钢桁架梁桥设计介绍

钢桁架梁桥设计介绍（共3篇）

钢桁架梁桥设计介绍 篇1

钢桁架加劲梁桥面板施工方法分析

在大跨度悬索桥钢桁架加劲梁桥面板的.施工过程中.桥面板在加劲梁的何位置开始安装、分几个方向安装、分几次循环安装以及安装时加劲梁采用何种支承方式,关系到结构的设计成桥状态是否能实现、施工中结构安全是否有保障、成桥后结构受力状况等多方面.是悬索桥施工中重点研究的问题.以西藏芒康县境内的角笼坝大桥为实例,对钢桁架加劲梁桥面板的7种吊装施工方法进行了分析计算,并对结果进行了分析比较.

作 者：陈刚毅 作者单位：湖北省交通规划设计院,武汉,430051刊 名：交通科技英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：桥面板 施工方法 悬索桥 钢桁架 加劲梁

钢桁架梁桥设计介绍 篇2

随着市政交通网络的覆盖,越来越多的人行天桥、立交桥出现在了城市交通密集的地区,不仅解决了行人过街的安全问题,同时加强了建筑物之间的联系。钢结构以其强度高、重量轻等优点,被广泛运用于城市桥梁和大跨度公路桥梁中。黄翊对钢结构在人行天桥应用中的优势进行了研究[1]。他通过将现浇混凝土结构、钢桁架结构的两种不同的结构形式的人行天桥作比较,提出钢结构应用于大中跨度天桥具有极强的优越性,并总结了钢结构应用于人行天桥的施工技术要点。王升堂结合钢结构自身的受力特点,对钢结构人行天桥在市政工程中的实际应用进行了研究;他结合建造美国华盛顿州西雅图海边的钢结构人行天桥Helix Bridge的难点问题,总结和阐述了钢结构在解决人行天桥问题中发挥的作用以及钢结构人行天桥施工的要点[2]。笔者依据城市人行天桥的相关设计规则[3],对济南市润华汽车城处待建人行天桥进行了结构计算分析与设计,对钢结构人行天桥的实际应用进行了推广。

2 工程概述

润华汽车城人行天桥位于济南市经十西路主干道,附近有两个居住小区,人流、车流量都很大,是为了解决行人过街问题和保障行人过街安全而设置的跨路人行桥。人行天桥在设计构思时,考虑到地处润华汽车销售商业圈和中国重汽集团驻地,采用金属感强、浑厚坚韧和硬朗的桥型,整体效果如图1所示。

该桥采用跨径23m+35m+20.5m三跨钢桁架桥,桥面净宽3.8m,桥下净高5m,造型高4.5m,自动扶梯宽1.2m,自行车坡道与梯道宽3.5m。

3 结构选型

3.1 基本参数

1)结构布置图

该桥采用跨径23m+35m+20.5m三跨钢桁架桥,依照相关规范[4,5]进行结构布置。结构布置详见图2所示。

2)构件截面形式

腹杆系杆件截面,除中间支座处交叉腹杆为HW200×200×8×12,其余HN200×100×5.5×8,材料Q235B。上平联杆件截面,弦杆口340×200×12×10,材料Q345B;横杆和斜杆均根据文献的相关规定[6,7],经计算,桥体所受荷载情况如下:为HN200×100×5.5×8,材料Q235B。下平联杆件截面,弦杆口340mm×200mm×16mm×12mm,材料Q345B;横杆为H200×150×6×8,材料Q235B。

3.2 计算模型

利用3D3S9.0软件,建立了空间三维计算模型。杆件全部采用杆单元,钢管柱下部与桩承台刚接,上部与桁架铰接。图3给出了有限元建立的空间计算模型示意图。

4 静力计算与分析

4.1 荷载取值

4.1.1 永久荷载

天桥顶板恒载标准值:1.00k N/m2(不含结构自重);

桥面恒载标准值:2.50k N/m2(桥面铺装,不含结构自重);

4.1.2 活荷载

天桥顶板活载标准值:0.50k N/m2;

桥面活载标准值:5.00k N/m2(人群荷载)。

4.1.3 雪荷载

基本雪压:0.40k N/m2。

4.1.4 风荷载

基本风压:0.45k N/m2。

4.1.5 温度作用

温度作用:按升温25℃,降温25℃考虑。

4.1.6 地震作用

地震作用:地震烈度7度(设计地震基本加速度0.10g,第二组)。

自重由程序自动考虑,其它荷载直接手工导到杆件和节点上,然后再进行空间结构分析。

4.2 荷载组合

计算时主要考虑以下荷载组合:

