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1、轩辕湖公园人行木栈道设计说明1. 基本资料1.1主要技术指标桥跨布置：标准跨径4.0 m,设计选择计算跨径4.0m；设计荷载:人群荷载据城市桥梁设计荷载标准取5.0 kN/m2，栏杆水平荷载2.5kN/m2； 桥面宽度：净1.6m+2X0.10m护栏；桥面净高：最小净高为2.81m。1.2材料规格及布置a. 挑梁焊接工字钢截面，梁长1.8m,截面尺寸为200X250X10X10mm,悬挑方式：在焊接 工字钢挑梁的一端焊接420X410X 12mm的钢板，采用化学定型锚栓工字钢挑梁固定在观景 平台翼墙和中华路桥桥台上，以此作为承担木纵梁荷载的下部结构。b. 木纵梁矩形截面，标准梁长4.0 m,斜
2、梯梁长5.5m，截面尺寸为200 X 200m m,采用欧洲赤松, 强度等级TC17，每个跨径布置3根木梁。与挑梁的连接方式为：在工字钢挑梁上翼缘板上 面焊接角钢，采用铁木螺栓连接，将木纵梁固定在工字钢挑梁上翼缘上。c. 栏杆桥面横向两侧设防腐木栏杆，栏杆高度1.2m，栏杆立柱截面尺寸为150X150m m,间 距2.0m,用欧洲赤松，强度等级TC17，采用角钢和螺栓将栏杆立柱固定在木纵梁上。d铺装铺装采用5cm厚的防腐木条，强度等级TC13的俄罗斯樟子松，采用螺钉将铺装固定在 木木纵梁上。e.化学定型锚栓及螺栓本栈道挑梁的锚固采用喜利得化学定型锚栓，规格为M16X250mm,其材料应符合喜
3、利得公司所出的官方性能标准；木纵梁和焊接工字钢挑梁连接采用十字槽半沉头木螺钉 GB952-86 8X80m m,栏杆立柱与木纵梁连接采用半圆头方颈螺栓GB12-88 M16X200mm。2. 结构验算2.1荷载计算a. 自重栏杆：(0.15X0.15X1.2X3+0.08X0.1X5X4)X7.5三5=0.36kN/m铺装木条：0.05 X 1.8 X7.5=0.68kN/m木纵梁：0.2X0.2X3X7.5=0.9 kN/m焊接工字钢挑梁：0.0063X78.5= 0.50 kN/mb. 活载人群：5.0X16=8.0 kN/m2.2木纵梁木纵梁按简支梁计算，其中中梁相当于两个边梁受荷面积之
4、和，选取中梁为设计木纵梁。 木材强度设计值调整系数：1.1X0.9X1.0=0.99,木材弹性模量调整系数：0.85X1.05=0.8925； 防腐木 TC17：抗弯 fm=0.99X 17=16.83 N/mm2,抗剪 fv=0.99X 1.6=1.58 N/mm2，弹性模量 E=0.85 X1.05X 10000=8925 N/mm2。a.抗弯验算跨中弯矩设计值M=1.2X(0.36+0.68+0.9) +1.4X8.0三2 X4X4三8=13.6kNmMwn13.6 x 106 x 6200 x 200 x 200=10.2 N/mm2 16.83 N/mm2满足要求，此处未考虑栈道上铺
5、板的有利作用，最小安全系数为1.6。b.抗剪验算最大支点剪力设计值V=1.2X(0.36+0.68+0.9) +1.4X8.0三2X4=27.1kN_ 1.01N/mm21.58 N/mm2VS _ 27.1 x 103 x 100 x 200 x 50 x 12200 x 200 x 200 x 200 x 200满足要求，此处未考虑栈道上铺板的有利作用，最小安全系数为1.5。本设计采用角钢和螺栓将栏杆立柱固定在木纵梁上，栓孔据支座处较近，对木纵梁 抗剪能力有削弱，此处按规范进行木纵梁实际的抗剪承载能力抗剪验算。剪力设计值 V=27.1X 190三200=25.8 kN，M16 螺栓挖孔 1
6、8mm。图1.1木梁与栏杆连接构造图3V3 x 25.8 x 103200x . ()_x () _ 1.44 N/mm21.58 N/mm22bh h2 x 200 x 164164n n此处未考虑栈道上铺板的有利作用，满足规范要求。C.挠度验算此处未考虑栈道上铺板的有利作用，选取中梁为设计木纵梁。5ql 4384El_ 13.9mm5 x (0.36 + 0.68 + 0.9 + 8.0) 一 2 x 103 x 40004 x 12384 x 8925 x 2004规范要求挠度限值w=l/250=4000/250=16m m,满足规范要求,2.3焊接工字钢挑梁焊接工字钢梁按悬臂梁计算，采
