓構(gòu)件計計算.橋墩驗算，采用用橋梁博士進進行墩身截面面驗算7.1主墩截截面驗算(1)墩身抗壓壓承載能力驗驗算橋梁最大支座反反力991..9KN，主墩墩自重為122.55KN?？紤]按矩形截面面計算取，最最小截面1..0mx0.655m，按照JTGDD62-2000455.3.1條計算，由由：Ψ——控制穩(wěn)定定性,與lo(構(gòu)件計算長長度)有關(guān);A——構(gòu)件毛截截面面積,當鋼筋配筋筋率大于3%時An=A--A's;A's——為全全部縱向鋼筋筋面積;fcd——混凝凝土軸心抗壓壓強度設(shè)計值值，C40取18.4MPaa.r0Nd（KN）ΨA（m2）A's（m2）fcd（KN//m2）fsd'（KNN/m2）1.1991.91.00.650.0137445218400330000左邊（KN）右邊（KN）是否滿足1091.114846.33滿足(2)墩頂局部部抗剪承載能能力驗算主墩采用花瓶型型橋墩，墩頂頂支座位置對對應(yīng)豎向截面面需驗算局部部抗剪承載能能力驗算。其其中，單個支座最大反力496..0KN。根據(jù)《公路鋼筋筋混凝土及預預應(yīng)力混凝土土橋涵設(shè)計規(guī)規(guī)范》(JTGDD62-20004)第5.2.110條，公式左邊為：公式右邊為：滿足公式及規(guī)范范要求，故可可不進行斜截截面抗剪承載載力驗算。7.2樁基礎(chǔ)礎(chǔ)驗算由[Ra]=C1Apfrkk+u∑c2ihii+1/2ζsu∑liqikk式中:[Ra]單樁軸向受受壓容許承載載力(kpa)，樁身自重重與置換土重重（當自重計計入浮力時，置置換土重也計計入浮力）的的差值作為荷荷載考慮；C1據(jù)據(jù)清孔情況、巖巖石破碎程度度等因素而定定的端阻發(fā)揮揮系數(shù)，按表表5.3.4采用;Ap樁樁端截面面積積（m2）,對于擴底樁樁，取擴底截截面面積;frk樁端截巖石石飽和單軸極極限抗壓強度度(kpa)，粘土質(zhì)巖巖取天然濕度度單軸抗壓強強度標準值；；C2i據(jù)清孔情況況、巖石破碎碎程度等因素素而定的第i層巖層的側(cè)側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)數(shù)，按表5.3.4采用;u各土土層或各巖層層部分的樁身身周長（m）；hi樁樁嵌入各巖層層部分的厚度度(m)，不包括強強風化層和全全風化層；m巖層層的層數(shù)不包包括強風化層層和全風化層層；ζs覆覆蓋層土的側(cè)側(cè)阻力發(fā)揮系系數(shù)，根據(jù)樁樁端frk確定：當2MPa≤frk＜15MPPa時，取0.80;當15MPa≤frk＜30MPPa時，取0.50;當frk＞30MPPa時，取0.20；li各各土層的厚度度（m）；qi樁樁側(cè)第i層土的側(cè)阻阻標準值（Kpa），宜采用用單樁摩阻力力試驗值，當當無試驗條件件時，對鉆（挖挖）孔樁按本本規(guī)范表5.3.33-1選用，對于于沉樁按本規(guī)規(guī)范表5.3.33-4選用；n土層層的層數(shù)，強強風化和全風風化巖層按土土層考慮.條件C1C2良好0.60.05一般0.50.04較差0.40.03計算得到樁基直徑d1.5m端阻發(fā)揮系數(shù)c10.5巖層的層數(shù)mm1巖層的側(cè)阻發(fā)揮揮系數(shù)c2ic210.04c220.04c230.04樁嵌入各巖層部部分的厚度hih10mh20mh36m樁端巖石飽和單單軸抗壓強度度標準值frkifrk10kPafrk26000kPafrk36000kPa土層的層數(shù)nn0土層的側(cè)阻力標標準值qikq1k0kPaq2k0kPaq3kkPa各土層的厚度lil10ml20ml30m覆蓋層土的側(cè)阻阻發(fā)揮系數(shù)ζs0.8單樁軸向受壓承承載力設(shè)計值值P2043kN計算過程參數(shù)樁端截面面積Ap1.8m2各土層或各巖層層部分樁身周周長u4.7m計算結(jié)果單樁軸向受壓承承載力容許值值[Ra]]12081kN承載能力是否滿滿足滿足八、人行天橋梯梯道梁上部結(jié)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果果描述8.1應(yīng)力分析析組合按照《公路路橋涵設(shè)計通通用規(guī)范》（JTGD660-20004），并進行行構(gòu)件應(yīng)力驗驗算（所有組組合系數(shù)取1）。