新型空间壳体结构天桥的分析与设计.pdf

1997年3月第22卷中南公路工程第1期(总第80期)

新型空间壳体结构天桥的分析与设计

邵旭东
(湖南大学土木系,长沙市,410082)

【摘要】最近在株洲市建成了一座新型的四联人行天桥,简要地介绍了
该桥的主要特点及分析实测结果。跨中恒载最大挠度为8.7cm,卸载时实测四点
平均挠度8.3cm,与计算结果基本相符。经验算,桩、柱和钢箱梁的强度、刚度和
应力均满足要求。
【关键词】空间结构天桥

为39.3m。
1前言
该桥主结构采用全焊钢箱梁结构,为了
位于湖南省株洲市城区的车站路与建设降低梁高,确保美观和保证视野通透,在结构
路的交叉口处是市中心繁华地段。为解决该处理上,采用了空间壳体的结构布置型式:即
处常年人车混行、交通堵塞的矛盾,株洲市政在中部四方块弯道区域起微拱,并在主结构
府于1996年8月决定在此修建一座四联人行天靠近桥墩6.65m处按13.5提前设梯放坡而
桥,湖南大学设计研究院应邀参加了方案设计,形成壳体,这样,由于水平推力的存在,使主
所提古币型空间壳体结构因结构新颖、造型美结构在荷载作用下的挠度显著减少,主结构
观并且经济适用而最终成为中标方案。采用等高度钢箱梁,箱高仅55cm,高跨比为
1/83.6,由于高跨比很小,主结构呈空间壳体
的结构性能。
通常的空间刚架结构是将两侧腹板落
地,这样做虽然受力简单明确,但给人的感觉
是有两个并排的桥墩,美观上有所欠缺,为此
本桥采用了钢管混凝土独柱墩,为了解决腹
板“踩空”的问题,在墩前方的钢箱梁内设置
了一个三角撑,从而顺利完成了将腹板内力
向墩内的传递,如图2所示。

图1建成的株洲市车站路—建设路人行天桥

2天桥的主要特点

该天桥的对角线跨长为46.0m,全桥仅
由四根1.2m圆柱墩支承,墩立于人行道
路缘旁,车道上不设墩,相邻柱间的曲线跨长图2腹板内力传递构造

收稿日期:1997—01—28
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每个立柱下设一根桩基,桩基直径1.6容重取为0,第Ⅲ类单元的刚度趋于无穷大,
m,立柱插入桩基深2.0m,为防止立柱在水但容重按所辖钢筋梁体积除以刚臂之截面面
平推力作用下产生的水平位移使桩口破裂,积进行计算。
在立柱插入的区域内,桩身用约束箍加强,如
图3所示。

图3桩口局部加强构造

3结构的空间有限元分析
图4空间计算模型
为了准确掌握这种新型天桥结构的受力
按照空间分析结果,跨中恒载最大挠度
变形性能,我们用SAP5程序对其作了空间
为8.7cm,卸架时实测四点平均挠度8.3cm,
有限元分析,分析时采用的是空间梁单元模
与计算结果基本相符。恒载十人群(4kN/
型,忽略了沿桥宽方向的受力变形。有限元计
m2)对柱产生的水平推力为650kN,温升
算模型如图4所示。
30℃产生的水平推力为110kN,箱内最大组
桩、柱的几何尺寸及容重按实际计算,钢
合应力为176MPa。经过验算,桩、柱和钢箱
箱梁部分采用了鱼骨梁的计算模型。第Ⅰ、Ⅱ
梁的强度、刚度和应力均满足要求。
类单元的几何尺寸、惯性矩等按实际计算,但

简讯

新书出版消息

由人民交通出版社出版的《墙背土压力分布计算新理论及工程应用》一书,已于1997年1月
出版发行。
重力式挡土墙墙背土压力分布是当今国内外岩土工程力学界普遍关注的课题,过去一直
沿用库仑土压分布公式。新出版专著提出了适用于任意土质、任意墙背倾角、任意单一倾斜填
料面的墙背土压强度分布的新的通用表达式,该理论公式的正确性,不但为严密的理论推导所
证明,而且由大量的现场和模型试验数据所证实。该项成果已在1995年6月国家科委成果公报
中发布。欲订阅本书者请与《中南公路工程》编辑部联系。

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