钢箱梁人行天桥主桥及下部结构计算报告.pdf

1、 锦江绿道(一期)中心城区段(金声路-长久桥、青少年活动中心-槐树街、兴安桥-九眼桥)建设项目 跨北三环慢行桥工程 主桥主桥及下部结构及下部结构计算报告计算报告 二二二一二一年年五五月月 锦江绿道(一期)中心城区段(金声路-长久桥、青少年活动中心-槐树街、兴安桥-九眼桥)建设项目 跨北三环慢行桥工程 主桥主桥及下部结构及下部结构计算报告计算报告 计算：复核：审核：二二二一二一年年五五月月 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1 1 页页 共共 8989页页 目目 录录 第 1 章 结构设计基本参数.6 1.1 结构设计.6 1.2 主要施工方法.6 1.3

2、 主要技术标准.6 1.4 计算依据规范.7 1.5 主要材料及性能指标.7 1.6 作用.8 1.7 作用组合.9 第 2 章 第一联（2 31m）连续钢箱梁.11 2.1.结构计算模型.11 2.1.1 计算模型.11 2.1.2 上部结构有效截面计算.11 2.2.强度验算.13 2.3.加劲肋验算.14 2.3.1 顶底板加劲肋.14 2.3.2 腹板加劲肋.14 2.3.3 支承加劲肋.15 2.4.结构变形.16 2.4.1 挠度验算.16 2.4.2 预拱度设置.16 2.5.基频检算.16 2.6.支反力及倾覆检算.17 第 3 章 第二联（3 29m）连续钢箱梁.19 3.1

3、.结构计算模型.19 3.1.1 计算模型.19 3.1.2 上部结构有效截面计算.19 3.2.强度验算.21 3.3.加劲肋验算.22 3.3.1 顶底板加劲肋.22 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2 2 页页 共共 8989页页 3.3.2 腹板加劲肋.22 3.3.3 支承加劲肋.23 3.4.结构变形.24 3.4.1 挠度验算.24 3.4.2 预拱度设置.24 3.5.基频检算.24 3.6.支反力及倾覆检算.25 第 4 章 第三联（44+43.8+45m）连续钢箱梁.27 4.1.结构计算模型.27 4.1.1 计算模型.27 4.

4、1.2 上部结构有效截面计算.27 4.2.强度验算.29 4.3.加劲肋验算.30 4.3.1 顶底板加劲肋.30 4.3.2 腹板加劲肋.30 4.3.3 支承加劲肋.31 4.4.结构变形.32 4.4.1 挠度验算.32 4.4.2 预拱度设置.32 4.5.基频检算.33 4.6.支反力及倾覆检算.33 第 5 章 第四联（35+45+45m）连续钢箱梁.35 5.1.结构计算模型.35 5.1.1 计算模型.35 5.1.2 上部结构有效截面计算.35 5.2.强度验算.37 5.3.加劲肋验算.38 5.3.1 顶底板加劲肋.38 5.3.2 腹板加劲肋.38 5.3.3 支承加

5、劲肋.39 5.4.结构变形.40 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第3 3 页页 共共 8989页页 5.4.1 挠度验算.40 5.4.2 预拱度设置.40 5.5.基频检算.41 5.6.支反力及倾覆检算.41 第 6 章 第五联（2x35+23m）连续钢箱梁.43 6.1.结构计算模型.43 6.1.1 计算模型.43 6.1.2 上部结构有效截面计算.43 6.2.强度验算.45 6.3.加劲肋验算.46 6.3.1 顶底板加劲肋.46 6.3.2 腹板加劲肋.46 6.3.3 支承加劲肋.47 6.4.结构变形.48 6.4.1 挠度验算.4

6、8 6.4.2 预拱度设置.49 6.5.基频检算.49 6.6.支反力及倾覆检算.49 第 7 章 第六联（31.5+49+46.5m）连续钢箱梁.52 7.1.结构计算模型.52 7.1.1 计算模型.52 7.1.2 上部结构有效截面计算.52 7.2.强度验算.54 7.3.加劲肋验算.56 7.3.1 顶底板加劲肋.56 7.3.2 腹板加劲肋.56 7.3.3 支承加劲肋.56 7.4.结构变形.57 7.4.1 挠度验算.57 7.4.2 预拱度设置.58 7.5.基频检算.58 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第4 4 页页 共共 898

