80m大跨度栈桥桁架通廊的设计解析

80m桁架拱桥加固设计与施工肖长礼河南交通职业学院，河南郑州；【摘要】根据钢筋凝土桁架拱桥的病害情况，通过对桁架杆件植筋、增大结构的有效截面等措施，对某钢筋混凝土桁架拱桥进行综合加固设计、施工；实践证明，该桥的加固达到了预期的目标，承载能力提高了，旧的裂缝封闭了，新的裂缝和挠度都未见发生和发展。

关键词：钢筋混凝土桁架拱桥加固设计施工工程概况林州市漳河大桥是长治—胶南公路上一座重要桥梁，该桥修建于1978年，桥梁结构为石拱—钢筋混凝土桁架拱—石拱（3×4.2+1×80+3×4.2）组合桥，桥宽为净7+2×0.75米人行道，设计荷载为：汽车—15、挂车—80；1 结构及缺陷1.180m桁架拱桥结构如下图所示：图1桥型立面图（长度单位：厘米，其余米）图2 桥型平面图（单位：厘米）1.2 主要缺陷由上图1可知该桥主桥部分属于斜压杆式桁架拱桥，它除具有桁架拱桥的一般缺点：模板较复杂，构件纤细，故浇筑和运输桁架拱片须仔细小心；作为有推力的超静定结构，其对软土地基的适应能力不及静定结构；对于钢筋混凝土结构的桁架拱桥，在一些受拉、受弯部位及刚性节点处，仍难免出现裂缝。

又由于斜压杆式桁架拱桥中所有的斜杆均为压杆，竖杆均为拉杆。

这就明显的暴露了斜压杆式的缺点：受压杆件较长，由此带来了一系列的桁架腹杆局部出现裂缝、节点处易于开裂等缺陷。

1.3 桁架拱桥病害原因分析结合设计施工图、检测报告、加固计算等情况分析，病害产生的原因有以下几方面：（1）设计方面原设计荷载为汽车—15、挂车—80，设计标准偏低；造成该桥桁架杆件有效截面不够，配筋较少等一系列病害原因。

（2）施工方面桥面部分的空心板，施工质量不能保证，造成混凝土质量不佳。

（3）其他方面①由于当时施工条件限制，造成该桥施工精度不高。

②由于现今超重车辆的增加，进一步加剧了构件的病害。

综合原因作用下，造成该桥承载能力降低，结构刚度下降，结构的使用安全性及耐久性得不到保证，必须进行加固设计、施工。

大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析钢结构是一种具有优良性能的结构材料，在建筑设计中应用较为广泛，特别是在大跨度空间钢结构建筑设计中更为常见。

目前，大跨度钢结构空间管桁架已成为一种常用的结构形式，其独特的设计特点有很多值得注意的地方。

一、空间管桁架的设计特点1. 横桥种类繁多大跨度钢结构空间管桁架通常由一条或多条主桥梁、斜桥梁及地基梁组成，可以灵活组合设计，并且有多种不同的横桥梁类型可供选择。

这一特点使得空间管桁架结构具有很强的可塑性和适应性，可以根据不同的设计需求进行灵活组合和调整。

2. 结构形式简单清晰空间管桁架结构主要由直管、斜管、节点和桁架梁组成，结构形式简单、清晰，结构体系稳定，重力作用和地震力作用产生的剪力传递清晰明了，因此具有很好的抗震性能。

3. 对材料的适应性好钢结构材料可以很好地满足大跨度空间管桁架的设计需求，因为其强度高、韧性好、重量轻、可焊接、可加工成型等特点，使得它适合于在大跨度、高层、重载和特殊气候条件下应用。

1. 桁架计算和设计（1）轴力计算、弯矩计算和剪力计算轴力计算主要用于计算管子中轴线处受到的内外力作用情况，以及支撑间距、受力点的坐标等参数。

弯矩计算主要用于计算确定受力后的弯曲程度和加强强度等方面。

剪力计算主要用于计算框架上下皆等的剪力情况。

（2）桁架实体建模桁架实体建模是采用计算机软件对桁架结构进行三维建模，并且在模型中设置合适的计算参数，进行计算分析，模拟管子的受力情况和变形情况，以此确定合适的设计方案。

