钢桁架桥在城市人行天桥中的应用

[摘 要]结合合肥市火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。全焊接整体式节点板简化了节点构造，施工方便，造型美观，但受力复杂，在城市人行天桥等荷载较小且注重景观的桥梁设计中，可参考借鉴使用。

[关键词]人行天桥，全焊接整体式节点板，钢桁架桥

中图分类号：TH213.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0003-01

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。

本文结合合肥市火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。

1 工程概况

因合肥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。

2 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。

3 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。

3.1 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500x250x16mm，腹杆截面尺寸为250x250x16mm。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。

3.2 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。

4 主桥结构计算

4.1 静力计算

主桥钢桁架采用空间有限元软件MIDAS CIVIL 2012计算，根据最不利荷载组合结果，桁架最大压应力135.9MPa，最大拉应力144.5MPa，满足规范要求。成桥状态人群荷载作用下，主梁跨中最大竖向位移为0.023m

4.2 动力计算

主桥成桥状态时一阶竖向自振频率为4.01HZ，大于3HZ，满足规范要求。

5 天桥设计特点

5.1 “以人为本”的设计理念

主桥采用下承式钢桁架结构，缩短行人上桥高度，提高天桥的利用率；考虑到天桥的特殊地理位置，行人以长途旅客为主，携带行李箱较多，故天桥设置1：6的梯道，梯道两侧设置行李箱拉行坡道，方便旅客拉行李箱上下。

5.2 城市名片

天桥地理位置突出，景观要求高。在主桥的设计构造方面采用一些非常规化处理，增强桥梁的景观效果。主桥钢桁架弦杆与腹杆采用“波浪形圆弧”相接，配以相应的灯光装饰，景观效果良好，成为合肥火车站前一道亮丽的风景线。

5.3 采用先进的技术手段、制造工艺及新材料

主桥钢桁架各构件均采用闭口截面，主桥采用全焊接结构，桁架弦杆与腹杆采用整体式节点板构造，“整体式节点板”技术先进，施工方便，受力较好，大大减少了工地的预拼装工作量，同时，各个构件的整体密封性好，对后期防腐有利，减少桥梁的后期维修养护费用。

桥面铺装采用先进的聚合物纤维新材料，代替传统的钢筋网，增强桥面的耐久性。

6 结语

1）“整体式节点板”技术先进，施工方便，避免视觉上给人繁琐、笨重的感觉，适宜在景观要求较高的城市人行桥梁中使用；

2）根据计算结果，应力并不控制设计，主要为自振频率控制设计。本次梯道设计中，应力较小且自振频率较大，可优化梯道的截面形式；

3）常规的人行天桥桥面铺装层较薄，容易形成桥面裂缝，损坏桥面铺装，本次设计中采用新型的聚合物纤维材料代替传统的钢筋网结构，提高了桥面铺装混凝土的抗裂性能。聚合物纤维材料在较薄的桥面铺装中有借鉴意义。

4）钢桁架结构跨越能力强，充分发挥了杆件材料的力学性能，节约了工程材料；在景观协调的地方，城市人行天桥适宜采用钢桁架结构。

参考文献

[1] CJJ 69-95 城市人行天桥与人行地道技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，1996.

[2] GB 50017-2003 钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[3] 徐君兰 孙淑红.钢桥（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010，8.