7、9页页 7.6.支反力及倾覆检算.59 第 8 章 A 匝道（2x22.5m）连续钢箱梁.61 8.1.结构计算模型.61 8.1.1 计算模型.61 8.1.2 上部结构有效截面计算.61 8.2.强度验算.63 8.3.加劲肋验算.64 8.3.1 顶底板加劲肋.64 8.3.2 腹板加劲肋.64 8.3.3 支承加劲肋.65 8.4.结构变形.66 8.4.1 挠度验算.66 8.4.2 预拱度设置.66 8.5.基频检算.67 8.6.支反力及倾覆检算.67 第 9 章 B 匝道（1x22m）简支钢箱梁.69 9.1.结构计算模型.69 9.1.1 计算模型.69 9.1.2 上部结构

8、有效截面计算.69 9.2.强度验算.71 9.3.加劲肋验算.72 9.3.1 顶底板加劲肋.72 9.3.2 腹板加劲肋.72 9.3.3 支承加劲肋.72 9.4.结构变形.73 9.4.1 挠度验算.73 9.4.2 预拱度设置.74 9.5.基频检算.74 9.6.支反力及倾覆检算.74 第 10 章 下部结构验算.76 10.1.桥墩.76 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第5 5 页页 共共 8989页页 10.1.1 交界墩-5#墩.76 10.1.2 普通墩-7#墩.78 10.1.3 普通墩-6#墩.80 10.1.4 大跨-16#墩

9、.82 10.2.承台.84 10.2.1 承台承载力验算.84 10.3.桩基.85 10.3.1 单桩受压承载力验算.85 10.3.2 使用阶段裂缝宽度验算.86 10.3.3 单桩容许承载力验算.86 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第6 6 页页 共共 8989页页 第 1 章 结构设计基本参数 1.1 结构设计 本工程为位于锦江公园九里堤景区，长久桥西侧，北三环公园集群核心位置，为增强三环内外两侧慢行系统及锦江两岸滨水绿廊联系，及串连欢乐里、摄影公园、临水雅苑三个片区的重要通道。本次设计涉及跨三环路及府河桥，平面整体呈直线+曲线布置，设计范围

10、仅包含主线桥梁及挡墙段，匝道桥梁段及挡墙段。受所跨线路及管线等因素控制，主线桥梁跨径为：231+329+(43.8+44+45)（跨越三环路）+(34+46+45)+235+23+（31.5+49+46.5）（跨越府河）=626.8m；A 匝道桥跨径为：222.5=45m；B 匝道桥跨径为：122=22m。全线桥梁采用 Q355C钢箱结构。主线及匝道桥下部构造均为钢筋混凝土 V 型墩，下接承台；基础均采用钻孔灌注桩基础。主线纵坡最大为3.48%，最小为0.615%，最小凸曲线半径为1500m。匝道：最大纵坡11.05%；最小凸曲线半径为 245.782m。1.2 主要施工方法 工厂预制钢构件节

11、段，现场吊装、支架拼接施工方法。1.3 主要技术标准 1)道路等级：一级绿道。2)规划宽度：净宽 6m。3)桥梁结构设计基准期：100 年；4)桥梁结构设计使用年限：主体结构：100 年；可更换部件：15 年。5)桥梁结构设计安全等级：一级。6)引桥桥面全宽 4.5m，净宽 4m；主桥桥面全宽 6.5m，净宽 6m。7)桥下机动车道净高不小于 5m（跨三环路桥按 5.5m 预留），非机动车道净高不小于 3.5m，人行道净高不小于 2.5m。8)桥面横坡：主线标准断面横坡为双向 1.5%（结构找坡）；锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第7 7 页页 共共 8

12、989页页 匝道横坡为单向 1.5%（结构找坡）。9)环境类别：类。10)设计洪水频率：根据行洪论证结果，跨府河主桥桥址处设计洪水为：P0.5%，1/200洪水位 513.09m。11)设计荷载：活载：人群荷载5kN/m2；非动车荷载（0.6 倍城B 级荷载）检算；栏杆：竖向荷载：1.2kN/m；水平向外荷载：2.5kN/m；装饰网壳：12kN/m；温度变化：按规范取值；设计风速：百年一遇（24.5m/s）。12)抗震设防标准：抗震基本烈度为 7 度，地震动峰值加速度为 0.10g，特征周期为 0.45s，抗震设防类别为乙类。1.4 计算依据规范 1、城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）