設(shè)計是是按《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）取用Q345鋼材。Q345鋼，拉、壓設(shè)計強度值為310MPa。承載能力極限狀狀態(tài)梁頂板應(yīng)應(yīng)力包絡(luò)圖極限承載能力狀狀態(tài)梁底板應(yīng)應(yīng)力包絡(luò)圖根據(jù)midass有限元模型型計算分析可可知：頂板最大拉應(yīng)力力為51.66MPa，最大壓應(yīng)應(yīng)力為34..0MPa底板最大拉應(yīng)力力為33.99MPa，最大壓應(yīng)應(yīng)力為51..6MPa從上部結(jié)構(gòu)縱向向計算幾種組組合的驗算結(jié)結(jié)果可以看出出，天橋梯道道梁的應(yīng)力驗驗算滿足要求求。8.2模態(tài)分分析模態(tài)分析采用mmidas2012有限元軟件件進行分析，用用梁單元建立立了上部梯道道梁單元，空空間模型如下下：質(zhì)量源選?。褐髦髁鹤灾丶皹驑蛎驿佈b等恒恒荷載。經(jīng)計計算鋼結(jié)構(gòu)一一階豎向自振頻率率為6.977Hz，滿足規(guī)范規(guī)規(guī)定大于3Hz要求，橋梁使用性性滿足要求。一階模態(tài)振形圖圖：（周期T=0.1143）8.3撓度計算算結(jié)果根據(jù)《城市人行行天橋與人行行地道技術(shù)規(guī)規(guī)范》2.5.2條規(guī)定，由由人群荷載計計算的最大豎豎向撓度為11.402mmm，小于規(guī)范范要求的允許許值L/6000=1.255cm。九、人行天橋梯梯道梁下部結(jié)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果果描述由于橋梁規(guī)模較較小，引起水水平荷載不顯顯著。故可近近似的按軸心心受壓構(gòu)件計計算.橋墩驗算，采用用橋梁博士進進行墩身截面面驗算9.1梯道墩截截面驗算橋梁最大支座反反力316..7KN，梯道道墩自重為25.0KKN。考慮按矩形截面面計算取，最最小截面0..6mx0.6m，按照JTGDD62-2000455.3.1條計算，由由：Ψ——控制穩(wěn)定定性,與lo(構(gòu)件計算長長度)有關(guān);A——構(gòu)件毛截截面面積,當鋼筋配筋筋率大于3%時An=A--A's;A's——為全全部縱向鋼筋筋面積;fcd——混凝凝土軸心抗壓壓強度設(shè)計值值，C40取18.4MPPa.r0Nd（KN）ΨA（m2）A's（m2）fcd（KN//m2）fsd'（KNN/m2）1.1341.71.00.250.006288418400330000左邊（KN）右邊（KN）是否滿足375.96006.3滿足9.2樁基礎(chǔ)礎(chǔ)驗算由[Ra]=C1Apfrkk+u∑c2ihii+1/2ζsu∑liqikk式中:[Ra]單樁軸向受受壓容許承載載力(kpa)，樁身自重重與置換土重重（當自重計計入浮力時，置置換土重也計計入浮力）的的差值作為荷荷載考慮；C1據(jù)據(jù)清孔情況、巖巖石破碎程度度等因素而定定的端阻發(fā)揮揮系數(shù)，按表表5.3.4采用;Ap樁樁端截面面積積（m2）,對于擴底樁樁，取擴底截截面面積;frk樁端截巖石石飽和單軸極極限抗壓強度度(kpa)，粘土質(zhì)巖巖取天然濕度度單軸抗壓強強度標準值；；C2i據(jù)清孔情況況、巖石破碎碎程度等因素素而定的第i層巖層的側(cè)側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)數(shù)，按表5.3.4采用;u各土土層或各巖層層部分的樁身身周長（m）；hi樁樁嵌入各巖層層部分的厚度度(m)，不包括強強風化層和全全風化層；m巖層層的層數(shù)不包包括強風化層層和全風化層層；ζs覆覆蓋層土的側(cè)側(cè)阻力發(fā)揮系系數(shù)，根據(jù)樁樁端frk確定：當2MPa≤frk＜15MPPa時，