巴南區(qū)龍洲灣萬(wàn)達(dá)路口人行天橋工程勘察設(shè)計(jì)-人行天橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書

渝黔復(fù)線南泉立交鋼箱梁計(jì)算書設(shè)計(jì)概況天橋位于重慶市巴南區(qū)龍洲灣商圈核心部位，萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)、旭輝城之間，巴南區(qū)渝南大道與龍海大道路口。項(xiàng)目周邊商業(yè)及娛樂(lè)設(shè)施密集，人流和車流量均較大，特別是周末以及節(jié)假日更加突出，行人和車輛通過(guò)存在較大的安全隱患。為解決主要人群過(guò)街問(wèn)題，打通商業(yè)聯(lián)系的瓶頸，擬增設(shè)萬(wàn)達(dá)路口人行過(guò)街天橋系統(tǒng)。龍洲灣萬(wàn)達(dá)路口人行天橋位于渝南大道和龍海大道交叉口處，建設(shè)涉及橋梁工程、排水工程、交通工程、管網(wǎng)改遷、電照工程、裝修工程等?，F(xiàn)有軌道3號(hào)線沿渝南大道穿過(guò)，并在片區(qū)內(nèi)有大山村、學(xué)堂灣、魚胡路三個(gè)停靠站，終點(diǎn)站是魚洞站，本次設(shè)計(jì)萬(wàn)達(dá)路口人行天橋距離學(xué)堂灣軌道站約300m。天橋總長(zhǎng)136.837m，橋面寬4～5m，設(shè)置八個(gè)梯道，梯道總長(zhǎng)142.2m，寬2.5m。整個(gè)天橋共設(shè)置4座垂直電梯及8座電動(dòng)扶梯。天橋平面采用規(guī)范《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2019）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64-2015）《城市人行天橋與人行地通道技術(shù)規(guī)范》（CJJ69-95）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50936-2014）《鋼管約束混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJT471-2019）主要材料及力學(xué)參數(shù)Q355C：彈性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.79×105MPa抗拉、抗壓及抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：275MPa抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：160MPaQ235：彈性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.79×105MPa抗拉、抗壓及抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：190MPa抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：110MPa人行天橋計(jì)算計(jì)算人行天橋上部結(jié)構(gòu)（鋼箱梁）計(jì)算計(jì)算模型采用大型有限元分析軟件MidasCivil2019。上部結(jié)構(gòu)最大跨度為28.759m連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.35米，采用單箱單室箱形截面，橋梁寬度4&5米，采用三維梁?jiǎn)卧瘟耗Ｐ?，其有限元模型如圖所示。頂板底板鋼板厚14mm，腹板厚12mm。人行天橋鋼箱梁有限元計(jì)算模型人行天橋鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位mm）計(jì)算荷載取值（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)（2）永久作用自重：實(shí)際結(jié)構(gòu)建立計(jì)算模型，由程序自動(dòng)計(jì)算，材料容重取78.5kN/m3；橫隔板：按照箱梁實(shí)際尺寸取值；二期鋪裝、雨棚、裝飾：15.4~19kN/m；（3）人群荷載人行橋面板及梯道面板的人群荷載按5kPa或1.5kN豎向集中力作用在一塊構(gòu)件上計(jì)算。作用在鋼箱梁或桁架上的人群荷載，采用下列公式計(jì)算：當(dāng)加載長(zhǎng)度為20m以下（包括20m）時(shí)：W=5x(20-B)/20(kPa)當(dāng)加載長(zhǎng)度為21~100m時(shí)：W=[5-2×(L-20)/80]×(20-B)/20(kPa)式中： W-單位面積的人群荷載，kPa；L-加載長(zhǎng)度，m；B-半橋?qū)挾?，m。大于4m時(shí)仍按4m計(jì)。本項(xiàng)目天橋最大跨度28.759m，計(jì)算得作用在鋼箱梁上的人群荷載為：4.3kPa。（4）溫度作用按結(jié)構(gòu)整體升溫20℃、降溫-20℃計(jì)算。結(jié)構(gòu)成橋內(nèi)力圖成橋階段恒載主梁內(nèi)力圖成橋階段主梁恒載彎矩圖(單位：kN*m)成橋階段主梁剪力圖(單位：kN)