13、（2019 版）2、公路工程技术标准（JTG B01-2014）3、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D3362-2018）5、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG 3363-2019）6、城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）7、公路桥梁抗风设计规范（JTG/T 3360-01-2018）8、公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）1.5 主要材料及性能指标（1）混凝土：桥墩采用混凝土强度等级为C40，承台及桩基采用C35砼，容重为26kN/m3，线膨胀系数 ac=1.0e-5（1/C），泊松比为 nc=0

14、.2。表表 1.3-1 混凝土强度标准值和设计值混凝土强度标准值和设计值(MPa)锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第8 8 页页 共共 8989页页（2）钢筋：混凝土结构采用 HRB400、HPB300 钢筋，弹性模量 Es=2.0e5MPa。表表 1.3-2 普通钢筋强度标准值和设计值普通钢筋强度标准值和设计值(MPa)（3）钢主梁：钢主梁钢材等级为 Q355C，容重为 78.5kN/m3，弹性模量 Es=2.06e5MPa，剪切模量 G=79e3MPa，线膨胀系数 ac=1.2e-5（1/C），泊松比为 nc=0.3。表表 1.3-3 钢材的强度设计

15、值钢材的强度设计值(MPa)1.6 作用 1、恒载 结构分析按空间杆系单元模拟，按纵横梁体系建模，除梁体纵向加劲肋外，横向加劲肋与其他加劲肋横隔板，桥面铺装、人行道、栏杆等附属结构及管线均不考虑参与受力，仅作为外荷载考虑，结构自重由程序内部自动考虑以外，其它结构恒载加载方式如下：1）主梁 主梁采用全截面建模，结构自重由程序内部自动考虑，横隔板及其加劲肋按节点荷载施加于相应位置。2）其它 5mm 桥面铺装纵向集度为 23 0.005 6.5=53.82 kN/m。梁体翼缘装饰+光彩照明线缆等 0.5 kN/m。栏杆 0.8kN/m/侧。强度种类 强度等级 轴 心 抗压强度标准值 fck 轴 心

16、抗拉强度标准值 ftk 轴 心 抗压强度设计值 fcd 轴 心抗拉强度设计值 ftd 弹性模量 Ec C40 26.8 2.40 18.4 1.65 3.25x104 C35 23.4 2.20 16.1 1.52 3.15x104 强度种类 强度等级 抗 拉 强 度标准值 fsk 抗压强度标准值 fsk 抗拉强度设计值 fsd 抗压强度设计值 fsd HRB400 400 400 330 330 HPB300 300 300 250 250 钢材 母材及一级、二级焊缝 抗拉、抗压和抗弯 fd，fwd 三级焊缝 抗拉 fwtd 母材及焊缝 抗剪 fvd，fwvd 端面承压(刨平顶紧)fcd 牌

17、号 厚度(mm)Q355 16 275 235 160 355 1640 270 230 155 355 4063 260 220 150 355 6380 250 215 145 355 80100 245 210 140 355 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第9 9 页页 共共 8989页页 压重荷载：铁砂砼按 40KN/m3，素砼按 25KN/m3计算。2、活载 1）移动荷载 移动荷载按人群荷载5kN/m2及非动车荷载分别单独计算，不进行组合，采用最不利值进行检算。非动车荷载按城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）（2019 版）规定取为城

18、B 级荷载，主线横桥向布置 1 条车道荷载，匝道按 1 条车道荷载考虑，并考虑车道布载横向折减系数。2）人群荷载 人群荷载 5kN/m2。3）温度荷载 设计基准温度：20；体系升温按 25计，降温按 25计；梯度温度：铺装厚度 5mm，考虑顶板5温差效应。4）风荷载 横桥向风压根据公路桥梁抗风设计规范计算，取地面 10m 高度处基本风速 24.5m/s；桥上有车时，桥面最大风速 25m/s。场地类别 B 类，地表粗糙度系数=0.16。5）其他 设计水平荷载 2.5kN/m，竖向荷载 1.2kN/m。3、支座沉降 支座沉降按 5mm 考虑。1.7 作用组合 1）钢结构 强度验算 钢结构依据公路钢

