1 项目简介

1.1项目背景

本桥位于江苏省苏州市东北部,河道沿线地区自然条件优越,经济基础雄厚。河道两侧居民较多,来往交通量大。故建此桥跨越此河道,方便河道两侧居民通行。

之后一番交涉，胖子和老道一边套着近乎，一边相互吹捧。两边虚与委蛇，阳奉阴违地一阵讨价还价，最终胖子图吉利愿意用1 8万买走王祥大概三分之二的玉器。之所以没有一次买完，胖子是怕效力太强，买回去引发什么骚动。胖子还约定，如果有成效，他日定再回来买下剩下的玉器，并且给老道和王祥重金答谢。

1917年5月，讲武堂的招生工作开展到了马来亚锡城怡保市（今马来西亚霹雳州首府）。此时，20岁的广东梅县知识青年叶剑英正在怡保市一所学校教国文。听闻讲武堂招生，叶剑英与好友欣然前往，最后被讲武堂炮兵科录取。

1.2 项目技术指标

(1)人群荷载：依据《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)执行；

(2)主桥净宽：净-7m

拱肋计算长度按0.36倍拱轴线计算。桥面板作为正交异性板,既作为桥面系统直接承受轮载(体系二),又作为横梁上翼缘板(体系一),分别按桥面板及空间桁架进行应力叠加。

(4)设计洪水频率：1/100；

(5)通航净空：Ⅲ级航道60m×7.0m,最高通航水位1.971m(85国家高程基准)；

(6)纵坡：1%,竖曲线半径R=5000m；

(7)横坡：双向1.5%。

2 桥梁方案及构造设计

2.1桥梁总体方案

桥面系采用正交异性钢桥面板,上铺3cm厚C25细石聚丙烯纤维混凝土垫层 +3cm干硬性水泥砂浆+2cm厚花岗岩火烧板。顺桥向每隔6m设置一道工字形横梁,高度为990～1050mm,横梁腹板厚12mm,下翼缘板厚14mm,宽度300mm,翼缘与系梁顶底板同高度焊接,腹板与系梁预留板焊接连接。

为达到稳定内敛的景观效果,拱肋采用提篮拱形式,两片拱肋中心距由桥面处9.1m,向内倾8°,逐渐收缩至拱顶处为4.434m。拱肋及系杆均采用箱形,为顺应拱肋斜度,系杆箱型为腹板倾斜的平行四边形,拱肋箱型为矩形。拱肋与系杆等宽,拱座处拱肋及系杆腹板合并为整体板。两拱间设风撑,外包装饰板。整体看来桥梁棱角极少,外观圆润优美,造型简洁轻盈。

图1 桥梁效果图

2.2 构造设计

把握为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗的时代主题，是我国工人阶级主力军作用的重要体现，也是工会组织围绕中心服务大局、体现价值彰显作为的重要途径。各级工会要把统一思想、凝聚力量作为思想政治工作的重要任务。要坚持以社会主义核心价值观引领广大职工，培育担当民族复兴大任的时代新人，深化“中国梦?劳动美”主题宣传教育，大力弘扬伟大民族精神和中华优秀传统文化，加强以职业道德为重点的“四德”建设，营造健康文明、昂扬向上的职工文化。

水库所在区属中低山丘陵地貌，坝址地处河谷上段较为狭窄的地带，呈U字形，左右两岸均属土质边坡，左右岸山坡坡度约15°～40°。该坝体填土层的渗透性弱，大坝基础为强—弱风化白云岩，左右两坝肩表部为残坡积层，坝址范围内未发现有影响大坝稳定的地质作用，大坝基础相对较稳定。根据 《中国地震动参数区划图》，工程区的地震动峰值加速度为0.15 g，地震动反应谱特征周期为0.45 s，相应地震烈度为Ⅶ度。

十几年后，在一个阴霾的秋日里，我跟一位司机开大卡车去给一个镇子拉活儿。那是一个弥望郁然、有山有水的镇子，镇子被一层薄薄的流雾缠绕着。

图2 桥型布置图

结构截面验算均参照《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005,采用容许应力法。

主桥横向设置两片拱肋,拱肋断面为1m×1m矩形钢箱截面,顶、底、腹板壁厚均为14mm,至拱脚部分变厚为20mm。拱肋每2m设一道隔板(包含吊杆加劲隔板),拱顶设四道“一”字风撑。两拱肋各内倾8°,拱顶处两拱轴线中心距为4.44m。拱轴线型为二次抛物线。