活載作用下主梁內(nèi)力圖人群荷載作用主梁彎矩包絡(luò)圖(單位：kN*m)人群荷載作用主梁剪力包絡(luò)圖(單位：kN)基本組合作用下主梁內(nèi)力圖基本組合彎矩包絡(luò)圖(單位：kN*m)基本組合剪力包絡(luò)圖(單位：kN)結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果拉/壓彎構(gòu)件腹板應(yīng)力驗(yàn)算拉/壓彎構(gòu)件腹板應(yīng)力驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《鋼規(guī)》公式5.3.1-3τd=γ0τ≤fvd、f≤1驗(yàn)算，τd=53.9MPa≤fvd=160.000MPa、f=0.196≤1，滿足規(guī)范要求；

拉/壓彎構(gòu)件腹板最小厚度驗(yàn)算拉/壓彎構(gòu)件腹板最小厚度驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《鋼規(guī)》公式5.3.3-1tmin≤tw驗(yàn)算，tmin=3.625mm≤tw=12.000mm，滿足規(guī)范要求；拉/壓彎構(gòu)件翼緣板彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算拉/壓彎構(gòu)件翼緣板彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算包絡(luò)圖（頂板）拉/壓彎構(gòu)件翼緣板彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算包絡(luò)圖（底板）結(jié)論：按照《鋼規(guī)》公式5.4.1-1σ=γ0Nd/Aeff+γ0(My+Ndez)/Ay,eff+γ0(Mz+Ndey)/Az,eff≤fd驗(yàn)算，σ=129.9MPa≤fd=275.000MPa，滿足規(guī)范要求；拉/壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算拉/壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《鋼規(guī)》公式5.3.2-1~2、5.4.2-1~4min（σsd,yi，σsd,zi）≤fd驗(yàn)算，min（σsd,yi，σsd,zi）=129.9MPa≤fd=275.000MPa，滿足規(guī)范要求；

其他驗(yàn)算結(jié)果抗傾覆驗(yàn)算按《鋼規(guī)》第4.2.2條規(guī)定，上部結(jié)構(gòu)采用整體式截面的梁橋在持久狀況下結(jié)構(gòu)體系不應(yīng)發(fā)生改變，并應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算橫橋向抗傾覆性能：1. 在作用基本組合下，單向受壓支座始終保持受壓狀態(tài)。2. 當(dāng)整聯(lián)只采用單向受壓支座支承時(shí)，符合下式要求：表4.1-1主梁橫向抗傾覆計(jì)算結(jié)果由結(jié)構(gòu)體系可知，天橋?qū)儆贖型平面天橋，主通道橋墩均為固結(jié)墩，梯道處鋼箱梁與梯道為焊接連接，則該橋各梯道均可為天橋抗傾覆起作用。從結(jié)構(gòu)體系可判定該天橋抗傾覆性能滿足要求。撓度驗(yàn)算按《鋼規(guī)》第4.2.3條規(guī)定，計(jì)算豎向撓度時(shí)，應(yīng)按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法并應(yīng)采用不計(jì)沖擊力的汽車車道荷載頻遇值，頻遇值系數(shù)為1.0。計(jì)算撓度值不應(yīng)超過(guò)表4.1-2規(guī)定的限值。