19、结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）中第 4.2.1 条按下式进行桥梁承载能力极限状态强度验算：?g0SdRd 荷载组合采用 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）中第 4.1.5 条作用的基本组合。刚度验算 根据公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）中第 4.2.3 条，计算竖向挠度时，应锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1010 页页 共共 8989页页 按结构力学的方法并应采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值，频遇值系数为 1.0。稳定性验算 按公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）中第 4.2.2 条执行。

20、2）混凝土结构 混凝土结构根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）中第 3.1.4 条，根据不同设计情况进行承载能力极限状态和（或）正常使用极限状态设计。承载能力极限状态设计是采用公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）中第 4.1.5 条作用的基本组合进行验算；正常使用极限状态按 4.1.6 条作用的频遇组合或准永久组合进行验算。弹性阶段截面应力验算，各作用采用标准值，作用分项系数取为 1.0。3）作用组合施加 对于钢结构及混凝土结构作用组合均由 Midas Civil 软件按照公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）自动生成，其各作用分项系数及组合系数均与规范一

21、致。锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1111 页页 共共 8989页页 第 2 章 第一联（231m）连续钢箱梁 2.1.结构计算模型 2.1.1 计算模型计算模型 利用 Midas Civil 软件建立梁单元模型，全桥共分 59 个节点，46 个单元。分别对主梁施加单元荷载模拟一期恒载和二期恒载，按照车道荷载模拟活载作用，并按照一次落架计算结构内力。支座活动方向设置为沿曲线切线和垂线方向。模型视图如下。图图 2.1.1 空间有限元模型空间有限元模型（梁高（梁高 1.4m）2.1.2 上部结构上部结构有效截面计算有效截面计算 1、考虑剪力滞影响有效 公

22、路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）第 5.1.8 条规定，钢翼缘有效宽度可采用下列方法确定。对于 I 形，形和箱形梁，当计算其应力和变形时，翼缘有效宽度 be按下式计算。iiib 0.051.1 2 0.050.300.15 0.30.50eeesisisbbbbbbbb=,(5.1.83)iiii2b 0.021.063.24.5 0.020.30(0.15 0.30eeesisiiiisibbbbbbbbb=+=,5.1.84)式中：be翼缘有效宽度；b 腹板间距的 1/2，或翼缘外伸肢为伸臂部分的宽度；锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第

23、第1212 页页 共共 8989页页 等效跨长；有效截面宽度计算如下表所示：表表 2.1.2-1 主梁主梁有效有效截面截面宽度宽度（mm）梁段编号 适用公式 等效跨径 外伸翼缘有效宽度计算 腹板单侧顶缘有效宽度计算 腹板单侧底缘有效宽度计算 b1 be1 折减系数 b2 be2 折减系数 b3 be3 折减系数 5.1.8-3 24800 1015 1015 1.00 2218 2043 0.92 1771 1695 0.96 5.1.8-4 12400 1015 841 0.83 2218 1401 0.63 1771 1695 0.96 2、局部稳定折减系数 受压翼缘有效宽度还应按照公路钢

24、结构桥梁设计规范第 5.1.7 的相关规定考虑局部稳定引起的有效宽度折减。表表 2.1.2-2 局部稳定折减计算表局部稳定折减计算表 子项 单位 主梁 顶板 底板 屈服强度 fy Mpa 355 355 弹性模量 E Mpa 2.06E+05 2.06E+05 板厚 t mm 12 12 纵向加劲肋判别（0-刚性，1-柔性）0 0 1-无纵横加劲肋或由刚性加劲肋分割成的三边简支一边自由板元；3 3 2-无纵横加劲肋或由刚性加劲肋分割成四边简支板元；3-对纵向加劲肋等间距布置且无横向加劲肋或设置刚性横向加劲肋的加劲板；4-对纵横向加劲肋等间距布置的加劲板；屈曲系数 k 4 4 刚性加劲肋局部稳定

25、计算宽度 mm 500 500 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1313 页页 共共 8989页页 柔性加劲肋局部稳定计算宽度 mm 4000 4000 加劲板局部稳定计算宽度 bp 500 500 相对宽厚比 p 0.91 0.91 0 0.406 0.406 轴心受压板段或板元的局部稳定折减系数 0.57 0.57 主梁受拉侧有效截面选取考虑剪力滞影响后有效截面，受压侧取为同时考虑剪力滞影响主梁受拉侧有效截面选取考虑剪力滞影响后有效截面，受压侧取为同时考虑剪力滞影响及局部稳定影响后有效截面。及局部稳定影响后有效截面。2.2.强度验算 计算应力时，根