（3）设计参数确定设计参数的确定需要综合考虑荷载、支承、材料强度等各方面因素，以确定桁架梁的标准尺寸，以及直管和斜管的直径和壁厚等参数，同时考虑到管子的连接方式，以及整体防腐、防火处理等要求。

2. 节点设计（1）节点计算节点计算主要是指对连接管子和梁的节点进行计算分析，确定连接方式、节点型式、节点大小以及梁与节点的连接方法等参数。

而进行桁架节点计算时，需要根据现场施工条件，采用合适的节点连接方式，以确保节点具有良好的承载力和稳定性。

大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架设计是一项复杂的工程，需要考虑多种因素，保证结构的安全性和稳定性。

以下是该设计的要点分析。

1. 跨度和荷载：首先确定钢结构的跨度和荷载。

跨度决定了桁架的尺寸和材料的选择，荷载决定了桁架的强度和稳定性。

需要进行详细的荷载计算，包括静态荷载、动态荷载、风荷载等。

并且要考虑未来可能的荷载增长，确保结构的承载能力。

2. 材料选择：大跨度钢结构空间管桁架常用的材料有钢管和钢板。

在选择材料时，要考虑到材料的强度、稳定性、耐久性和成本等因素。

还要考虑到施工的可行性和工程的可持续性。

3. 结构布局：根据建筑物的功能和设计要求，确定空间管桁架的结构布局。

要考虑到形式的美观性和建筑物的使用需求。

布局还要考虑到结构的稳定性和刚度，以及结构与其他建筑部件的连接方式。

4. 连接方式：连接是整个空间管桁架设计的重要环节。

要选择合适的连接方式，确保连接的稳定性和可靠性。

常用的连接方式有节点连接、焊接、螺栓连接等。

需要进行详细的强度计算和构造设计，确保连接能够承受荷载和变形效应。

5. 构件设计：每个构件的设计都要满足其所承受的荷载要求。

要对构件进行详细的强度计算，包括弯矩、剪力、轴力等。

还要考虑构件的刚度和变形情况，确保结构的整体稳定性。

6. 施工工艺：大跨度钢结构空间管桁架的施工工艺要考虑到结构的复杂性和施工的可行性。

要制定详细的施工方案，包括搭设脚手架、安装吊装设备等。

施工过程中要注意安全措施，保证施工人员的安全。

7. 监测和维护：一旦钢结构空间管桁架建成，就需要对其进行监测和维护。

要定期对结构进行检查，确保结构的稳定性和安全性。

如果发现结构有损坏或变形的情况，要及时修复和加固。

大跨度钢结构空间管桁架设计是一个复杂而重要的工程。

设计过程中需要考虑多种因素，包括跨度、荷载、材料选择、结构布局、连接方式、构件设计、施工工艺、监测和维护等。

只有综合考虑这些要点，才能设计出安全可靠的大跨度钢结构空间管桁架。

大跨度钢桁架带式输送机栈桥的设计要点简析摘要：大跨度钢桁架栈桥作为煤炭矿井及选煤厂工业场地的重要构筑物之一，国家目前并没有编制相应设计规范进行统一规定。

本文较系统地介绍了钢结构栈桥的结构体系、布置特点及设计原则，通过对桁架体系和支撑体系的合理选取，使设计尽量做到适用、经济、安全、美观。

关键词：钢桁架；大跨度；结构设计；输煤栈桥概述在煤炭矿井及选煤厂工业场地的建（构）筑物中，栈桥是内部运输系统的重要组成部分。

通过其内部的带式输送机，将原煤、块煤、矸石等原料输送至筛分破碎车间、主厂房、仓等建筑物内进行洗选、储藏。

根据廊身的结构形式，可以分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢与钢筋混凝土的组合结构和砖石结构。

近年来，随着工业现代化的迅速发展，钢结构栈桥有自重轻、跨度大、造型美观、抗震性能好等优点，在长距离输送时，大跨度钢桁架栈桥得到广泛应用。

笔者通过对钢栈桥实际设计中遇到问题的总结归纳，旨在为类似工程设计提供借鉴。

1 栈桥的结构体系钢栈桥一般分为主承重桁架、上下弦水平防风支撑和两端门架3部分。

主承重桁架一般分为型钢桁架和钢管球节点桁架；上下弦水平防风支撑，承受水平荷载，并保持空间桁架的整体稳定和刚度；两端门架作为水平防风支撑的支点，将栈桥的水平作用力通过端门架传递给支座，并确保栈桥在横向的刚度及稳定。

