1、.人行天橋四跨鋼箱梁橋設計計算書2004年4月14日:箱梁各構件應力分析 對人行天橋用空間8節點薄殼單元進行模擬，結構計算的有限元整體模型和局部板件薄殼模型如圖1所示，去除頂板后的局部節段模型圖見圖2所示：圖 1 人行天橋靜力分析計算模型圖 2 人行天橋靜力分析去除頂板后局部節段計算模型計算荷載包括結構自重、二期恒載及欄桿、人群荷載。薄殼單元部分的加勁梁按均布面荷載加載，人群荷載按照均不面荷載加以考慮。加載圖見圖3：圖 3 人行天橋靜力分析加載模型計算結果根據兩種工況人群荷載的作用情況，分別考慮人群滿布及人群隔跨布置兩種情況。計算結果如下：根據兩種工況的荷載作用情況得到兩組應力計算結果，這里給

2、出了板件在各種工況最大應力下的應力分布云圖。(1) 頂板的應力（a）順橋向應力（kPa）（b）橫橋向應力（kPa）（c）Mises應力（kPa）（d）順橋向應力（kPa）（局部放大）（e）橫橋向應力（kPa）（局部放大）（f）Mises應力（kPa）（局部放大）圖4 頂板應力分布圖 由圖4看出：頂板在支座處應力較大，最大約-150MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在50 MPa以下。頂板的Mises應力大部分在50MPa以下，只有在支座附近的Mises應力較大，最大約160Mpa，高應力區域面積較小，應力集中。(2) 底板的應力（a）順橋向應力（kPa）（b）橫橋向應力（kP

3、a）（c）豎向應力（kPa）（d）Mises應力（kPa）（e）順橋向應力（kPa）(局部放大)（f）橫橋向應力（kPa）(局部放大)（g）豎向應力（kPa）(局部放大)（h）Mises應力（kPa）(局部放大)圖5 底板應力分布圖 由圖5看出：底板在支座處應力較大，最大約-130MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在40 MPa以下。底板的Mises應力大部分在40MPa以下，只有在支座附近的Mises應力較大，最大約130Mpa，高應力區域面積較小，應力集中。(3) 腹板的應力（a）順橋向應力（kPa）（b）豎向應力（kPa）（c）Mises應力（kPa）（d）順橋向應力（

4、局部放大）（kPa）（e）豎向應力（局部放大）（kPa）（f）Mises應力（局部放大）（kPa）圖6 頂板U肋應力分布圖 由圖6看出：腹板在支座處應力較大，最大約70MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在30 MPa以下。腹板的Mises應力大部分在30MPa以下，只有在支座附近的Mises應力較大，最大約70Mpa。(4) I肋應力（a）順橋向應力（kPa）（b）豎向應力（kPa）（c）Mises應力（kPa）（d）順橋向應力（局部放大）（kPa）（e）豎向應力（局部放大）（kPa）（f）Mises應力（局部放大）（kPa）圖7 I肋應力分布圖 由圖7看出：I肋在支座處應力

5、較大，最大約75MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在35 MPa以下。I肋的Mises應力大部分在40MPa以下，只有在支座附近的Mises應力較大，最大約75Mpa。(5) 橫隔板的應力（a）橫橋向應力（kPa）（b）豎橋向應力（kPa）（c）Mises應力（kPa）（d）橫橋向應力（kPa）（局部放大）（e）豎橋向應力（kPa）（局部放大）（f）Mises應力（kPa）（局部放大）圖8 橫隔板應力分布圖 由圖8看出：橫隔板在支座處應力較大，最大約125MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在70 MPa以下。橫隔板的Mises應力大部分在75MPa以下，只有

6、在支座附近的Mises應力較大，最大約125Mpa。(6) 支座處局部加強加勁肋應力（a）順橋向應力（kPa）（b）橫橋向應力（kPa）（c）豎橋向應力（kPa）（d）Mises應力（kPa）（e）順橋向應力（kPa）(局部放大)（f）橫橋向應力（kPa）(局部放大)（g）豎橋向應力（kPa）(局部放大)（h）Mises應力（kPa）(局部放大)圖9 支座處局部加強加勁肋應力分布圖 由圖8看出：支座處局部加強板件在支座處應力較大，最大約140MPa，其它部位的要小一些，大部分頂板的順橋向壓應力在50 MPa以下。支座處局部加強板件的Mises應力大部分在50MPa以下，只有在支座附近的Mise

7、s應力較大，最大約120Mpa。(6) 應力分析結論 對全橋進行全橋板殼模型進行分析，通過以上的應力結果分析可以看到，頂底板外其余部位的板件的應力，包括主應力及MISES應力皆遠小于所選鋼材Q345D的極限強度，小于280Mpa，在頂底板的局部位置，板件的應力可能達到160 Mpa左右，但是高應力區域的面積非常小，屬于應力集中現象。因而應力分析的結果表明在正常使用荷載下該橋的各構件的應力滿足設計要求。箱梁整體受力分析 給分析主要包括人行天橋的剛度分析，支座反力分析及在模態分析。對整體分析采用平面桿系進行。桿系模型如圖10所示，顯示截面模型如圖11所示：圖 10 人行天橋整體分析桿系計算模型圖

8、11 人行天橋整體分析桿系計算模型支座反力匯總最大支座反力：中墩最大支座反力為466.05KN，邊墩最大支座反力為103.99KN，3號墩最大支座反力為381.13 KN。2剛度分析在自重、二期橫載及人群荷載作用下計算得到主梁的豎向位移如圖12所示，圖 12 箱梁豎向位移圖的最大位移為-0.02727m。滿足要求。2模態分析人群荷載的頻率是在1.52.3HZ模態分析分析在人群荷載作用下結構發生共振的可能性，發生震動時，初始幾階頻率的能量較大，因而結構的初始幾階頻率應該落在1.52.3HZ之外，模態分析采用平面桿系進行分析，分析模型如圖12所示：圖 12 人行天橋模態分析模型分析顯示結構的一階頻率為0.818，二階頻率比為1.188，三階頻率為1.605，四