人行桥专题静力分析与验算

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1、人行桥的常见结构形式钢桁架结构钢箱梁结构石拱桥结构吊杆拱桥斜拉桥悬索桥人行桥的功能l 休闲观光功能：作为驻足、休闲场所，提供独特的视点。不同的桥梁形态结合两侧不同的景色，创造丰富的桥梁场所体验。l 商业文化功能：连接商铺，吸引人们去观光和购物，大大激发商业活力。l 象征功能：具有象征的力量和高质量的视觉形象，成为一个地区、一座城市甚至一个国家的标志。我国在上世纪 80 年代左右开始进行城市人行桥的建设，发展初期人行天桥的设计主要以缓解交通压力。在经济发展迅速的今天，现代城市中桥的角色已经远远超过了其基本功能，对城市人行桥的功能提出更多的要求。成都春熙路商业街著名的人行桥地标新加坡“DNA”双螺

2、旋桥成都“莫比乌斯环”五岔子大桥越南岘（xin）港“佛手”桥南京青奥文化体育公园步行桥“南京眼”咸阳沣河“平沙落雁”桥张家界大峡谷玻璃桥“云天渡”各式各样的城市人行天桥l 城市人行天桥，为适应如今复杂的交通情况，呈现出各式各样的结构形式。人行桥的发展趋势l 结构越来越复杂随着功能需求（交通、商业、景观、休闲）越来越高，人行桥结构形式越来越复杂，空间效应明显，二维平面解析计算已经满足不了计算精度的要求，同时也满足不了设计周期的要求。杭州湾乍浦九龙山海边：空间预应力索结构大桥-通天桥人行桥的发展趋势l 规范要求越来越明确公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范JTG 3362-2018未来规范可能会标准化

3、有限元模型的模拟方法人行桥的结构分析l 三维有限元分析的必要性midas Civil在人行地标桥梁的应用人行桥的结构分析l 三维有限元分析的必要性苏通大桥虎门二桥南京长江三桥重庆菜园坝大桥广东范和港大桥佛山东平大桥天津奉化桥广西贵港市东环郁江特大桥人行桥的常见形式 桥 是 一 种 跨 越，是 对 滚 动 或 凝 滞 的 跨 越 式 挑 战，和 以 弧 线 形 的 力，优 美 地 显 现 出 来 的 胜 利。桥 是 一 种 缓 冲，是 对 两 个 相 互 对 峙 力 量 的 一 种 精 明 和 成 功 的 谈 判，及 谈 判 后 的 握 手。桥 是 一 种 平 衡，是 对 两 个 相 互 距 离

4、，和 隔 膜 闲 置 于 岁 月 的 对 手，抑 或 情 人 一 个 献 身 式 的 平 衡 摘 自 诗 人 叶 文 福 为 杜 桥 诗 选 抚 摸 往 事 序1人行桥设计规范2钢箱梁人行天桥分析设计3预应力混凝土人行桥分析设计4其他人行桥简介目录CONTENTS1.人行桥设计规范1.参考规范1.城市人行天桥与人行地道技术规范CJJ69-952.城市桥梁设计规范CJJ11-2011（2019）3.公路桥涵设计通用规范JTG D60-20154.钢结构设计规范GB50017-20175.公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-866.公路钢结构桥设计规范JTG D64-20157.公路钢筋混

5、凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG 3362-20188.钢-混凝土组合桥梁设计规范GB50917-20139.公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64-01-201510.公路桥涵地基与基础设计规范3363201911.公路桥梁抗震设计规范JTG/T 2231-01-202012.城市桥梁抗震设计规范CJJ 166-20112.城市人行桥新规范3.荷载组合城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ69-951.0.5 公路钢结构桥梁应按公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）的要求，考虑设计状况并开展相应的极限状态设计。5.1.2 作用组合（其中汽车荷载应计入冲击作用）的效应设计