2 栈桥的结构布置栈桥立面纵向水平或倾斜，倾斜角度一般≤16°。

为了保证栈桥纵向体系的稳定，通常在高端设（滑动）辊轴支座，在低端设不动铰接支座，确保在承受竖向荷载和纵向地震作用发生位移变形时，有足够的伸缩量。

栈桥的跨度应视桥下的建（构）筑物、道路、管沟及铁路等的位置而定，在确保一定的安全距离后，尽量考虑将桁架的跨度布置一致，减少桁架种类。

一般桁架高度为2.5～3.3m，桁架最优高跨比为h/L=1/12～1/10（h为桁架高度，L为桁架跨度），得出最经济跨度为25～35m。

3 栈桥的建筑设计栈桥断面宽度一般在主导专业提供的资料（净宽）的基础上，每边增加150mm；栈桥断面高度一般在满足主导专业提供资料（净高）的基础上，考虑上弦支撑横梁高度，桥面板的厚度及桥面建筑做法，推算出合理数值。

大跨度钢桁架连廊的结构设计与分析摘要：高层建筑能够有效提高土地利用率，为大众提供更为舒适便利的居住、商用条件。

在现阶段，为了进一步丰富高层建筑的功能，提高建筑空间利用率，大跨度钢结构连廊已经成为当下高层建筑中极其常见的结构，其作为空中连廊结构不仅能够更好实现相邻塔楼之间的联系，增加建筑的采光和空间，同时还具备极好的美观性和观赏性。

但是大跨度钢结构连廊设计难度较高，在具体设计时需要综合考虑多方面因素的影响，因此文章结合具体工程实例探讨了高层建筑大跨度钢结构连廊设计中的要点和关键，以供参考。

关键词：大跨度钢结构连廊；竖向自振频率；时程分析；峰值加速度1大跨度钢结构连廊结构的特点大跨度钢结构连廊的设计关键在于做好各组成部分之间关系的分析和连接。

尤其对于大跨度钢结构连廊这类结构，更要进行重点关注，全面考虑风载、地震、人行激励下的动力响应等的影响。

钢结构连廊两端与主体结构的连接可以采用刚接或固定铰支座、滑动铰支座连接，一般情况下宜尽量采用刚接，当连廊处在建筑底部的1/3高度范围内时(低位连接)也可采用滑动支座连接[1]。

连廊两侧塔楼宜采用双轴对称的平面形式，如果两侧塔楼不对称，在地震中将会出现复杂的X、Y、θ相互藕联的振动，扭转影响大，对抗震不利，进而会对连廊产生严重破坏甚至塌落，同时使主体结构中与连廊相连的部位结构严重破坏[2]。

为满足行人的舒适感，大跨度钢结构连廊的舒适度分析也是至关重要的。

钢结构连廊在具体设计时需要从受力条件和环境入手展开仔细的分析计算，合理进行科学连接方式的选择及采取足够的保障措施，确保连廊的安全性。

2高层建筑大跨度钢结构连廊设计中的关键点分析2.1工程概况以及相关设计参数某高层商业建筑包括两栋塔楼，两栋塔楼在7层处设置钢结构连廊，连廊的跨度、宽度和高度分别为50.4m、5.8m和4.5米，底标高为28.7m,其两端分别作者简介：何振华（1985~），男，浙江湖州人，中华人民共和国一级注册结构工程师。

大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析随着人们对于高层建筑和大型建筑的需求增加，大跨度钢结构空间管桁架在建筑领域中得到了广泛的应用。