7、用Q345B钢材，抗弯f=310 N/mm2,抗剪fv=180N/mm2, 弹性模量 E=206000 N/mm2。图1.2挑梁构造图a.抗弯强度验算悬臂端弯矩设计值 M=1.2X(0.36+0.68+0.9+0.5) +1.4X8.0 X4X0.9=50.9kNmMx-Y Wx nx50.9 x 1061.05 x 542180=89.5 N/mm2310 N/mm2 满足要求。b.抗剪强度验算最大剪力设计值V=1.2X (0.36+0.68+0.9+0.5) +1.4X8.0) X4=56.6kNVSItw56.6 x 103 x 3200 x 10067772500 x 10=26.7
8、N/mm2180 N/mm2 满足要求。c. 局部承压强度验算在木纵梁和挑梁连接处，挑梁受集中荷载，按规范验算局部承压强度。申 F 1.0 x 56.6 x 103 =39.1N/mm2310 N/mm2t l10 x 200w zd. 整体稳定验算l1/b1=180/20=9,荷载作用在上翼缘，按规范可不计算挑梁的整体稳定性。e. 挠度验算ql 4w = 一8EI56.6 x 103 x 180038 x 206000 x 67772500=3.1mm,满足规范要求。f. 预拱度设置按规范恒载加1/2活载的计算挑梁端部挠度。ql4(0.36 + 0.68 + 0.9 + 0.5 + 0.5
9、x 8.0) x 4 x 103 x 18003w = 1.4 mm8EI8 x 206000 x 67772500变形较小，经考虑可不设置预拱度。2.4栏杆栏杆立柱截面尺寸为150X150mm,间距按最大2.5m计，高度1.2m，防腐木材强度等 级TC17，栏杆水平荷载为2.5kN/m2，立柱可看作和木纵梁固结，按悬臂梁考虑。悬臂端最大弯矩设计值M=2.5 X 2.5X1.05=6.6 kNmMWn6.6 x 106 x 6=11.7 N/mm2 16.83N/mm2150 x 1502满足要求，最小安全系数为1.44。2.5化学定型锚栓连接本栈道挑梁的锚固采用喜利得HVA化学定型锚栓，规格
10、为M16，据喜利得公司官方公 布锚栓性能可得M16基本设计参数：拉力N设计值34.7kN,剪力设计值V设计值34.6 kN。图1.3挑梁锚栓布置图图a.抗拉验算挑梁悬臂端最大弯矩设计值为46.35 kNm,为安全考虑，此弯矩设计值连接板中性轴以上锚栓受拉承担，设每根锚栓受拉力为N则：M56.6N = 21.8kN2.5 X 5=12.5 kN，木纵梁的水平抗推力满足要求，但考虑随着木螺钉会在荷载作用下松动，建议在栈道两 侧的焊接工字钢挑梁和木纵梁交界处加焊钢板，此处木纵梁适当开槽，最终将木纵梁卡在挑 梁上，以抵抗水平推力。2.7栏杆立柱和木纵梁连接为抵抗栏杆的水平推力，栏杆立柱与木纵梁连接采用
11、半圆头方颈螺栓GB12-88 M16X 200mm，在木纵梁的下部适当开槽，安装螺栓配套的的螺母，一侧螺栓受拉，具体连接如下。 图查相关规范，C级M16螺栓抗拉设计值ftb=170 N/mm2,抗剪设计值fb=140 N/mm2。1.5栏杆立柱与木纵梁连接图a.抗拉验算栏杆立柱悬臂端最大弯矩设计值M=2.5X 2.5X1.05=6.6 kNm,每个螺栓抗拉力F,M 6.6F = 19.2kNV3.14X 16X 16 三 4X 170 三 1000=34.2 kN,4Ed4 x 0.086满足要求，最小安全系数为1.78。对全桥进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算，包括：挑梁及连接处强度、挑 梁变形、木纵梁自身及连接处强度、木纵梁变形、栏杆立柱强度等，经计算，上述各项内容 均满足要求，设计安全储备较高，设计满足要求。
