雒顶
中国市政工程西北设计研究院有限公司 甘肃 兰州 730000
摘要：钢管桁架在结构设计中已被广泛应用于管道跨越的桥架中。本文通过3d3s软件建立钢管桁架桥的模型，对钢管桁架桥进行静力分析。通过静力分析，然后了解其在管道的重力及人行检修荷载作用下的内力及变形。然后将其导入到yjk软件，以验证其在刚管桁架桥计算的有效性。
关键词：刚管桁架；设计
1工程概况
工程位于甘肃某县城，抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第三组。场地类别为 II类，场地特征周期0.45s，阻尼比在多遇地震下取值为0.02，罕遇地震下为0.05。本工程敷设2根DN500热力管网，该管网跨越城区排洪沟，主跨长33m，管桥宽2.8m，中间敷铺设0.7m宽人行通道。具体布置详见图一。
.png)
图一
2 结构布置
结构主跨采用一跨33m钢管拱桁架，主跨计算跨度为33m，主桁架结构上弦采用弧线，高度为4.0m，上下主桁架均为两根钢管，管中心距为2.8m，上下弦杆通过腹杆连接成为整体。上弦杆使用194mmx10mm钢管，上弦横梁为108mmx7mm。下弦使用180mmx9mm钢管，下弦横梁为152mmx8mm。桁架腹杆为108mmx6mm钢管。桁架杆件均为圆管截面，材料均为Q235-B级钢材。
下弦支撑之间的连接为槽14b，净宽700mm，上面敷设花纹钢板。桥面的人群或检修荷载通过横梁传递给桁架节点。
3 管桁架结构受力分析
3.1计算模型建立
根据规范《钢管桁架结构技术规程》（DB34-T 5002-2014）[1]6.1.2条，桁架平内杆件的节间长度或杆件长度与界面高度之比大于12（主管）和24（支管）时，可将节点简化为铰接。所以本钢管桁架的弹性分析假定杆件均为铰接，本桁架对于腹杆、上下弦的连接横梁均
.png)
图二
简化为铰接，计算结果偏于安全[2]。支座为铰接支座。上部模型如图二所示：
3.2计算荷载
桁架主要承受2根DN500的钢管，每3.3m设置支撑，钢管敷设于支撑之上，其每根管竖向力为12KN，水平力为4KN，检修荷载按照4KN/㎡计算，并将结果导入到跨中横梁，为12KN。
3.3计算结果
（1）支座反力
支座反力（3d3s）
.png)
（2）杆件应力比
.png)
标准组合下的应力比（yjk）
yjk下弦杆的最大应力比为0.91,3d3s为0.83，yjk计算结果较为保守
（3）结构变形
.png)
标准组合下的位移（yjk）单位（mm）
Yjk的计算最大位移为29.68mm，3d3s计算最大位移为30.7mm，计算结果较为接近。
根据《钢管桁架结构技术规程》（DB34-T 5002-2014）对于结构的应力比与变形控制，钢管桁架结构在恒荷载和活荷载作用下最大挠度值不超过结构跨度的1/250。
本桁架最大应力比为0.83＜0.9满足规范要求。
本桁架的最大位移为△1=30.7mm，最大挠度限值为[△]1=133000/250=132mm，位移△1＜[△]1，可满足规范要求。
4 结论
随着人们对美观要求越来越高，传统的管桥已不能满足需求，管桁架桥以其优美的曲线为城市增添更多风景线。管桁架的传统计算软件3d3s在钢结构方面的计算很强大，然而软件建模不如yjk简单快捷。
1.yjk在刚管桁架计算位移与3d3s结果相近，而应力比偏大，支座反力偏小。
2.yjk在刚管桁架只能施加节点荷载， 3d3s可以施加杆件中间荷载
3.yjk在后处理结果，如节点验算、管桁架主管与支管截面检查、管桁架节点夹角等方面验算无专业模块，不如3d3s强大。
参考文献：
[1] 安徽省住房与城乡建设厅.钢管桁架结构技术规程（DB34/T 5002-2014）[S]. 2014.
[2] 汪志香，李惠强，等.大跨钢管桁架结构计算简化模型的分析[J]. 基建优化，2005,26（6）.