大跨度钢结构空间管桁架是指由多个空间管段和节点构成的支撑结构体系，它具有结构性能好、刚度大、耐久性强等特点，能够满足大跨度建筑对于结构强度和空间要求的需求。

因此，本文将从设计要点的角度对于大跨度钢结构空间管桁架的设计进行分析。

1. 钢管选择钢管是大跨度钢结构空间管桁架的重要组成部分，根据不同的设计需求需要选择合适的钢管。

一般情况下，直径40米以上的大跨度建筑使用的钢管直径一般在φ300mm以上，强度一定要满足设计要求，抗震性和耐腐蚀性也要符合国家标准。

同时，在钢管的选材中还要考虑其他因素，如钢管焊接质量难以保证，在焊接钢管时要注意它的钢质性能是否发生变化等。

2. 节点的设计大跨度钢结构空间管桁架中节点的设计是制约其结构安全性的关键因素。

节点的设计方案应该满足结构的刚性和稳定性要求，同时要设计节点的与外界的连接方式，仔细考虑钢管之间的作用力平衡问题。

3. 杆件的布局在对于大跨度钢结构空间管桁架的设计中，杆件的布局对于其结构的整体性和空间性有着非常重要的影响。

桁架杆件的设计应该满足结构平衡和斜杆平衡的要求，避免在地震或风力的作用下发生结构损坏。

4. 建模与模拟钢结构空间管桁架的复杂性使其设计过程中常常会出现复杂杆系、非线性几何条件等问题。

因此，在设计过程中，建立准确的桁架模型是非常重要的。

使用有限元方法进行桁架建模，能够得到结构变形、位移等重要参数，提高了结构设计方案的准确度和合理性。

5. 防火、防腐在大跨度钢结构空间管桁架的设计过程中，防火和防腐是不可忽略的问题。

对于钢结构空间管桁架的所有节点和框架必须进行防腐处理，以增加其抗腐蚀能力和使用寿命。

同时，严格防火设计措施能够保障其结构的安全性和可靠性。

综上所述，大跨度钢结构空间管桁架的设计是一项复杂而重要的工作，需要考虑诸多结构要素。

大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析钢结构空间管桁架是一种具有高度强度、刚度和抗震能力的结构体系，其采用具有较大直径和壁厚的钢管作为主要构造材料，并通过焊接和螺栓连接等方式形成桁架结构。

在大跨度钢结构空间管桁架设计过程中，需要考虑以下要点：1.结构形式选择在考虑采用空间管桁架结构时，需要考虑该结构在技术上是否适合满足设计要求，以及是否符合建筑物的风格和功能要求。