26、据各部件截面计算结构的应力，再考虑截面进行剪力滞效应和局部稳定折减乘以放大系数，得出各截面设计应力值。本桥按照 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）进行荷载组合，得到最不利基本组合下钢梁正应力及剪应力如下图所示。图图 2.2.1-1 非机动车工况非机动车工况基本组合下基本组合下主梁主梁正应力包络图正应力包络图（MPa）图图 2.2.1-2 非机动车工况非机动车工况基本组合下基本组合下主梁主梁剪应力包络图剪应力包络图（MPa）图图 2.2.1-3 人群人群工况基本组合下主梁正应力包络图工况基本组合下主梁正应力包络图（MPa）锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结

27、构计算书 第第1414 页页 共共 8989页页 图图 2.2.1-4 人群人群工况基本组合下主梁剪应力包络图工况基本组合下主梁剪应力包络图（MPa）基本组合下，钢主梁上缘最大压应力为0=1.11.53121MPa=203.6MPa（受压）；最大拉应力为0=1.11.2195.3MPa=126.8MPa（受拉），均小于 270Mpa，满足规范要求。基本组合下，钢主梁主梁最大剪应力为0=1.154.5=60.0MPa，不大于 160Mpa，满足规范要求。2.3.加劲肋验算 2.3.1 顶底板加劲肋顶底板加劲肋 按照公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.1.6 条验算顶底板的加劲肋

28、刚度，主梁跨中附近顶板为受压板，中支点附近底板为受压板，顶底板加劲肋均为刚性加劲肋。2.3.2 腹板加劲肋腹板加劲肋 本桥各构件腹板加劲肋最小厚度均满足 公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3条第 1 款要求；半隔板（腹板刚性横肋）间距 1.5m，小于腹板高度 1.5 倍，满足公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3 条第 2 款要求。腹板加劲肋刚度按公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3 条第 3 款验算，验算结果如下表所示。表表 2.3.2-1 腹板纵向加劲肋刚度验算表格腹板纵向加劲肋刚度验算表格 项目 符号 单位 纵梁腹板

29、加劲方式（0-单侧，1-双侧）0 纵向加劲肋腹板高度 hl mm 140 纵向加劲肋腹板厚度 tl mm 12 纵向加劲肋翼缘宽度 tb1 mm 0 纵向加劲肋翼缘厚度 tbt1 mm 0 单根纵向加劲肋面积 As,l mm2 1680 单根纵向加劲肋对加劲板的抗弯惯矩 Il 10976000 个数 n 1 腹板高度（同一板厚取大值）hw mm 1376 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1515 页页 共共 8989页页 腹板厚度 tw mm 14 横向加劲肋间距 a mm 1500 中间参数 l 2.388 限值 l*hw*tw3 Mm4 90162

30、28 结论 OK 2.3.3 支承加劲肋支承加劲肋 依据公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.4 条对支点进行端部承压及抗压强度验算，验算结果如下表所示。表表 2.3.3 支承加劲肋验算表格支承加劲肋验算表格 项目 符号 单位 边墩支座 中墩支座 支座反力设计值 Rv（kN）1705 2259.4 支承加劲肋厚度 （mm）20 20 支承加劲肋宽度 （mm）600 600 支承加劲肋数量 （mm）4 4 支座加劲肋面积之和 As（mm2）48000 48000 腹板（隔板）厚度 tw（mm）30 30 腹板局部承压有效计算宽度 Beb（mm）584 584 上支座宽度 B（

31、mm）500 500 下翼板厚度 tf（mm）12 12 支座垫板厚度 tb（mm）30 30 腹板（隔板）有效宽度 Bev（mm）1220 1220 支撑加劲肋对数 ns 2 2 支撑加劲肋间距 bs（mm)500 500 Rv0/（As+Beb*tw）29 38 端面承压强度设计值 fcd 355 355 端面承压验算 OK OK 2Rv0/（As+Bev*tw）44 59 抗压强度设计值 fd（Mpa）270 270 抗压强度验算 OK OK 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1616 页页 共共 8989页页 2.4.结构变形 2.4.1 挠度验