1)1.20恒载+1.40风载工况

2)1.20恒载+1.40活载工况+1.40×0.60风载工况

3)1.20恒载+1.40×0.70活载工况+1.40风载工况

4)1.20恒载+1.40活载工况+1.40×0.80温度荷载

5)1.20恒载+1.40×0.29活载工况+1.30水平地震

5 计算结果及设计验算

5.1 内力计算结果及验算

通过计算分析,构件在各种荷载组合工况下,最不利内力设计值和验算均满足规范要求。表1给出部分构件在各种荷载组合工况下的最不利内力设计值和验算结果。表中轴力以拉为正、压为负。

5.2 位移计算结果

在人群荷载作用下,桥面最大竖向挠度为:14.9mm<l/600=35 000/600=58.3mm,满足规范要求。该人形桥竖向第一频率为0.125s,不会在人行走时产生共振,满足规范要求。

6 结语

钢结构人行天桥与公路桥有所不同,结构自重较轻,一方面导致人群荷载和恒荷载接近,容易导致行走时引起结构共振而产生较大晃动;另一方面风载下也容易振动。本设计采用钢桁架结构体系可以增大主体结构竖向和侧向刚度,减轻结构的振动。由于本结构造型需要,腹杆采用菱形,需将节点按刚接进行处理。

参考文献

[1]黄栩.钢结构在人行天桥应用中的优势[J].广西城镇建设,2009(5):82-84.

[2]王升堂.钢结构人行天桥的实际应用研究[J].桥梁与隧道工程,2011(19):112-114.

[3]CJJ69—1995城市人行天桥与人行地道技术规范[S].

[4]CJJ11—93城市桥梁设计准则[S].

[5]GB50017—2003钢结构设计规范[S].

[6]CJJ77—98城市桥梁设计荷载标准[S].

重型钢桁架设计技术总结 篇3

【关键词】跨度大；荷载大；工艺布置复杂

1. 引言

新疆准东煤田五彩湾矿区三号露天煤矿，原煤缓冲仓为直径均为36米，高度60米，单仓储量3万吨的4连个连续仓组成。仓顶运煤通廊宽14米，高9米，通廊底板标高50米，跨度36米，端部悬挑长度8.440米。每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，通廊顶部设2台6吨单轨吊，通廊底部设1台4吨单轨吊。本工程建筑抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组：第二组，场地类别为一类。雪荷载标准值 ：每平米0.8KN，基本风压：每平米0.6KN，楼面活荷载：每平米6KN。每个通廊由2榀钢桁架和与其上、下翼缘相连接的钢梁、水平支撑组成。本文重点探讨钢桁架的设计技术问题。

2. 结构形式的确定

2.1钢桁架形式的确定。仓顶钢结构常用的结构形式有：门式刚架、钢框架、钢桁架等。门式刚架是梁、柱单元构件的组合体。通长用于仓库或是吊车吨位较小的厂房类结构。对于竖向及水平向荷载较大的通廊则不适合。钢框架是多层钢结构建筑中采用最为广泛的主体结构体系，由钢梁和钢柱通过适当的方法连接而成。具有建筑平面布置灵活，能满足建筑大跨度、大空间要求，能适应各种使用功能的要求。但是对于本工程，因通廊跨度为36米，每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，采用钢框架结构显然不是最经济合理的方案。钢桁架结构主要是由轴心受力构件（拉杆和压杆）组成的格构式受弯构件/结构，广泛应运与各种大跨度、高耸的工程结构中。与实腹式受弯构件（如钢框架结构）相比，采用钢桁架可节省钢材且施工方便，结构的跨度或高度越大，优势就越明显。就本工程的实际特点而言，采用钢桁架是最合理的结构形式。

2.2桁架几何尺寸的确定。 钢桁架的高度首先需要满足工艺专业净高的要求，其次还要满足结构受力合理性的要求。钢桁架高度太小，则上、下弦杆截面会较大，钢桁架高度太大，则上、下弦杆截面会较小。选取较合适的钢桁架高度，则上、下弦杆截面也会合适。本工程还需考虑通廊楼面设备布置的要求。在满足通廊楼面设备布置要求（也就是上、下弦杆结节长度）、满足通廊楼面横梁（即与钢桁架下弦所连接的钢梁）与钢桁架连接节点设计的要求，及钢桁架斜腹杆与其上、下弦杆交角在35度～55度范围内的要求的前提下，经反复计算，最终确定的钢桁架几何尺寸高度为8.500米，总高为9.000米。

