飛燕式全焊鋼桁連續(xù)梁人行橋設計

【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計借鑒。

【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。現(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，將實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計理念一致，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)設計

3.1 主桁設計

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。邊支點桁梁高3.0m，跨中桁梁梁高3.5m，中支點桁梁高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)點板通過做大弦桿腹板形成，取消了傳統(tǒng)意義的節(jié)點板。橋面系由橋面橫、縱梁及防腐木鋪裝組成。

3.2主要桿件應力計算

利用空間有限元程序MIDAS建立空間模型，全橋模型見圖3。

1）應力驗算：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)護成本較低等特點。

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、動力及穩(wěn)定性計算，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計借鑒。

參考文獻：

[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)細節(jié)設計[M].成都：西南交通大學出版社.

作者簡介：

劉逵，工程師，工學碩士，現(xiàn)于珠海市規(guī)劃設計研究院從事市政路橋工程設計。