表4.1-2豎向撓度限值橋梁結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)支或連續(xù)桁架簡(jiǎn)支或連續(xù)板梁梁的懸臂端部斜拉橋主梁懸索橋加勁梁限值其計(jì)算結(jié)果如下：5~4#軸鋼箱梁主梁計(jì)算跨度為27629mm，其各項(xiàng)撓度結(jié)果如下：［f］恒=12.537mm［f］活=16.996mm≤f=L/500=55.258mm，撓度滿足規(guī)范要求。［f］=［f］恒+［f］活=29.533mm>L/1600=17.268mm恒載加活載產(chǎn)生的撓度大于限制要求，需設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度=［f］恒+1/2［f］活=21.035mm。則5~4#軸鋼箱梁設(shè)置預(yù)拱度為21.035mm拋物線型預(yù)拱度。4~3#軸鋼箱梁主梁計(jì)算跨度為26601mm，其各項(xiàng)撓度結(jié)果如下：［f］恒=9.200mm［f］活=14.734mm≤f=L/500=53.202mm，撓度滿足規(guī)范要求。［f］=［f］恒+［f］活=23.934mm>L/1600=16.625mm恒載加活載產(chǎn)生的撓度大于限制要求，需設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度=［f］恒+1/2［f］活=16.567mm。則4~3#軸鋼箱梁設(shè)置預(yù)拱度為16.567mm拋物線型預(yù)拱度。6~1#軸鋼箱梁主梁計(jì)算跨度為28759mm，其各項(xiàng)撓度結(jié)果如下：［f］恒=14.713mm［f］活=19.587mm≤f=L/500=57.518mm，撓度滿足規(guī)范要求。［f］=［f］恒+［f］活=34.300mm>L/1600=17.974mm恒載加活載產(chǎn)生的撓度大于限制要求，需設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度=［f］恒+1/2［f］活=24.507mm。則6~1#軸鋼箱梁設(shè)置預(yù)拱度為24.507mm拋物線型預(yù)拱度。1~2#軸鋼箱梁主梁計(jì)算跨度為25532mm，其各項(xiàng)撓度結(jié)果如下：［f］恒=6.122mm［f］活=12.863mm≤f=L/500=51.064mm，撓度滿足規(guī)范要求。［f］=［f］恒+［f］活=18.985mm>L/1600=15.958mm恒載加活載產(chǎn)生的撓度大于限制要求，需設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度=［f］恒+1/2［f］活=12.554mm。則1~2#軸鋼箱梁設(shè)置預(yù)拱度為12.554mm拋物線型預(yù)拱度。4~1#軸鋼箱梁主梁計(jì)算跨度為28316mm，其各項(xiàng)撓度結(jié)果如下：［f］恒=13.621mm［f］活=12.781mm≤f=L/500=56.632mm，撓度滿足規(guī)范要求。［f］=［f］恒+［f］活=26.402mm>L/1600=17.698mm恒載加活載產(chǎn)生的撓度大于限制要求，需設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度=［f］恒+1/2［f］活=20.012mm。則4~1#軸鋼箱梁設(shè)置預(yù)拱度為20.012mm拋物線型預(yù)拱度?；l計(jì)算結(jié)果基頻計(jì)算結(jié)果采取Lanczos分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)20階振型，計(jì)算得到結(jié)構(gòu)一階自振頻率為3.49Hz。結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，人行天橋鋼箱梁強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范要求。