根据《城市人行天桥及地道技术规范》GJJ69-95,上部竖向自振频率不应小于3HZ。此规范年代较早,规定主要针对混凝土结构桥,大跨度钢桥(特别是吊索桥)均不易满足此要求。

系杆采用焊接钢箱平行四边形截面，宽1.01m,高1m,两腹板向一侧倾斜8°,标准段壁厚14mm,至拱脚处变厚为20mm。

2.2 两组治疗前后抑郁症状对比 两组治疗前后抑郁症状各时点观测数据见表2。整体比较（两因素重复测量方差分析）知：各指标组间、时间及交互作用差异均有统计学意义（P＜0.05）。两两精细比较并结合主要数据分析：治疗前及治疗2周后两组患者的HAMD评分差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗4周、6周、8周后，研究组HAMD评分明显低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

(3)桥面系

天文小知识：恒星因明暗不同，可分为6等。肉眼刚刚能看到的为6等星，比6等星亮一些的为5等星，依次类推，亮星为1等，更亮的星为0等。

本桥跨三级航道,航道净空要求宽×高为60m×7m,最高通航水位+1.971m,两侧驳岸间距约77m,附近地面高程为+2.0m左右。考虑到本桥起终点均需接上桥引道,桥梁建筑高度宜较低为好,以减少引道规模。同时,应兼顾市区内景观要求。经综合比选后选用下承式系杆拱桥,桥面距地面高差约7m。经调查,附近居民出行方式采用电动自行车较多,起终点桥头除设置梯道外,均设40m的坡道,坡道坡度1∶10,可满足电动车通行。

桥面板厚10mm,其下焊有100mm高、10mm厚的“I”形纵肋,横桥向间距350mm；工字型横肋间距为1m,腹板截面高300mm,厚10mm。在横肋腹板处开孔使纵肋穿越。距系杆边1m处设两根工字型主纵梁以支撑横肋,纵梁腹板高500mm,厚10mm。全桥桥面系统传力路径清晰,使用全焊结构。桥面荷载主要传递路径为：桥面系→纵肋→横肋→纵梁→横梁→系杆节点,通过吊杆使荷载在系杆及拱肋间分配。

(4)吊杆

吊杆采用直径为5mm37根高强度环氧涂层钢丝,吊杆间距6m,全桥共13对,26根。所有吊杆在系梁上设张拉端,采用冷铸锚;在拱上设固定端,采用销铰式锚。

3 结构分析

3.1 静力分析

本桥拱梁均有一定刚度,荷载引起的内力在拱与系杆梁间按刚度分配,能够更好地利用钢结构材质多向同性的特性。结构采用midas civil2015空间杆系模型计算。拱肋、系杆、横梁采用梁单元模拟,吊杆用桁架单元模拟。桥面系作为荷载加载,仅考虑有效宽度内桥面板作为横梁上翼缘板。

(1)拱肋

(3)梯、坡道净宽：净-4.2m

图3 空间杆系模型

图4 拱肋及系杆应力图

根据《铁路桥梁钢结构设计规范》Q345qD的弯曲容许应力为210MPa,轴向容许应力为200MPa,安全起见,不考虑组合后的提高系数。根据《城市人行天桥及地道技术规范》GJJ69-95拱桥的活载竖向挠度不超过L/800,恒载变形及1/2活载变形通过预拱消除。吊杆轴力一般要求至少有3倍安全系数。将主要构件的计算结果列于表1。

表1 主要构件计算结果表

构件应力(MPa)挠度(mm)挠跨比面板52.1(两体系叠加)0.091/4000纵肋22.50.231/4400横肋51.15.71/1040纵梁71.85.31/1140横梁78.84.71/1700系杆6654 拱肋-7548 活载挠度53mm吊杆轴力207kN 吊杆安全系数5.8

