钢桁架结构在人行天桥中的应用.pdf

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1、桥梁工程器8ridgeEngineedng钢桁架结构在人行天桥中的应用刘晓捷，邵忠民，乔宇(北京市市政专业设计院股份公司，北京100037)摘要：传统的梁式结构往往不能满足跨度较大的人行桥对自振频率的使用要求，因此钢桁架结构逐步出现在北京城，由此而带来的大跨度桁架与自振频率、杆件的不同布置形式与自振频率、不同杆件截面与自振频率相互关系等问题的出现，因此，以Sap2000作为有限元分析软件，对连续桁架梁和简支桁架梁进行计算模拟，得出了不同结构体系与桥梁自振频率关系和不同腹杆布置形式、不同截面形状的情况下，桥梁与强度、刚度、自振频率、舒适感的相互关系；提出了钢桁架梁在人行桥领域应用时需要注意的事

2、项。关键词：人行天桥；钢桁架；钢结构中图分类号：U448．2l1文献标志码：B文章编号：1009—7767(2012)06—0037—05ApplicationofSteelTrussStructureinFootbridgeLiuXiaojie，ShaoZhongmin，QiaoYu随着我国城市快速交通的发展，城市快速路、高速架：2片平行主桁间设置稳定性的“K”型横撑；跨度为公路、轨道交通的网络系统逐步完善，人行过街系统(11．5+21．2+29．7+19．7)m，桥宽6．01TI，桥下净空5．0m。也在不断发展，其中人行桥发展最快，分布最广，在一1．2人行天桥计算模型些快速交通系统中，对

3、人行过街桥跨越能力的要求已钢桁架桥承受竖向荷载经南桥面板一纵梁一横越来越高当道路中央及隔离带不具备设置墩柱时传梁一主桁一支座一桥墩(或桥台)的顺序传到基础l1l。统的梁式结构已不能满足跨度增大后自振频率的使根据这个顺序，天桥的主桁为主要受力构件，计算时用要求，因此钢桁架结构逐步在北京城出现。然而，钢可以把桥梁的恒载和人群活载简化为集中力，施加在桁架杆件的不同布置方式、不同截面以及连续或简支主桁的节点上。主桁节点处杆件连接按理想铰接考虑，的不同体系都与白振频率、行人舒适性有关。所有杆件只承受轴向力，此时计算模型只考虑平面内钢桁架结构与钢箱梁结构相比具有承载能力大、计算。但是节点在实际中是通过节

4、点板将杆件连接起刚度大、跨越能力大、行人舒适感强等特点，且同样具来，这样铰接点实际变成刚性连接，杆件由于竖向荷有结构加T质量易于控制、施_丁吊装方便等优点。载的影响往往变成了受弯构件．受弯时杆件引起端弯北京现已修建的钢桁架人行桥有多座，笔者认为矩，产生二次应力。此时计算结果需要用三维立体模其结构体系、腹杆的布置方式、杆件的截面形状等因型进行验算，并对结果进行比较。素，对桥的强度、刚度、振动特性以及行人舒适感的影1．2．1设计标准f1响值得探讨、比较，以便合理设计。下面拟通过“西客1)设计人群荷载按CJJ69—95《城市人行天桥与人站”和“翠林小区”人行桥T程进行分析行地道技术规范》第3．1．

5、3．1条，取5．0kPa；1西客站连续钢桁架人行桥2)净空为5．0111；1．1工程概况3)地震基本烈度8级，地震动峰值加速度0．20g，北京西客站人行过街天桥为4跨连续下承式钢桁不考虑土层地震液化问题。架桥，主桥桁架采用上下弦杆平行结构，上下弦杆之1．2．2方案确立间设置圆形钢管作为腹杆，腹杆设有斜杆和竖杆；主桁1．2．2．1方案一架之间设置水平连接的平纵联杆、桥面板组成立体桁人行天桥跨越莲花池东路．与西客站北广场钟楼2012卑第6期(11一)第30巷席荭投木37器桥梁工程BridgeEngineering相衔接，采用4跨连续桁架梁桥结构。考虑到整个桥大竖向挠度考虑，桁架不应超过1／800

6、t。与地形的景观协调性和地下管线分部情况。同时还要③结构应力：钢桁架杆件的长细比按照文献[3]和满足道路两侧行人过街的需要，将跨径布置为(11．5+[4]选取。21．2+29．7+19．7)1TI，桥梁横断面0．51TI(主桁片和栏杆)+西客站人行过街天桥主桁为华伦桁架，各杆件主5．0121(行人通行宽度)+0．51TI(主桁片和栏杆)。要承受轴向力作用，采用杆单元模拟弦杆及腹杆，在杆桥梁上部结构为空间桁架梁，由2片主桁构成，斜件长细比满足规范要求时，二次应力占总应力不足5％，腹杆和竖杆在立面呈三角形布置。在支撑处及各跨跨故所有节点均采用铰接，进行平面内受力计算。工况中位置，横桥向交叉布置“

7、K”型横撑杆以增强结构的分析是第一工况为结构自重，第二工况为人群荷载。稳定性。2)用Sap2000建立西客站人行过街天桥计算模型，由于地理位置的限制，桥面高程与钟楼及路北侧其中：商业楼二层顺接，同时满足桥下净空及行人通行净高要①方案一有杆单元共计80个，节点42个。求，桁架采用弦杆平行下承式结构，主桁桁高为4．0m，弦杆轴向最大拉力208．3kN，出现在中墩处，最大桁架宽度6133，节间长度约3．7m(受跨径