基于英国BS5400规范的港口钢人行桥设计-《中国水运》(2014年2期).docx

龙源版权所有 基于英国BS5400规范的港口钢人行桥设计作者：文振军　黄华来源：《中国水运》2014年第02期 摘 要：本文结合安哥拉纳米贝油码头工程钢桁架人行桥的设计实例，解析按照英国BS5400规范进行人行桥设计的思路和流程，总结设计经验，为同类工程提供借鉴。 關键词：BS5400规范 三角钢桁架 人行桥设计 纳米贝油码头工程位于大西洋东海岸安哥拉共和国西南部，纳米贝湾北部Porto Saco，该工程拟建造一个7万吨级油气码头泊位。码头前沿设有1个工作平台，2个靠船墩和3个系缆墩，工作平台、靠船墩和系缆墩间设置钢人行桥联接，根据总图布置，人行桥跨径有11m、13.5m、25.5m和28.5m四种。合同要求钢人行桥按照BS 5400规范进行设计，其构造应不妨碍船只系泊时带缆通行，人行桥的面板采用透空的钢格栅板。 建设条件及设计思路 1、建设条件 纳米贝湾南北宽约3海里，掩护条件良好，波浪小；纳米贝湾属炎热干旱的沙漠气候，受本格拉寒流和西南西北向季风影响，降雨量少，最高气温约32°C，最低气温约18°C。除偶尔有持续约1小时龙卷风外，很少有大风天气，瞬时阵风最大风速约25m/s。 2、设计思路 按照安全、经济、适用、耐久兼顾美观的设计原则，人行桥根据跨径选择合理的结构形式，采用工厂加工整体拼装，航运至码头工地后吊装施工，采用板式橡胶支座支承在已建的墩台上。 设计荷载 1、关于人群荷载 2、关于风荷载 3、荷载组合 人行桥设计 国内外港口码头钢人行桥常采用实腹式钢板梁、拱式钢桁架、平行弦钢桁架等结构型式，根据使用条件选择上承式或下承式桥梁结构。结合纳米贝油码头人行桥的使用要求，在构思人行桥方案时，对跨度为11m、13.5m的人行桥，选用上承式钢板梁结构；对跨度为25.5m和28.5m的人行桥，拟在下承式钢板梁、上承式平行弦钢桁梁等结构型式中进行比选。 1、下承式钢板梁方案 钢板梁桥的主梁一般采用工字钢、H形钢或焊接工形梁等形式，主梁要求有足够的强度和刚度。主梁结构受截面应力和刚度控制，主梁高跨比通常在1/15～1/25之间，主梁间距和桥宽对梁高影响比较大。 以跨度28.5m钢桥为例，上部结构采用双主梁形式，为保证结构有足够的刚度，梁高拟定为1.3m。当采用上承式钢板梁时，要求相应墩台开挖槽口尺寸较深，对靠开槽深度，在满足人行桥净空要求的前提下，采用下承式钢板梁型式，横断面如图1所示。 2、上承式钢桁架方案 以往国内码头工程钢人行桥设计，比较多采用下承拱式钢桁架型式，为了方便带缆通行，会在主桁下平联结构外侧设置挑臂，架设带缆通道。纳米贝油码头要求人行道通行净宽不小于1m，桥面1.2m高度以上无障碍，同时该项目国外咨询工程师要求人行桥宽度尽可能窄。受上述条件限制，传统的下承式拱式钢桁架外侧设带缆通道的方案未被采纳。为节省用钢量，降低工程造价，经优化设计，人行桥主梁最终采用上承式三角钢桁架方案，横断面布置如图2所示。 3、方案比选 经济技术比较显示：相同跨度和宽度情况下，在满足强度和刚度要求的前提下，上承式三角钢桁架方案比下承式钢板梁方案用钢量要省，经济性好；三角钢桁架结构轻巧，造型美观，振动及稳定性亦较好，最终作为推荐方案被采纳。 4、钢桁架桥总体布置 以跨度L=28.5m为例，人行桥采用一跨简支的上承式空间三角钢管桁架结构，由空间腹杆和上平联将平行的3根弦杆（2根上弦杆和1根下弦杆）联接起来构成空间主桁体系。全桥仅端部有1对腹杆在竖直平面内，其余均为空间斜腹杆。上平联的作用：一是满足结构横向受力需要，二是加强结构横向联系，保证结构的稳定性。主桁上弦杆两端用工字钢加强，作为支承处的传力构件，工字梁底面平整，亦方便主桁梁端底面支座的布设。 考虑人行桥桥面与两端系缆墩的衔接···试读结束