6、值，按公路桥涵设计通用规范(JTG D602015)的规定计算。公路钢结构桥设计规范JTG D64-2015公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG 3362-201810.0.1 桥梁设计采用的作用应按永久作用、可变作用、偶然作用分类。除可变作用中的设计汽车荷载与人群荷载外，作用与作用效应组合均应按现行行业标准公路桥涵设计通用规范JTG D60的有关规定执行。城市桥梁设计规范CJJ 11-2011（2019版）思考：人行天桥设计，人行荷载的组合系数应取多少？4.人群荷载设计值城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95城市桥梁设计规范CJJ 11城市桥梁设计准则CJJ11-93公

7、路桥涵设计通用规范JTGD60-2015影响线分析（移动荷载加载）4.人群荷载设计值22.533.544.55050100150200城市人行桥城市桥梁人行道公路人行桥公路桥梁人行道当人行专用桥面宽度4m/城市桥人行道单侧2m时4.人群荷载设计值城市桥梁人行道程序自动计算城市专用非机动车桥城市专用人行桥需手动计算人行线荷载集度直接填写公路专用人行桥公路桥梁人行道程序自动计算需手动计算人行线荷载集度直接填写需手动计算人行线荷载集度直接填写wp取单侧人行道全宽wp取桥梁全宽一半B取桥梁全宽一半宽度输单侧人行道全宽人行桥荷载集度取3.5KN/m2宽度取桥梁全宽城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ

8、69-955.收缩徐变的计算4.2.11 混凝土的收缩应变和徐变计算应按现行行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62 的规定计算。城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）6.温度作用城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-954.2.15 2.计算混凝土结构和钢结构桥梁因均匀温度作用和梯度温度引起的效应时，可执行现行行业标准公路桥涵设计通用规范JTG D60的相关规定。3.计算钢-混凝土组合桥梁因均匀温度作用和梯度温度引起的效应时，可按现行国家标准钢-混凝土组合桥梁设计规范GB 50917的相关规定。城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）7.风荷载的计算城

9、市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-954.2.14 风荷载的计算应按现行行业标准公路桥涵设计通用规范JTG D60和公路桥梁抗风设计规范JTG/T D60-01执行。天桥设置标志牌、雨棚等附属设施时，应考虑其风荷载作用。城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）8.地震作用的计算城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95公路人行桥参考公路桥梁抗震设计规范JTG/T 2231-01-20204.2.16 地震作用的计算应符合现行行业标准城市桥梁抗震设计规范CJJ 166的规定，并计算静载与1.0kN/m人群荷载组合。城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）899.汽车撞击

10、力城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）10.荷载作用计算小结l 荷载组合公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015l 人群荷载城市：城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95公路：公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015l 收缩徐变公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG 3362-2018l 风荷载公路桥梁抗风设计规范JTG/T 3360-01-2018公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015l 地震作用城市：城市桥梁抗震设计规范CJJ 166-2011公路：公路桥梁抗震设

11、计规范JTG/T 2231-01-2020l 汽车撞击城市：城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95公路：公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015l 其他作用可按公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015计算荷载效应及组合11.人行天桥设计验算公路钢结构桥设计规范JTG D64-2015l天桥采用钢筋混凝土、预应力混凝土结构时，应符合现行行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62的规定；l采用钢结构时，应符合现行行业标准公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025的规定；l采用钢-混凝土组合结构时，应符合现行国家标准钢-混凝土组合桥梁设计规范GB 50917的规

12、定；l采用铝合金结构时，应符合现行国家标准铝合金结构设计规范GB50429有关规定。城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）12.人行天桥设计验算l4.4.3 天桥上部结构，由人群荷载计算的最大竖向挠度，不应超过下列允许值：梁板式结构 L/600 梁板式悬臂结构 L1/300 桁架、拱结构 L/800 索结构 L/400 铝合金桁架结构 L/600 铝合金桁架悬臂端 L1/300 注：L为计算跨径；L1为悬臂长度。城市人行天桥与城市地道桥技术规范CJJ 69-95城市人行天桥与人行地道技术规范(征求意见稿）l4.4.9 天桥结构设计宜进行环