根据建筑物的实际需要，可以选择不同的桁架结构形式，例如平面网格、空间桁架或混合结构。

2.受力分析在进行钢结构空间管桁架的设计时，需要对其受力情况进行详细的分析和计算。

这包括了静态和动态受力情况的考虑，同时还需要进行计算产生的应力和变形情况。

只有通过全面的受力分析，才能确定钢结构框架的结构和尺寸参数。

3.材料选择使用优良的材料是保证钢结构空间管桁架具有耐久性和抗风力能力的重要条件。

钢管材料在钢结构建筑中广泛采用，其直径和壁厚的选择应根据结构的受力条件和设计要求来确定。

同样，焊接和螺栓连接等方式也需根据实际情况选择，以保证结构的牢固程度和安全性能。

4.节点设计空间管桁架结构中节点的设计是决定整个结构性能的关键。

节点的设计应考虑许多因素，包括桥塔的几何形状、节点接触面积、材料强度和连接方式等。

同时，尽可能减小节点高度，减少节点的数量，可以有效降低桁架结构的成本。

而选择合适的内部对角杆等构件，则可使节点受力更加均匀、结构更加坚固。

5.防火和防腐蚀措施防火和防腐蚀是钢结构空间管桁架设计中必不可少的措施。

空间管桁架通常没有防火或难以添加防火层，其安全性更为重要。

此外，防腐蚀措施可以有效地延长结构的使用寿命，这可以通过使用防腐蚀材料或进行防腐蚀处理来实现。

综上所述，大跨度钢结构空间管桁架设计的要点包括了结构形式选择、受力分析、材料选择、节点设计和防火和防腐蚀等措施。

钢结构空间管桁架不仅具有美观和灵活的设计特点，还具有优异的抗风能力、抗震能力和耐久性等性能。

浅析空间钢管桁架结构在大跨度栈桥工程中的应用摘要：传统的型钢钢桁架跨度无法满足栈桥大跨度设计要求。

通过采用空间钢管桁架形式可以实现栈桥大跨度要求，并可解决栈桥上行人时产生有较强颤动感的问题，获得了良好的经济效果及业主的好评。

文中对该结构形式进行了三维模型计算，并对重要节点进行了有限元分析，论证了该结构的可行性和合理性。

该结构形式具有一定的推广意义。

关键词：栈桥;空间钢管桁架结构;可行性分析传统的栈桥通常采用角钢或槽钢型钢桁架，经济跨度一般为30m，设计最大跨度不宜超过50m。

且跨度较大时，人在栈桥上行走会有较强的颤动感（尤其是楼面采用钢骨架轻型板时）。

因此，传统的栈桥结构形式已经不能满足大跨度工程的设计要求。

空间钢管桁架结构以其简洁、美观的视觉效果及最大的截面刚度，广泛应用于工业厂房、储煤场、体育场、飞机场等大跨度空间结构[1]。

该结构形式如能运用到栈桥中将能很好的解决栈桥颤动问题，并能够实现栈桥的大跨度。

1 空间钢管桁架结构栈桥可行性分析山西某煤矿，由于受到场地条件限制及建筑外观要求，主斜井井口房至原煤筛分站带式输送机栈桥跨度达到61.900m，而传统的型钢钢桁架跨度已无法满足设计要求。

本文结合该煤矿栈桥工程对空间钢管桁架结构栈桥进行了计算分析及节点的有限元模拟，并论证了该结构的可行性和合理性。

1）三维模型计算传统的型钢钢桁架结构通常采用PKPM软件中STS模块计算，将一榀桁架进行平面受力计算，杆件的应力比控制在0.85左右，余下0.15倍的承载力用来抵抗计算模型中未计入的平面外地震作用和风荷载。

空间钢管桁架结构通过MIDAS和MSTCAD三维模型计算，能够在工况组合中加入地震作用和风荷载，使结构模型受力形式更接近真实情况，更好的体现了空间结构的整体性能。

2）空间相贯节点有限元分析空间钢管桁架结构采用相贯节点，免了难于刷漆和积留灰尘的死角，便于维护。

空间相贯节点是指处于不同平面的多根钢管通过相贯焊接的形式连接在一起而形成的钢管结构，是空间钢管桁架结构最主要的节点构造形式，具有构造简捷、受力合理、施工方便等优点。

谈大跨度桁架通廊的优化设计摘要：桁架在工业设计中较为普遍，但对于大跨度的桁架通廊一般较少接触，笔者结合2500m3高炉工程上料主胶带机通廊的设计过程，通过电算分析桁架弦杆、腹杆计算长度系数确定，节点板设计、施工时的注意事项，介绍在设计过程中的一些经验。

关键词：大跨度桁架计算长度系数节点板设计中图分类号：tu7文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）1 引言桁架主要是轴心受力构件(拉杆和压杆)组成的的格构式扩大构件，用以承受横向荷载和跨越较大的空间，当跨度较大采用实腹式受弯构件将造成多费钢材时，就需采用桁架。

目前工业项目自动化程度逐步提高，工程项目规模越来越大，尤其是工业项目中，为满足工艺及空间利用的要求，桁架的使用较为普遍，笔者结合2500m3高炉工程上料主胶带机通廊钢桁架工程，对大跨度桁架的优化设计，介绍自己的处理方法。

2 工程概况本工程为2500m3高炉工程上料主胶带机通廊，通廊总长度(平面尺寸252.8米)，通廊爬升角度约为10.863º，通廊支座最高点距地面53.42米，支座最低点距地面6.52米，通廊支座高差47.8米。

由于通廊需穿越多条铁路、公路及部分高炉附属设备构筑物，共有支架 5个，包括1个固定支架、4个活动支架。

通廊最高点支承于高炉42.3米钢平台上，通廊最大跨度66.720米(斜长)。

通廊断面为4.8×5m(宽×高)，通廊维护结构采用100厚彩色岩棉复合夹芯板。

本工程地处八钢，实际计算时，荷载取值如下(均为标准值)：屋面积灰荷载：1.0kn/m2(高炉中心≤50米范围内)；通廊内平台灰荷载：0.5kn/m2；屋面雪荷载：0.8kn/m2；风荷载(距地面h=10米)：0.8kn/m2，按距地面55米高计算，风荷载取1.35 kn/m2；通廊内平台检修荷载：4kn/m2，屋面按不上人屋面考虑活荷载0.5 kn/m2；通廊内平台恒荷载：1.5kn/m2；屋面恒荷载：1.0kn/m2；墙体恒荷载：0.35kn/m。