人行天桥是交通基础设施中的重要组成内容,为人们出行提供了较多便利。对人行天桥结构进行研究,以往传统梁式结构的人行天桥建设不仅需要消耗较多的建设资源,而且人行天桥建设经济性和安全性还需要进一步提升。钢桁架人行天桥由于跨越能力大, 梁高小,易于行人上下,安装方便,近年来被各地广泛采用,该种人行天桥不仅强度和刚度性能有所提升,而且舒适感更为良好。
随着城市的发展,人行天桥已成为人行过街的重要交通设施。同时, 人行天桥也是一个城市的形象,随着道路的拓宽,天桥的跨度越来越大, 景观要求也越来越高。钢桁架桥由于结构轻盈、跨越能力大,在城市人行天桥中的应用广泛。
钢桁架天桥受力特点
钢桁架天桥在目前人行天桥结构形式中越来越常见,其结构主要通常是由上弦、下弦、腹杆组成:腹杆形式一般分为斜腹杆、直腹杆。由于跨度大所以其单榀的桁架“平面外”刚度比较弱,故在桁架“平面外”需要设置支撑。通常其在平面外一般也是设计成桁架形式,以使钢桁架人行天 桥形成双向都有很好刚度的整体。对于有些钢桁架人行天桥的桥面设置在上弦,以使结构所受的力主要通过上弦传递,也有的桥面设置在下弦。另外由于平面外刚度的要求,上弦之间仍需要链接以减少上弦平面外计 算长度。对于刚桁架人行天桥来说,桁架的弦杆在跨中部分受力主要在 支座附件最大,在跨中部分腹杆的受力比较小,甚至有理论上的“零杆”。在刚桁架实际受力时,鉴于杆件本身细长比较大,虽然杆件之间的链接可能是“固接”,但由于实际杆端弯矩一般都很小,因此对于计算分析钢桁架天桥时,将其杆件之间的连接简化为“铰接”,对于杆件的受力则认为其是“二力杆”,承受压力或者拉力。本文结合某车站站前路人行天桥的设计方案,阐述了全焊接整体式节点板钢桁架桥在城市人行天桥中的应用。
工程概况
因该市轨道交通一号线及火车站站前广场建设工程的施工,造成站前路交通拥挤,汽车客运总站和火车站分别位于站前路的南、北侧,乘客 换乘需要穿越站前路,加剧了站前路的拥堵,尤其节假日期间,旅客流量 大,行人穿越站前路不仅造成交通拥堵,而且存在较大的安全隐患。为解 决此处人行过街的需求,需在汽车客运总站前建设人行过街天桥。
天桥总体设计方案
天桥主桥平面呈“一”字型布置,与站前路正交,一跨跨越站前路,主桥采用钢桁架,桁架跨度 42.3m,宽度 6.8m。桥墩设置在北侧人行道和汽车总站站前广场上。天桥全桥共设 2 个 1:6 梯道和 2 个 1:2 梯道,梯道为钢箱梁结构。天桥主桥及梯道基础均采用钻孔灌注桩基础。天桥下机动车道净空不小于 5m,非机动车道净空不小于 3.5m。人群荷载为 5.0kN/m2。
主桥结构设计
主桥为带竖杆的三角形钢桁架结构,采用全焊接形式,跨度 42.3m,宽
度 6.8m,主桁高度 4.4m,节间距 7m。钢材均选用桥梁用结构钢 Q345qC。
上、下弦杆及腹杆设计
上、下弦杆及腹杆均采用焊接矩形闭口截面,闭口截面不仅景观效 果较好,且内部防腐效果好。
弦杆截面尺寸为 500 250 16mm,腹杆截面尺寸为 250 250 16mm。
斜腹杆与下弦杆的交角为 48 。腹杆与上下弦杆采用整体式节点板焊接连接。
节点板设计
节点板一般有三种形式:外贴式节点、内插式节点和整体式节点。城 市人行天桥景观要求高,节点处理时,为了避免视觉上给人繁琐、笨重的 感觉,节点采用全焊接整体式节点板形式。整体式节点板与其相邻的弦杆工厂焊接形成整体,相邻弦杆在现场采用焊接连接,腹杆在节点范围 内拼接,这样做可以减少现场的预拼工作量且对后期防腐有利。