一座钢结构板式斜拉人行桥的设计与结构分析陈超摘要：本文从概念设计、结构设计、结构计算等方面介绍一座新颖的钢结构板式斜拉人行桥的设计及结构分析。论述了该桥结构的受力行为特点。关键词：人行桥景观桥钢结构板式斜拉几何非线性：TU391文献标识码：A1工程背景及概念设计该人行景观桥是青岛市王村新城汇康河上的人行主要通道，连通东、西侧的商业区和居住区。王村新城为青岛蓝色硅谷产业区的先行区和主阵地，规划建设标准高，示范性强。桥址下游50m处将设置一处橡胶拦水坝，水域开阔。因此该桥除满足功能需求外，其景观标志性十分突出。根据规划定位和景观需求，经多方案比选后采用五跨连续钢结构板式斜拉桥方案。桥梁设计从“张开的双臂”概念意图出发，对一个弯曲曲面进行修剪和开孔，得出一个兼具力度和柔美的桥梁建筑形态。图1人行桥概念构思及效果表现图2主要技术标准人群荷载：按《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）采用；设计风速：V10=33.9m/；设计洪水位：100年一遇水位=3.871m；环境类别：Ⅲ类；设计基准期：100年；地震：地震基本烈度为6度，基本地震加速度峰值0.05g；设计安全等级：一级；3结构设计3.1总体布置和支承体系桥梁采用五跨连续钢结构板式斜拉桥，跨径布置为20+20+40+20+20=120m，主塔与主梁间通过斜拉板连接。主梁、斜拉板及主塔采用钢结构，钢材材质选用Q345qD。下部桥墩、桥台及基础采用普通钢筋混凝土结构。墩身采用C40混凝土，桥台及桩基采用C35混凝土。图2人行桥桥型布置图主塔与主梁间通过斜拉板连接，主塔墩顶、辅助墩顶及桥台顶设置板式橡胶支座竖向支承主梁，主塔墩顶设置双向滑动的四氟滑板支座，横向支承主梁。3.2主梁主梁为弧底闭口箱箱梁，箱梁全高1.6m，顶、底、腹板板厚均为12mm。箱内布置纵向扁钢加劲肋，肋板厚8mm，肋高100mm。箱梁横隔肋板间距2.5m，板厚10mm。在支座处设置实腹横隔板，板厚20mm。主梁共分为25个制作节段，标准节段长5m。为克服运营阶段支座负反力，在边跨靠近桥台12.2m范围主梁内灌注C30混凝土压重，压重集度为50kN/m。3.3斜拉钢板横桥向斜拉钢板平面与水平面的夹角120°，在与主梁腹板相交处与腹板弧面相切。拉板上三角开孔范围根据软件计算开孔前整块拉板上的应力较小区域进行确定。斜拉板厚度为16mm，板件对接均采用全焊透焊缝。成桥后拉板通过主梁的重量获得几何刚度，大大改善主梁受力状况的同时保证了自身的面外稳定。3.4主塔主塔柱采用钢结构，塔柱总长11.8m。在横桥向主塔轴线与铅垂线间夹角为26°。塔柱采用矩形闭口断面，断面尺寸由根部的0.7m（横桥向）×1.0m（顺桥向）变化至塔顶的0.396m（横桥向）×0.8m（顺桥向）。塔身壁厚16mm。塔身设计为4个制作节段，底部节段在桥墩中预埋，结合段长度2.0m。结合段塔壁通过节段底承压板及塔壁焊接的剪力钉与桥墩混凝土紧密结合。3.5下部结构3、4号桥墩（主塔墩）为框架式墩，由上部三角形框架和下部等截面矩形墩组成。框架部分斜柱及系梁均为矩形截面，斜柱顺桥向宽1.5m，横桥向宽1.2m，系梁顺桥向厚1.5m，高0.6m。下部矩形墩截面尺寸为2.5m（横桥向）×1.5m（顺桥向）。墩顶设置钢结构横向限位挡块。3、4号桥墩承台平面尺寸为6.0×6.0m，厚1.5m，承台底设置四根桩径为1.0m的钻孔灌注桩基础，桩间距4.0m。2、5号辅助墩采用圆形独柱墩，墩柱圆形截面直径为0.8m，墩下设置单根直径1.0m的钻孔灌注桩基础。1、6号桥台均为桩柱式桥台，桥台盖梁平面尺寸为4.5m（横桥向）×1.5m（顺桥向），高1.2m，盖梁下设置单排2根直径1.0m的钻孔灌注桩基础，桩间距2.5m。3.6耐久性设计由于地处滨海和寒冷环境，设计中严格控制钢筋混凝土构件的裂缝宽度，同时对混凝土材料的胶凝材料用量、原材料质量、配合比、外加剂均做了详细的设计规定。对钢结构构件做了详细的钢结构防腐涂装设计并对焊接材料、焊接工艺做出详细规定。3.7施工工法设计工程场地河道尚未开挖，下部结构采用常规陆上施工工艺，钢主梁采用支架法拼装施工，斜拉板采用托架拼装施工，拉板结构合拢后先拆除主梁支架再拆除拉板托架。在拆除主梁支架前，拉板与其下的托架接触面需可滑动以利于支架拆除后拉板获得重力几何...