32、算挠度验算 图图 0.4.1-1 恒载主梁挠度（恒载主梁挠度（mm）图图 0.4.1-2 非机动车工况非机动车工况主梁挠度（主梁挠度（mm）图图 0.4.1-3 人群工况人群工况主梁挠度（主梁挠度（mm）公路钢结构桥梁设计规范 第 4.2.3 条规定由不计冲击力的汽车车道荷载引起的连续钢梁桥竖向挠度不应超过计算跨径的 1/500。最大活载竖向挠度 22mm31000/500=62mm，刚度满足要求。2.4.2 预拱度设置预拱度设置 公路钢结构桥梁设计规范第 4.2.4 条钢桥应设置预拱度，预拱度大小应视实际需要而定，宜为结构自重标准值加 1/2 车道荷载频遇值产生的挠度值，频遇值系数为 1.0

33、。主跨恒载的跨中挠度为 13mm，活载的跨中挠度为 22mm。预拱度应保持桥面曲线平顺，经计算主跨跨中处预拱度为 13+0.5x22=24mm，主梁其他节点预拱度设置值详见相关图纸。2.5.基频检算 桥跨结构模型同样采用空间静力分析的模型，采用多重 Ritz 向量法实施特征值求解。结构一阶竖向基频为 3.74Hz。锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1717 页页 共共 8989页页 图图 0.5.1 结构一阶竖向基频结构一阶竖向基频（Hz）2.6.支反力及倾覆检算 图图 0.6.1 支点编号支点编号 表表 0.6.1 支反力汇总支反力汇总（kN）节点 荷

34、载 反力 1000 1.2 恒+1.4 活(最大)1300.2 1134.3 1001 650.6 640.8 1002 1881.4 1312.6 1003 1466.5 980.4 1004 873.5 794.8 1005 1054.6 878.5 1000 1.0 恒+1.0 活(最大)1012.4 893.9 1001 513.3 506.3 1002 1463.5 1057.2 1003 1129.5 782.3 1004 682.6 626.4 1005 817.6 691.8 1000 1.0 恒+1.4 活(最大)1174.5 1008.7 1001 575.5 565.7

35、1002 1729.4 1160.5 1003 1361.0 875.0 1004 786.9 708.2 1005 963.4 787.3 1000 1.2 恒+1.4 活(最小)344.3 381.4 1001-22.0 149.4 1002 551.4 547.6 1003 271.4 342.0 1004 217.7 316.5 1005 193.4 253.5 1000 1.0 恒+1.0 活(最小)386.0 412.5 1001 45.5 168.0 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第1818 页页 共共 8989页页 1002 530.6

36、 527.9 1003 285.1 335.5 1004 262.0 332.6 1005 241.9 284.8 1000 1.0 恒+1.4 活(最小)365.5 402.6 1001 1.8 173.3 1002 583.7 580.0 1003 296.0 366.6 1004 227.3 326.1 1005 206.3 266.3 本桥设计支点范围本桥设计支点范围 C20 混凝土压重混凝土压重并采用拉压支座抵抗支点负反力，以抵抗结构倾覆，并采用拉压支座抵抗支点负反力，以抵抗结构倾覆，具体设计详见相关图纸具体设计详见相关图纸。锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁

37、结构计算书 第第1919 页页 共共 8989页页 第 3 章 第二联（329m）连续钢箱梁 3.1.结构计算模型 3.1.1 计算模型计算模型 利用 MidasCivil 软件建立梁单元模型，全桥共分 79 个节点，62 个单元。分别对主梁施加单元荷载模拟一期恒载和二期恒载，按照车道荷载模拟活载作用，并按照一次落架计算结构内力。支座活动方向设置为沿曲线切线和垂线方向。模型视图如下。图图 3.1.1 空间有限元模型空间有限元模型（梁高（梁高 1.4m，1.42.4m）3.1.2 上部结构上部结构有效截面计算有效截面计算 1、考虑剪力滞影响有效 公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）

38、第 5.1.8 条规定，钢翼缘有效宽度可采用下列方法确定。对于 I 形，形和箱形梁，当计算其应力和变形时，翼缘有效宽度 be按下式计算。iiib 0.051.1 2 0.050.300.15 0.30.50eeesisisbbbbbbbb=,(5.1.83)iiii2b 0.021.063.24.5 0.020.30(0.15 0.30eeesisiiiisibbbbbbbbb=+=,5.1.84)式中：be翼缘有效宽度；锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2020 页页 共共 8989页页 b 腹板间距的 1/2，或翼缘外伸肢为伸臂部分的宽度；等效跨长；

