摘 要

随着经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，有车人群数量快速增长，城市的发展速度跟不上，导致了城市道路的越发拥挤。行人出行过街时，走斑马线过街，不仅自己很危险，而且对于车辆交通也有一定的阻碍。因此人行天桥就显得十分有用了。人行天桥作为城市步行空间的组成部分，不但在城市中发挥着缓解交通压力、疏散人流、为行人提供安全舒适的出行环境等重要作用，而且已经成为城市中一道亮丽的风景线，具有很高的观赏性。本文拟对一座80米宽度城市道路过街人行天桥进行设计和安全性计算，前期提出三种人行天桥方案，并对这三种方案进行相关的安全性和经济性计算，选出最佳方案，进行详细的墩柱和梯道设计，并根据结果优化结构。

本文特色是理论联系实际，所得方案现实中完全可行。

关键词：人行天桥；方案设计；有限元仿真

Abstract

With the rapid development of economy, the living standard of people more and more high, rapid growth of car population, the development of the city can't keep up with speed, led to the city roads more crowded. A zebra crossing pedestrians travel across the street, across the street, not only oneself is very dangerous, but also for vehicle traffic also to have certain obstacles. So the pedestrian bridge is very useful. Pedestrian bridge as part of the urban pedestrian space, not only in the city to ease traffic pressure, evacuation flow, for pedestrians and other important role to provide a safe and comfortable travel environment, and has become a beautiful scenery line in the city, has the very high ornamental. Article 80 meters width of City Road crossing pedestrian bridge design and security calculation, preliminary programme of three pedestrian bridges, and the three programmes related to the security and economy of calculation selected best option, for more piers and ladder design and structure optimization based on the results.

This article features: combination of theory with practice, and the resulting solution is completely feasible in reality.

Key Words: footbridge; program; finite element simulation

目录

第1章 绪论 6

1.1研究的背景及意义 6

1.2国内研究现状 6

1.3发展趋势 6

1.4人行天桥的几种主要分类 8

1.5钢结构桥梁的优势 8

1.6本章小结 9

第2章人行天桥的相关设计 10

2.1 地形概况 10

2.2主要技术要求 10

2.3净高设计 10

2.3.1桥下净高 10

2.3.2桥面净高 10

2.4净宽设计 10

2.4.1桥面净宽 10

2.4.2梯道净宽 10

2.5跨度设计 10

2.6钢材选择 11

2.7挠度允许值 11

2.8荷载 11

2.8.1天桥设计荷载分类 11

2.8.2人群荷载 11

2.9本章小结 12

第3章方案设计及比选 13

3.1方案设计 13

3.1.1桥面系设计 13

3.1.2三种承重方式设计 14

3.2有限元建模 15

3.2.1几何建模 16

3.2.2网格划分 16

3.2.3施加载荷 17

3.2.4计算以及后处理 22

3.3方案比较 26

3.3.1方案比较的主要标准 26

3.3.2相关参数统计 26

3.3.3方案比选 27

3.3.4方案选择 28

3.4本章小结 28

第4章桥墩设计 29

4.1桥墩形式 29

4.2有限元建模 29

4.2.1几何模型 29

4.2.2网格划分 30

4.2.3载荷施加 30

4.2.4计算和后处理 32

4.3本章小结 33

第5章梯道设计 34

5.1梯道设计方案 34

5.2有限元建模 34

5.2.1几何模型 34

5.2.2网格划分 34

5.2.3载荷施加 35

5.2.4计算以及后处理 36

5.3本章小结 38

第6章结论 39

参考文献 40

第1章 绪论

本文欲设计一座跨80米宽城市道路的过街人行天桥，并对其进行结构安全性计算。随着大量人群往城市迁移，城市人群和车的矛盾日益突出。经常发生人车争道现象，导致很多交通安全事故的发生。为此，本次毕业设计拟进行城市钢结构人行天桥方案设计与计算，改善城市交通人车合理分流，提高交通安全性。同时，根据计算结果修改设计方案，达到优化设计的目的。

    参照武汉民生路人行天桥结构形式，通过实地调查和分析，设计出类似的简支形式钢箱梁结构城市人行天桥方案，并对其结构进行有限元仿真计算分析，根据计算结果修改设计方案，达到优化设计的目的。

1.1研究的背景及意义

人行天桥（又名过街天桥,步道桥）是城市道路工程中的重要组成部分,是在交通密集的地区,为解决路人过街,满足人车分流,方便建筑物之间联系而建设的过街桥梁。

自改革开放以来，人们的出行方式日趋丰富，城市交通迅速发展。随着人口及交通工具的不断增多，交通拥堵及安全问题日益严重，这已成为我国当前的一大热点问题。人行天桥作为城市交通的重要一环，对解决此类问题起着至关重要的作用，但其相对于非步行空间，如车行道、高速公路、地铁站、立交桥等交通空间来说，还处于缓慢发展的不完善阶段。因此，我们积极开展人行天桥的研究，对于改善城市交通状况具有什么重要的意义。

1.2国内研究现状

我国的人行天桥建设始于20世纪70年代,多为钢筋混凝土梁柱结构,以满足行人过街通行的需求。在80年代后期, 国内曾经展开过关于天桥与地道建设优缺点比较的大讨论。由于当时的人行天桥大多讲求实用性,忽略美观性,普遍存在影响市容等原因,天桥建设一度销声匿迹,取而代之的是大量人行地道的实施。实践经验表明,人行地道本身受地下管线、地下水位的影响,有些地方并不适合；并且人行地道建造成本是人行天桥的1.5至2倍以上, 且日常运营维护费用比天桥要高出很多。

随着我国经济社会的发展,人民群众审美意识的提高,人行天桥的建设再次成为人们关注的重点。人们已经不再从纯粹的安全性角度来研究人行天桥,而是结合时代的背景特点、生态环境和可持续发展的观点,运用现代城市设计的理念和古代中国桥梁的美学观,来研究新城市化进程中的人行天桥的建设。

1.3发展趋势

综观近几年的人行天桥的发展建设,呈现出以下几个趋向。