2.3钢桁架支座简支、滑动端的确定。通长钢桁架的支座端为简支端。简支端只传递竖向荷载和水平荷载。当桁架跨度较大时，为了释放由于温差产生的温度应力，一般将一端支座设为滑动端，让桁架在温度应力下能自由滑动。虽然本工程水平荷载较大（110吨），在水平荷载作用下，水平位移会很大。但是考虑到钢桁架跨度为36.000米，且新疆地区昼夜温差较大，最终将钢桁架左端支座设为滑动端，桁架右端支座设为简支端。水平荷载主要为自右向左的刮板机张紧力，将右端支座设为简支端，在其底部设抗剪键，水平力由抗剪键承担。滑动端采用长螺栓孔而不是滚轴支座，主要是考虑滚轴支座在很小的温度应力作用下就会滑移，而长螺栓孔，由于桁架底板与柱顶预埋件间存在摩擦力，在较小的温度应力作用下不会滑移，当温度应力较大时才会滑移。

2.4钢桁架连接节点。钢桁架上、下弦杆与立柱采用高强螺栓连接，为铰接节点。其余节点均采用焊接连接，为铰接节点。

2.5钢桁架上、下弦为焊接H型钢，竖腹杆及立杆为轧制H型钢，斜腹杆为热轧无缝钢管。钢桁架及通廊楼面钢梁、通廊屋面钢梁材质全部为Q345B，楼面支撑、屋面支撑、围护系统均采用Q235B钢材。

2.6通廊底板采用钢筋混凝土现浇楼板，通廊顶部及墙面采用保温彩钢板围护。

2.7钢桁架及楼面钢梁、屋面钢梁、钢筋混凝土现浇楼板均采用中国建筑科学研究院PKPM（2010版）系列软件进行结构计算。

2.8本工程设计中的难点。

2.8.1水平荷载大。一般走廊上面不作用水平荷载，即使有水平荷载也是很小的，往往只有几吨。本工程单个走廊上面的水平荷载为110吨，在保证走廊一端为水平滑动端的情况下，如何处理110吨的水平荷载是本工程的难点之一。本工程采用在走廊简支端支座设抗剪键的办法来抵消水平荷载。这样既保证了在温差较大的情况下，走廊能沿水平向自由伸缩，又解决掉了走廊上面作用的水平荷载传递问题。

2.8.2竖向荷载大。一般的走廊上面竖向荷载只有十几吨，荷载大的也就是几十吨。本工程走廊上面作用的竖向荷载重达450吨，远远大于常规走廊上面的竖向荷载。本工程采用加高走廊高度的办法来解决竖向荷载大的问题。通常走廊的跨高比取值范围为1/12～1/8，本工程走廊的跨高比取值为1/4。endprint

【摘要】文中主要介绍了新疆准东煤田五彩湾矿区三号露天煤矿原煤缓冲仓，仓顶钢结构的设计要点，针对其跨度大、荷载大、工艺布置复杂等特点，着重对结构形式的选择及设计中须注意的设计要点做了阐述。

【关键词】跨度大；荷载大；工艺布置复杂

1. 引言

新疆准东煤田五彩湾矿区三号露天煤矿，原煤缓冲仓为直径均为36米，高度60米，单仓储量3万吨的4连个连续仓组成。仓顶运煤通廊宽14米，高9米，通廊底板标高50米，跨度36米，端部悬挑长度8.440米。每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，通廊顶部设2台6吨单轨吊，通廊底部设1台4吨单轨吊。本工程建筑抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组：第二组，场地类别为一类。雪荷载标准值 ：每平米0.8KN，基本风压：每平米0.6KN，楼面活荷载：每平米6KN。每个通廊由2榀钢桁架和与其上、下翼缘相连接的钢梁、水平支撑组成。本文重点探讨钢桁架的设计技术问题。

2. 结构形式的确定

2.1钢桁架形式的确定。仓顶钢结构常用的结构形式有：门式刚架、钢框架、钢桁架等。门式刚架是梁、柱单元构件的组合体。通长用于仓库或是吊车吨位较小的厂房类结构。对于竖向及水平向荷载较大的通廊则不适合。钢框架是多层钢结构建筑中采用最为广泛的主体结构体系，由钢梁和钢柱通过适当的方法连接而成。具有建筑平面布置灵活，能满足建筑大跨度、大空间要求，能适应各种使用功能的要求。但是对于本工程，因通廊跨度为36米，每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，采用钢框架结构显然不是最经济合理的方案。钢桁架结构主要是由轴心受力构件（拉杆和压杆）组成的格构式受弯构件/结构，广泛应运与各种大跨度、高耸的工程结构中。与实腹式受弯构件（如钢框架结构）相比，采用钢桁架可节省钢材且施工方便，结构的跨度或高度越大，优势就越明显。就本工程的实际特点而言，采用钢桁架是最合理的结构形式。