39、有效截面宽度计算如下表所示：表表 3.1.2-1 主梁主梁有效有效截面截面宽度宽度（mm）梁段编号 适用公式 等效跨径 外伸翼缘有效宽度计算 腹板单侧顶缘有效宽度计算 腹板单侧底缘有效宽度计算 b1 be1 折减系数 b2 be2 折减系数 b3 be3 折减系数 5.1.8-3 23200 1015 1015 1.00 2218 2015.7 0.91 1771 1678 0.95 17400 1015 998.1 0.98 2218 1874.3 0.85 1771 1588 0.90 5.1.8-4 11600 1015 826.7 0.81 2218 1358.9 0.61 1771

40、1198 0.68 11600 1015 826.7 0.81 2218 1358.9 0.61 1771 1198 0.68 2、局部稳定折减系数 受压翼缘有效宽度还应按照公路钢结构桥梁设计规范第 5.1.7 的相关规定考虑局部稳定引起的有效宽度折减。表表 3.1.2-2 局部稳定折减计算表局部稳定折减计算表 子项 单位 主梁 顶板 底板 屈服强度 fy Mpa 355 355 弹性模量 E Mpa 2.06E+05 2.06E+05 板厚 t mm 12 12 纵向加劲肋判别（0-刚性，1-柔性）0 0 1-无纵横加劲肋或由刚性加劲肋分割成的三边简支一边自由板元；3 3 锦江绿道(一期)中

41、心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2121 页页 共共 8989页页 2-无纵横加劲肋或由刚性加劲肋分割成四边简支板元；3-对纵向加劲肋等间距布置且无横向加劲肋或设置刚性横向加劲肋的加劲板；4-对纵横向加劲肋等间距布置的加劲板；屈曲系数 k 4 4 刚性加劲肋局部稳定计算宽度 mm 500 500 加劲板局部稳定计算宽度 bp 500 500 相对宽厚比 p 0.91 0.91 0 0.406 0.406 轴心受压板段或板元的局部稳定折减系数 0.57 0.57 主梁受拉侧有效截面选取考虑剪力滞影响后有效截面，受压侧取为同时考虑剪力滞影响主梁受拉侧有效截面选取考虑剪力滞影

42、响后有效截面，受压侧取为同时考虑剪力滞影响及局部稳定影响后有效截面。及局部稳定影响后有效截面。3.2.强度验算 计算应力时，根据各部件截面计算结构的应力，再考虑截面进行剪力滞效应和局部稳定折减乘以放大系数，得出各截面设计应力值。本桥按照 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）进行荷载组合，得到最不利基本组合下钢梁正应力及剪应力如下图所示。图图 3.2.1-1 非机动车工况基本组合下主梁正应力包络图非机动车工况基本组合下主梁正应力包络图（MPa）图图 3.2.1-2 非机动车工况基本组合下主梁剪应力包络图非机动车工况基本组合下主梁剪应力包络图（MPa）图图 3.2.1-3 人群工况基本

43、组合下主梁正应力包络图人群工况基本组合下主梁正应力包络图（MPa）锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2222 页页 共共 8989页页 图图 3.2.1-4 人群工况基本组合下主梁剪应力包络图人群工况基本组合下主梁剪应力包络图（MPa）基本组合下，钢主梁上缘最大压应力为0=1.11.53101.6MPa=171.0MPa（受压）；最大拉应力为0=1.11.2197.2MPa=129.4MPa（受拉），均小于不大于 270Mpa，满足规范要求。基本组合下，钢主梁主梁最大剪应力为0=1.154.7=60.2MPa，不大于 160Mpa，满足规范要求。3.3.

44、加劲肋验算 3.3.1 顶底板加劲肋顶底板加劲肋 按照公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.1.6 条验算顶底板的加劲肋刚度，主梁跨中附近顶板为受压板，中支点附近底板为受压板，顶底板加劲肋均为刚性加劲肋。3.3.2 腹板加劲肋腹板加劲肋 本桥各构件腹板加劲肋最小厚度均满足 公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3条第 1 款要求；半隔板（腹板刚性横肋）间距 1.5m，小于腹板高度 1.5 倍，满足公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3 条第 2 款要求。腹板加劲肋刚度按公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.3 条第