根据计算结果来看,各结构强度、刚度均能满足规范要求,且有一定富余,整体变形也能满足规范要求,吊杆安全度充足。

3.2 自振频率

将荷载转化为质量,采用空间模型对结构自振频率进行分析,计算结果如表2所示。

(2)系杆

此类桥梁拱轴线一般为1/4～1/6,矢高越高,系杆上拉力越小。人行桥由于活载小,矢高选择范围灵活,主要考虑景观效果及制造安装难度,经比选,选用计算矢跨比为1/5(16.6m/83m),这样拱高相对于附近建筑不会过高,同时也不会淹没于建筑中,毫无亮点。两拱脚处横向间距9.1m,满足7m通行净宽要求。所有钢结构主材均选用Q345qD,装饰板等辅材采用Q235B。

表2 自振频率计算结果

模态自振频率(Hz)敏感范围频率(Hz)结论横向0.460.5～1.2非敏感区纵向1.071.25～2.4非敏感区竖向1.261.25～2.4非敏感区

参考《德国人行桥设计指南》EN03,行人对频率敏感范围横向为0.5～1.2Hz,纵向及竖向为1.25～2.4Hz,不在此范围内,可不考虑行人舒适性问题。系杆拱本身刚度较柔,自振频率较小,按《德国人行桥设计指南》设计较适宜,由表中结果可见,本桥舒适性满足要求。

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3.3 整体稳定性分析

采用空间模型对全桥整体稳定性进行分析,钢结构桥梁安全系数宜大于5。初算时,仅计入横梁上翼缘少量面板,一阶振型安全系数为3.7,不满足要求。经分析,一阶振型为系杆体系横向摆动,这与系杆拱本身特性是匹配的,全桥采用纯钢结构,刚度不足,稳定性更不易满足。

考虑到本桥桥面板均为正交异性桥,将有效宽度范围内面板带入重新计算。

1.2.3 评价标准 跌倒概率范围从0～100，0表示没有跌倒风险，100表示极有可能跌倒，按照以下组别来划分级别:低跌倒风险(0～35)、中跌倒风险(36～57)和(58～100)高跌倒风险。跌倒为出现突发的、不自主和非故意的体位改变而倒在地上或更低的平面上。按照第10版国际疾病分类(ICD-10)对跌倒的分类，跌倒包括以下两类:①从一个平面至另一个平面的跌落;②同一平面的跌倒。包括跌倒发生次数、时间、地点、活动情况、有无先兆症状、着地部位和受伤部位等。伤害程度分类:跌倒对患者未造成人体伤害，未做任何处理;跌倒给患者造成人体伤害，有医护治疗处理。

前三阶模态如图5～图7,稳定安全系数如表3所示。

图5 一阶振形

图6 二阶振形

图7 三阶振型

表3 整体稳定安全系数计算结果

模态稳定性系数安全系数限值结论一阶(横向摆动)6.275.0安全二阶(水平扭转)8.335.0安全三阶(竖向摆动)12.865.0安全

经表3计算数据可见,增大横梁上翼缘后桥面横向摆动安全系数明显增加,同时考虑到成桥后桥面为整块面板,上桥面铺装,横向摆动受到限制,因此可认为稳定性满足。

4 总结

(1)航道上要求采用跨度大、建筑高度小桥梁结构,系杆拱是一种很适合的桥型。特别是活载较小的人行桥采用系杆拱更能节约钢材用量,减少造价。提篮拱不仅可以取得良好的景观效果,在横向稳定方面也十分有利。此类桥梁在航道上可推荐采用。

(2)由于航道人行桥净宽一般不大,但跨径较大,这种宽跨比较小的桥尤其应注意横向稳定性问题。桥面系横向稳定不足时,从实际出发,考虑成桥状态桥面已成整体,平面内可提供相当的横向支撑,至少可取有效宽度范围内桥面板带入整体计算。如采用增加截面刚度的办法收效甚微,合理布置杆件效果较好。

(3)柔性大跨度钢结构桥梁很难满足《城市人行天桥及地道技术规范》上自振频率大于3Hz的要求。可参照《德国人行桥设计指南》EN03的设计方法进行设计,满足舒适性要求。

参考文献

[1] 徐君兰,孙叔红. 钢桥[M]. 北京：人民交通出版社,2010.8.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. CJJ 11-2011城市桥梁设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.

[3] 中华人民共和国交通部. JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S]. 北京:人民交通出版社,2004.

[4] 中华人民共和国建设部. 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.