2.2桁架几何尺寸的确定。 钢桁架的高度首先需要满足工艺专业净高的要求，其次还要满足结构受力合理性的要求。钢桁架高度太小，则上、下弦杆截面会较大，钢桁架高度太大，则上、下弦杆截面会较小。选取较合适的钢桁架高度，则上、下弦杆截面也会合适。本工程还需考虑通廊楼面设备布置的要求。在满足通廊楼面设备布置要求（也就是上、下弦杆结节长度）、满足通廊楼面横梁（即与钢桁架下弦所连接的钢梁）与钢桁架连接节点设计的要求，及钢桁架斜腹杆与其上、下弦杆交角在35度～55度范围内的要求的前提下，经反复计算，最终确定的钢桁架几何尺寸高度为8.500米，总高为9.000米。

2.3钢桁架支座简支、滑动端的确定。通长钢桁架的支座端为简支端。简支端只传递竖向荷载和水平荷载。当桁架跨度较大时，为了释放由于温差产生的温度应力，一般将一端支座设为滑动端，让桁架在温度应力下能自由滑动。虽然本工程水平荷载较大（110吨），在水平荷载作用下，水平位移会很大。但是考虑到钢桁架跨度为36.000米，且新疆地区昼夜温差较大，最终将钢桁架左端支座设为滑动端，桁架右端支座设为简支端。水平荷载主要为自右向左的刮板机张紧力，将右端支座设为简支端，在其底部设抗剪键，水平力由抗剪键承担。滑动端采用长螺栓孔而不是滚轴支座，主要是考虑滚轴支座在很小的温度应力作用下就会滑移，而长螺栓孔，由于桁架底板与柱顶预埋件间存在摩擦力，在较小的温度应力作用下不会滑移，当温度应力较大时才会滑移。

2.4钢桁架连接节点。钢桁架上、下弦杆与立柱采用高强螺栓连接，为铰接节点。其余节点均采用焊接连接，为铰接节点。

2.5钢桁架上、下弦为焊接H型钢，竖腹杆及立杆为轧制H型钢，斜腹杆为热轧无缝钢管。钢桁架及通廊楼面钢梁、通廊屋面钢梁材质全部为Q345B，楼面支撑、屋面支撑、围护系统均采用Q235B钢材。

2.6通廊底板采用钢筋混凝土现浇楼板，通廊顶部及墙面采用保温彩钢板围护。

2.7钢桁架及楼面钢梁、屋面钢梁、钢筋混凝土现浇楼板均采用中国建筑科学研究院PKPM（2010版）系列软件进行结构计算。

2.8本工程设计中的难点。

2.8.1水平荷载大。一般走廊上面不作用水平荷载，即使有水平荷载也是很小的，往往只有几吨。本工程单个走廊上面的水平荷载为110吨，在保证走廊一端为水平滑动端的情况下，如何处理110吨的水平荷载是本工程的难点之一。本工程采用在走廊简支端支座设抗剪键的办法来抵消水平荷载。这样既保证了在温差较大的情况下，走廊能沿水平向自由伸缩，又解决掉了走廊上面作用的水平荷载传递问题。

2.8.2竖向荷载大。一般的走廊上面竖向荷载只有十几吨，荷载大的也就是几十吨。本工程走廊上面作用的竖向荷载重达450吨，远远大于常规走廊上面的竖向荷载。本工程采用加高走廊高度的办法来解决竖向荷载大的问题。通常走廊的跨高比取值范围为1/12～1/8，本工程走廊的跨高比取值为1/4。endprint

【摘要】文中主要介绍了新疆准东煤田五彩湾矿区三号露天煤矿原煤缓冲仓，仓顶钢结构的设计要点，针对其跨度大、荷载大、工艺布置复杂等特点，着重对结构形式的选择及设计中须注意的设计要点做了阐述。

【关键词】跨度大；荷载大；工艺布置复杂

1. 引言

新疆准东煤田五彩湾矿区三号露天煤矿，原煤缓冲仓为直径均为36米，高度60米，单仓储量3万吨的4连个连续仓组成。仓顶运煤通廊宽14米，高9米，通廊底板标高50米，跨度36米，端部悬挑长度8.440米。每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，通廊顶部设2台6吨单轨吊，通廊底部设1台4吨单轨吊。本工程建筑抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组：第二组，场地类别为一类。雪荷载标准值 ：每平米0.8KN，基本风压：每平米0.6KN，楼面活荷载：每平米6KN。每个通廊由2榀钢桁架和与其上、下翼缘相连接的钢梁、水平支撑组成。本文重点探讨钢桁架的设计技术问题。