13、境荷载对结构影响的分析，并应按4.5节相关条款进行人致振动及舒适度的验算。2.人行钢箱梁桥1.工程概况 某城市人行桥，主体采用（2x30m）连续钢箱梁结构，梁高1.0m，两侧设置梯道，梁高0.6m。天桥桥面宽度：主桥4米，梯道3米 主梁材料：Q345，桥面铺装材料为：C30细石砼+缸砖 截面：主梁采用斜腹板箱形断面，单箱双室，梯道采用单箱单室。人群荷载：4.0KN/m2立 面11112.项目实景图3.钢箱梁常见的结构形式l匝道等窄桥单梁l多主梁式结构l单箱多室宽桥梁格体系梁格体系/板梁体系难度系数1.有限元建模1.Civil的分析设计流程分析结果内力应力变形反力结构刚度边界条件荷载材料、截面、

14、节点单元外部边界，内部边界自重、二期预应力荷载收缩徐变温度荷载支座沉降移动荷载设计结果承载能力正常使用弹性阶段建模流程PSCRC/S施工成桥求解前处理分析后处理验算2.材料l 采用CDN验算需要将材料定义为JTG D64-2015（s）3.截面l 采用CDN验算需要将截面定义为钢梁截面4.节点、单元l 通过CAD dxf文件快速导入生成节点单元 模型拼接时注意节点的合并5.恒荷载l 隔板：-1.4KN/ml 铺装：-13.1KN/ml 整体升温：20l 整体降温：-20l 梯度升温l 梯度降温5.温度荷载l 定义温度荷载英国规范（BS5400）对温度梯度的规定梯度升温梯度降温5.温度荷载l B

15、S5400规范温度梯度6.移动荷载定义车道定义车辆类型移动荷载工况l 三步定义移动荷载l 人群荷载的车轮间距可输入为零6.移动荷载1111定义人群荷载集度 人群荷载：4.0KN/m2W=(5-2*(30-20)/80)*(20-2)/20)=4.275KN/m27.支座沉降沉降荷载工况定义沉降组Tips：1.沉降输入负值。2.每个墩定义一个沉降组。3.程序会对各个沉降组进行排列组合8.结果对比-1500-1000-5000500100015002000161116212631364146人行静活载人行移动荷载最大值人行移动荷载最小值34%27%l 静活载vs移动荷载 由于移动荷载采用影响线分析

16、，进行最不利布载。本案例主梁最大正弯矩相对于静活载大约30%。其误差不可忽视！8.结果对比l 是否考虑梯道对振动的影响2.设计验算Civil+CDN的设计循环设计循环数据导入设计验算结果查看参数调整模型更新运行分析建立模型生成计算书OKNGCivil：运行分析PSC/设计CDN直接启动CDN建立设计项目直接启动CDN并执行一键设计将Civil中更新的分析结果同步到CDN导出模型的MCT文件和分析结果的mrb文件CDN中的设计验算CDN：模型导入导入Civil的模型和分析结果在已导入模型的前提下，仅导入分析结果文件19l 按公路钢结构桥梁设计规范进行验算CDN中的设计验算CDN中的设计验算3.预应力混凝土人行桥1.工程概况某人行桥，主体采用（27m+35m+27m）三跨预应力连续箱梁结构，主桥上设凸型竖曲线R=600m。横断面布置为：0.5m(栏杆、挡坎及路肩)+5m(人行道)+0.5m(栏杆、挡坎及路肩)，桥面铺装厚度为810.7cm。主梁材料为：C50，桥面铺装材料为：C30施工方法：在支架上现浇连续箱梁，箱梁施工完成后拆除临时支架并落梁。预应力：箱梁钢束采用7j15.24钢绞线，钢