45、3 款验算，验算结果如下表所示。表表 3.3.2-1 腹板纵向加劲肋刚度验算表格腹板纵向加劲肋刚度验算表格 项目 符号 单位 纵梁腹板 加劲方式（0-单侧，1-双侧）0 纵向加劲肋腹板高度 hl mm 140 纵向加劲肋腹板厚度 tl mm 12 纵向加劲肋翼缘宽度 tb1 mm 0 纵向加劲肋翼缘厚度 tbt1 mm 0 单根纵向加劲肋面积 As,l mm2 1680 单根纵向加劲肋对加劲板的抗弯惯矩 Il 10976000 个数 n 1 腹板高度（同一板厚取大值）hw mm 1376 腹板厚度 tw mm 14 锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第23

46、23 页页 共共 8989页页 横向加劲肋间距 a mm 1500 中间参数 l 2.388 限值 l*hw*tw3 Mm4 9016228 结论 OK 3.3.3 支承加劲肋支承加劲肋 依据公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）5.3.4 条对支点进行端部承压及抗压强度验算，验算结果如下表所示。表表 3.3.3 支承加劲肋验算表格支承加劲肋验算表格 项目 符号 单位 边墩支座 中墩支座 支座反力设计值 Rv（kN）2744.5 2267.1 支承加劲肋厚度 （mm）20 20 支承加劲肋宽度 （mm）600 600 支承加劲肋数量 （mm）4 4 支座加劲肋面积之和 As（mm2

47、）48000 48000 腹板（隔板）厚度 tw（mm）30 30 腹板局部承压有效计算宽度 Beb（mm）584 584 上支座宽度 B（mm）500 500 下翼板厚度 tf（mm）12 12 支座垫板厚度 tb（mm）30 30 腹板（隔板）有效宽度 Bev（mm）1220 1220 支撑加劲肋对数 ns 2 2 支撑加劲肋间距 bs（mm)500 500 Rv0/（As+Beb*tw）46 38 端面承压强度设计值 fcd 355 355 端面承压验算 OK OK 2Rv0/（As+Bev*tw）71 59 抗压强度设计值 fd（Mpa）270 270 锦江绿道(一期)中心城区段建设项

48、目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2424 页页 共共 8989页页 抗压强度验算 OK OK 3.4.结构变形 3.4.1 挠度验算挠度验算 图图 3.4.1-1 恒载主梁挠度（恒载主梁挠度（mm）图图 3.4.1-2 非机动车工况非机动车工况主梁挠度（主梁挠度（mm）图图 3.4.1-3 人群工况人群工况主梁挠度（主梁挠度（mm）公路钢结构桥梁设计规范 第 4.2.3 条规定由不计冲击力的汽车车道荷载引起的连续钢梁桥竖向挠度不应超过计算跨径的 1/500。最大活载竖向挠度 21mm29000/500=58mm，刚度满足要求。3.4.2 预拱度设置预拱度设置 公路钢结构桥梁设计规范第

49、 4.2.4 条钢桥应设置预拱度，预拱度大小应视实际需要而定，宜为结构自重标准值加 1/2 车道荷载频遇值产生的挠度值，频遇值系数为 1.0。主跨恒载的跨中挠度为 14mm，活载的跨中挠度为 21mm。预拱度应保持桥面曲线平顺，经计算主跨跨中处预拱度为 14+0.5x21=25mm，主梁其他节点预拱度设置值详见相关图纸。3.5.基频检算 桥跨结构模型同样采用空间静力分析的模型，采用多重 Ritz 向量法实施特征值求解。结锦江绿道(一期)中心城区段建设项目跨北三环慢行桥工程 桥梁结构计算书 第第2525 页页 共共 8989页页 构一阶竖向基频为 4.0Hz。图图 3.5.1 结构一阶竖向基频结

50、构一阶竖向基频（Hz）3.6.支反力及倾覆检算 图图 3.6.1 支点编号支点编号 表表 3.6.1 支反力汇总支反力汇总（kN）节点 荷载 反力 1000 1.2 恒+1.4 活(最大)1814.3 1621.6 1001 489.5 569.9 1002 2319.0 1890.5 1003 2277.4 1878.9 1004 1811.6 1363.6 1005 1676.6 1218.4 1006 731.8 700.0 1007 2670.7 2423.2 1000 1.0 恒+1.0 活(最大)1440.1 1302.4 1001 409.1 466.6 1002 1875.5