2. 结构形式的确定

2.1钢桁架形式的确定。仓顶钢结构常用的结构形式有：门式刚架、钢框架、钢桁架等。门式刚架是梁、柱单元构件的组合体。通长用于仓库或是吊车吨位较小的厂房类结构。对于竖向及水平向荷载较大的通廊则不适合。钢框架是多层钢结构建筑中采用最为广泛的主体结构体系，由钢梁和钢柱通过适当的方法连接而成。具有建筑平面布置灵活，能满足建筑大跨度、大空间要求，能适应各种使用功能的要求。但是对于本工程，因通廊跨度为36米，每个通廊上作用的设备竖向荷载450吨，作用的设备水平荷载110吨，采用钢框架结构显然不是最经济合理的方案。钢桁架结构主要是由轴心受力构件（拉杆和压杆）组成的格构式受弯构件/结构，广泛应运与各种大跨度、高耸的工程结构中。与实腹式受弯构件（如钢框架结构）相比，采用钢桁架可节省钢材且施工方便，结构的跨度或高度越大，优势就越明显。就本工程的实际特点而言，采用钢桁架是最合理的结构形式。

2.2桁架几何尺寸的确定。 钢桁架的高度首先需要满足工艺专业净高的要求，其次还要满足结构受力合理性的要求。钢桁架高度太小，则上、下弦杆截面会较大，钢桁架高度太大，则上、下弦杆截面会较小。选取较合适的钢桁架高度，则上、下弦杆截面也会合适。本工程还需考虑通廊楼面设备布置的要求。在满足通廊楼面设备布置要求（也就是上、下弦杆结节长度）、满足通廊楼面横梁（即与钢桁架下弦所连接的钢梁）与钢桁架连接节点设计的要求，及钢桁架斜腹杆与其上、下弦杆交角在35度～55度范围内的要求的前提下，经反复计算，最终确定的钢桁架几何尺寸高度为8.500米，总高为9.000米。

2.3钢桁架支座简支、滑动端的确定。通长钢桁架的支座端为简支端。简支端只传递竖向荷载和水平荷载。当桁架跨度较大时，为了释放由于温差产生的温度应力，一般将一端支座设为滑动端，让桁架在温度应力下能自由滑动。虽然本工程水平荷载较大（110吨），在水平荷载作用下，水平位移会很大。但是考虑到钢桁架跨度为36.000米，且新疆地区昼夜温差较大，最终将钢桁架左端支座设为滑动端，桁架右端支座设为简支端。水平荷载主要为自右向左的刮板机张紧力，将右端支座设为简支端，在其底部设抗剪键，水平力由抗剪键承担。滑动端采用长螺栓孔而不是滚轴支座，主要是考虑滚轴支座在很小的温度应力作用下就会滑移，而长螺栓孔，由于桁架底板与柱顶预埋件间存在摩擦力，在较小的温度应力作用下不会滑移，当温度应力较大时才会滑移。

2.4钢桁架连接节点。钢桁架上、下弦杆与立柱采用高强螺栓连接，为铰接节点。其余节点均采用焊接连接，为铰接节点。

2.5钢桁架上、下弦为焊接H型钢，竖腹杆及立杆为轧制H型钢，斜腹杆为热轧无缝钢管。钢桁架及通廊楼面钢梁、通廊屋面钢梁材质全部为Q345B，楼面支撑、屋面支撑、围护系统均采用Q235B钢材。

2.6通廊底板采用钢筋混凝土现浇楼板，通廊顶部及墙面采用保温彩钢板围护。

2.7钢桁架及楼面钢梁、屋面钢梁、钢筋混凝土现浇楼板均采用中国建筑科学研究院PKPM（2010版）系列软件进行结构计算。

2.8本工程设计中的难点。

2.8.1水平荷载大。一般走廊上面不作用水平荷载，即使有水平荷载也是很小的，往往只有几吨。本工程单个走廊上面的水平荷载为110吨，在保证走廊一端为水平滑动端的情况下，如何处理110吨的水平荷载是本工程的难点之一。本工程采用在走廊简支端支座设抗剪键的办法来抵消水平荷载。这样既保证了在温差较大的情况下，走廊能沿水平向自由伸缩，又解决掉了走廊上面作用的水平荷载传递问题。