【摘要】珠海市尖峰大橋東側(cè)新建一座飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行橋,通過有限元計(jì)算分析,表明該橋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),可供同類鋼桁梁人行橋設(shè)計(jì)借鑒。
【關(guān)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(cè),連接南側(cè)廣場公園及北側(cè)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(jié)構(gòu)。
2、桁架形式的確定
人行橋采用鋼桁架結(jié)構(gòu),鋼桁架結(jié)構(gòu)具有:1)現(xiàn)代感強(qiáng),將實(shí)用功能與景觀功能和諧的融為一體;2)鋼桁架結(jié)構(gòu)因構(gòu)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)采用無豎桿的三角形為基本梁式(見圖2),結(jié)構(gòu)受力合理,線型簡潔、流暢。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 主桁設(shè)計(jì)
主體結(jié)構(gòu)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(diǎn)桁梁高3.0m,跨中桁梁梁高3.5m,中支點(diǎn)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(jié)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(diǎn)板通過做大弦桿腹板形成,取消了傳統(tǒng)意義的節(jié)點(diǎn)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(yīng)力計(jì)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(yīng)力驗(yàn)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(fēng)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(yīng)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(jié)構(gòu)的豎向剛度滿足規(guī)范要求,且具有較高的豎向剛度。
3)動(dòng)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(jié)構(gòu)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(hù)成本較低等特點(diǎn)。
結(jié)語:
人行橋采用飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁結(jié)構(gòu),通過靜力、動(dòng)力及穩(wěn)定性計(jì)算,表明該橋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),可供同類鋼桁梁人行橋設(shè)計(jì)借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范(CJJ69-95) [S].
[2]趙庭衡.橋梁鋼結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社.
作者簡介:
劉逵,工程師,工學(xué)碩士,現(xiàn)于珠海市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院從事市政路橋工程設(shè)計(jì)。