人行天橋下部結(jié)構(gòu)計(jì)算固結(jié)墩計(jì)算執(zhí)行規(guī)范：《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50936-2014)，下文簡(jiǎn)稱《鋼管混凝土規(guī)范》1設(shè)計(jì)資料1.1計(jì)算截面1.2已知條件(1)截面參數(shù)鋼管外直徑D(mm)820鋼管壁厚t(mm)14.0鋼管材料焊接鋼管鋼管鋼材牌號(hào)Q345混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50柱條件無(wú)側(cè)移框架柱柱長(zhǎng)l(mm)7300柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ2.00長(zhǎng)細(xì)比容許值80.000(2)荷載及設(shè)計(jì)參數(shù)軸力N(kN)1650.00柱頂彎矩M1(kN.m)1944.00柱底彎矩M2(kN.m)1944.00剪力V(KN)420.00自動(dòng)計(jì)算剪跨√組合水平地震力ㄨ結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ01.11.3計(jì)算內(nèi)容(1)柱截面參數(shù)計(jì)算(2)柱截面構(gòu)造驗(yàn)算(3)柱軸向受壓承載力驗(yàn)算(4)柱受剪承載力驗(yàn)算(5)柱軸壓比計(jì)算2計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果2.1柱截面參數(shù)計(jì)算(1)全截面面積A:(2)核心區(qū)混凝土半徑rc:(3)鋼管內(nèi)的核心混凝土橫截面面積Ac:(4)鋼管的橫截面面積Aa:(5)偏心距e0:柱端彎矩絕對(duì)值較大值M:軸向壓力偏心距：2.2柱截面構(gòu)造驗(yàn)算(1)徑厚比:依據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》4.3.1：鋼管直徑不宜小于168mm，壁厚不宜小于3mm。D≥168,t≥3,滿足構(gòu)造要求《鋼管混凝土規(guī)范》4.1.6條：受壓為主的鋼管混凝土構(gòu)件，D/t不應(yīng)大于135×235/fy；受彎為主的鋼管混凝土構(gòu)件，D/t不應(yīng)大于177×235/fy受壓為主：徑厚比滿足構(gòu)造要求受彎為主：徑厚比滿足構(gòu)造要求(2)套箍指標(biāo):0.5≤θ≤2.0,滿足構(gòu)造要求(3)長(zhǎng)細(xì)比:鋼管截面慣性矩:鋼管內(nèi)混凝土截面慣性矩:回轉(zhuǎn)半徑:長(zhǎng)細(xì)比:依據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》4.1.7，柱的長(zhǎng)細(xì)比不宜大于表4.1.7的限值。長(zhǎng)細(xì)比≤80,滿足構(gòu)造要求2.3柱軸向受壓承載力驗(yàn)算根據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》表6.1.2:混凝土強(qiáng)度等級(jí)=C50時(shí),強(qiáng)度等級(jí)系數(shù):α=2.000,套箍指標(biāo)界限值:1/(α-1)2=1.000;(1)軸心受壓短柱的承載力設(shè)計(jì)值:θ=0.950≤1/(α-1)2=1.000,按《鋼管混凝土規(guī)范》式6.1.2-2計(jì)算:(2)考慮柱身彎矩分布梯度影響的等效長(zhǎng)度系數(shù)(《鋼管混凝土規(guī)范》6.1.6條):無(wú)側(cè)移框架柱:(3)柱的等效計(jì)算長(zhǎng)度(《鋼管混凝土規(guī)范》式6.1.5):(4)長(zhǎng)細(xì)比影響的承載力折減系數(shù):4<Le/D=17.805≤30，依據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》式6.1.4-2計(jì)算:(5)偏心率影響的承載力折減系數(shù):e0/rc=2.975＞1.55，依據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》式6.1.3-3計(jì)算:(6)按軸心受壓柱考慮的承載力折減系數(shù)(《鋼管混凝土規(guī)范》6.1.4條~6.1.6條):軸心受壓柱和桿件:4<Le0/D=17.805≤30，依據(jù)《鋼管混凝土規(guī)范》式6.1.4-2計(jì)算:(7)軸向受壓承載力設(shè)計(jì)值(《鋼管混凝土規(guī)程》式6.1.2-1):(8)驗(yàn)算(《鋼管混凝土規(guī)范》6.1.1條):γ0×N=1.100×1650.000=1815.000kN≤Nu=2841.156kN,滿足設(shè)計(jì)要求2.4柱受剪承載力驗(yàn)算(1)計(jì)算剪跨:a1/D=4628.571/820=5.645≥2,a2/D=4628.571/820=5.645≥2，無(wú)需計(jì)算受剪，截面滿足設(shè)計(jì)要求2.5柱軸壓比計(jì)算花瓶墩計(jì)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG