1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單線鐵路下承式栓焊簡(jiǎn)支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì)姓 名：李志中學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：橋梁組鐵工六班電 話：電子郵件：指導(dǎo)老師：李燕強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)間：2012年5月1 至6月專心-專注-專業(yè)目 錄 第一章 設(shè)計(jì)資料第一節(jié) 基本資料1設(shè)計(jì)規(guī)范：鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005），鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.2-2005）。2結(jié)構(gòu)輪廓尺寸：計(jì)算跨度L=80+0.2×（5071）=75.8m，鋼梁分10個(gè)節(jié)間，節(jié)間長度d=L/10=7.58m，主桁高度H=11d/8=11×7.58/8=10.4225m，主桁中心距B6.4m，縱梁中心距b2.0m，

2、縱聯(lián)計(jì)算寬度B05.95m，采用明橋面、雙側(cè)人行道。3 材料：主桁桿件材料Q345q，板厚40mm，高強(qiáng)度螺栓采用40B，精制螺栓采用BL3，支座鑄件采用ZG35 II、輥軸采用35號(hào)鍛鋼。4 活載等級(jí)：中荷載5 恒載 (1) 主桁計(jì)算橋面p110kN/m，橋面系p26.29kN/m，主桁架p314.51kN/m，聯(lián)結(jié)系p42.74kN/m，檢查設(shè)備p51.02kN/m，螺栓、螺母和墊圈p60.02(p2p3p4)，焊縫p70.015(p2p3p4)；上述合計(jì)為17.69kN/m（每片桁架），近似取為18kN/m(2) 縱梁、橫梁計(jì)算縱梁(每線)p84.73kN/m(未包括橋面)，橫梁(每片)

3、p92.10kN/m。6 風(fēng)力強(qiáng)度W01.25kN/m2，K1K2K31.0。7 連接：工廠采用焊接，工地采用高強(qiáng)度螺栓連接，人行道托架采用精制螺栓，栓徑均為22mm、孔徑均為23mm。高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力P200kN，抗滑移系數(shù)0.45。第二節(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容1主桁桿件內(nèi)力計(jì)算；2主桁桿件截面設(shè)計(jì)3弦桿拼接計(jì)算和下弦端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；4撓度驗(yàn)算和上拱度設(shè)計(jì)；5空間分析模型的全橋計(jì)算。第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求主桁內(nèi)力計(jì)算、設(shè)計(jì)匯總成表格；主桁內(nèi)力計(jì)算表格項(xiàng)目包括：l、p、Np、k、Nk、1、1f、(1)Nk、a、縱聯(lián)風(fēng)力、橋門架效應(yīng)風(fēng)力與彎矩、制動(dòng)力與彎矩、NI、NII、NIII、NC、疲勞計(jì)算內(nèi)力Nnmin、N

4、nmax、彎矩Mnmin、Mnmax；主桁內(nèi)力計(jì)算推薦應(yīng)用Microsoft Excel電子表格；中間數(shù)據(jù)保留小數(shù)位數(shù)三位以上，結(jié)果數(shù)據(jù)保留一位小數(shù)即可。步驟清楚，計(jì)算正確，文圖工整、裝訂成冊(cè)。第二章 主桁桿件內(nèi)力計(jì)算第一節(jié) 主力作用下主桁桿件內(nèi)力計(jì)算1恒載橋面 p110kN/m，橋面系p26.29kN/m,主桁架 p314.51，聯(lián)結(jié)系p42.74kN/m，檢查設(shè)備 p51.02kN/m，螺栓、螺母和墊圈 p60.02(p2+p3+p4)，焊縫 p70.015(p2+p3+p4)每片主桁所受恒載強(qiáng)度p10+6.29+14.51+2.74+1.02+0.02(6.29+14.51+2.74)+

5、0.015(6.29+14.51+2.74)/217.69 kN/m，近似采用 p18 kN/m。2 影響線面積計(jì)算注：影響線在下為受壓，為負(fù)；在上為受拉，為正（1）弦桿 影響線最大縱距 影響線面積 A1A3：l115.16，l260.64，0.2 ， E2E4：l122.74， l253.06，0.3， 其余弦桿計(jì)算方法同上，計(jì)算結(jié)果列于下表 2.1 中（2）斜桿， ， E0A1：l17.58，l268.22，0.1A1E2：其余斜桿按上述方法計(jì)算 并將其結(jié)果列于表中。(3)吊桿3 恒載內(nèi)力4 活載內(nèi)力(1)換算均布活載 k按及加載長度查表內(nèi)插求得（單片主桁）（2）沖擊系數(shù)弦桿，端斜桿：中間

6、斜桿：吊桿：（3）靜活載內(nèi)力（4）活載發(fā)展均衡系數(shù)活載發(fā)展均衡系數(shù)：其余桿件計(jì)算同上，并將其計(jì)算結(jié)果列于表 2.1 中第二節(jié) 橫向附加力作用下的主桁桿件內(nèi)力計(jì)算1. 平縱聯(lián)效應(yīng)的弦桿附加力平縱聯(lián)上橫向風(fēng)力分布集度計(jì)算：考慮到橫向附加力要與主力組合，而主力包括列車活載內(nèi)力，故橫向風(fēng)力只考慮有車的情況，依設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，風(fēng)壓 WK1K2K3W01.0×1.25kPa,故有車風(fēng)壓0.8W1.0kPa。下平縱聯(lián)的有車均布風(fēng)荷載桁高 H10.4225m，h縱梁高+鋼軌軌木高1.29+0.41.69m w 下0.5×0.4×H+ (1-0.4)×(h+3)W0.5&

7、#215;0.4×10.4225+ (1-0.4)×(1.69+3)×1.04.8985kN/m 上平縱聯(lián)的有車均布風(fēng)荷載w 上0.5×0.4×H+ 0.2×(1-0.4)×(h+3)W =0.5×0.4×10.4225+0.2×(1-0.4)×(1.69+3)×1.02.6473kN/m列車搖擺力按沿橋長5.5KN/m計(jì)算，按相應(yīng)的分配系數(shù)分配到上下平縱聯(lián)為=0.25.5=1.1KN/m，=1.05.5=5.5KN/m，風(fēng)力和搖擺力同時(shí)達(dá)最大的可能性很小，故兩者不疊加，取其

8、較大者計(jì)算，所以上平縱聯(lián)取2.6473kN/m進(jìn)行計(jì)算，下平縱聯(lián)取5.5KN/m進(jìn)行計(jì)算。2 弦桿內(nèi)力 以A1A3，E0E2為例做影響線圖如下 2橋門架效應(yīng)的端斜桿和端下弦桿附加力橋門架所受總風(fēng)力 計(jì)算結(jié)果列在表2.1中。第三節(jié) 制動(dòng)力作用下的主桁桿件附加力計(jì)算1下弦桿制動(dòng)力計(jì)算以下弦桿 E2E4為例，將活載作如圖所示的布置，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，當(dāng)三角形影響線頂點(diǎn)左邊的活載之和等于右邊之和時(shí)，為產(chǎn)生最大內(nèi)力的活載布置位置。解得x=8.9918m故橋上活載總重=在主力作用下的內(nèi)力已計(jì)入沖擊系數(shù)，制動(dòng)力按靜活載的7%計(jì)算：制動(dòng)力2 端斜桿制動(dòng)力計(jì)算E0E1桿力影響線頂點(diǎn)位置離左端點(diǎn)支點(diǎn)7.58m，設(shè)

9、將列車荷載的第 4 軸重 Pl置于影響線頂點(diǎn)處。因?yàn)橛绊懢€為三角形，故根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)所述的法則，若滿足下列條件，則該活載位置是產(chǎn)生最大桿力時(shí)的荷載 將第 3 軸重或第 5 放到頂點(diǎn)位置上均不滿足上述條件，故將上述活載即為產(chǎn)生最大桿力時(shí)的活載。制動(dòng)力所產(chǎn)生的桿件內(nèi)力Nt和M2：軸向力下弦桿彎矩第四節(jié) 疲勞內(nèi)力計(jì)算1.疲勞軸力疲勞荷載組合包括設(shè)計(jì)載荷中的恒載和活載(包括沖擊力、離心力，但不考慮活載發(fā)展系數(shù))。列車豎向活載包括豎向動(dòng)力作用時(shí)，應(yīng)將列車豎向靜活載乘以運(yùn)營動(dòng)力系數(shù)(1+f)。同時(shí)，第 4.3.5 條又規(guī)定，焊接及非焊接(栓接)構(gòu)件及連接均需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢算，當(dāng)疲勞應(yīng)力均為壓應(yīng)力時(shí)，可不檢算

10、疲勞。疲勞計(jì)算采用動(dòng)力運(yùn)營系數(shù)弦桿，端斜桿：中間斜桿：吊桿：其余計(jì)算內(nèi)力見表2-1。2 吊桿疲勞彎矩作用在縱梁上的恒載p=9.73KN|m由恒載產(chǎn)生縱梁對(duì)橫梁的作用力Np=72.5858KN當(dāng)L=14.92m和a=0.5時(shí)，k=60.988KNm由活載產(chǎn)生縱梁對(duì)橫梁的作用力由恒載產(chǎn)生的簡(jiǎn)支梁彎矩由靜活載產(chǎn)生的簡(jiǎn)支梁彎矩沖擊系數(shù)第五節(jié) 主桁桿件內(nèi)力組合1主力組合2主力和附加力組合表2.1 主桁桿件內(nèi)力計(jì)算第三章 主桁桿件截面設(shè)計(jì)第一節(jié) 下弦桿截面設(shè)計(jì)1、 中間下弦桿 1. 設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)最大內(nèi)力：=5044.6KN 疲勞內(nèi)力幅：=3539.7KN 主桁下弦桿均為受拉桿件，一般有疲勞強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)2

11、初選桿件截面 選用腹板 1-400×14,翼緣 2-460×30,每側(cè)有 4 排栓孔，孔徑 d23cm; 毛截面面積=33200栓孔削弱面積=8×23×30=5520,其余各項(xiàng)用excel表格計(jì)算，結(jié)果如下同理對(duì)下弦桿E2E4進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算得二、端下弦桿 E0E22. 1.設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)最大內(nèi)力：=1933.4KN 疲勞內(nèi)力幅：=1365.1KN 該桿為受拉桿件，一般有疲勞強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)，由表格計(jì)算得因該桿需承受彎矩，故截面選的較富余計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)需凈截面慣性矩，為第二節(jié)上弦桿截面設(shè)計(jì)以上弦桿A1A3為例。1. 設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)控制內(nèi)力： =-3330.2KN

12、, 桿件幾何長度：7.58m,材料：Q345q 上弦桿為受壓構(gòu)件，由整體穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)2.初選截面 按如下初定尺寸豎板：2-460×24水平板：412×12，其余相應(yīng)截面特性由表格計(jì)算得故其剛度穩(wěn)定性等均滿足要求同理對(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)控制內(nèi)力： =-4879.4KN, 桿件幾何長度：7.58m,材料：Q345q 上弦桿為受壓構(gòu)件，由整體穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)2.初選截面 按如下初定尺寸豎板：2-490×30水平板：400×20，其余相應(yīng)截面特性由表格計(jì)算得 第三節(jié) 端斜桿截面設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料 2.初選截面端斜桿 為壓彎構(gòu)件，先按壓桿對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，再按壓

13、彎構(gòu)件進(jìn)行各項(xiàng)驗(yàn)算，選用腹板 1-416×12、翼緣 2-600×22 上述表格計(jì)算可知，其剛度滿足要求 3整體穩(wěn)定驗(yàn)算，4. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算 5. 強(qiáng)度檢算第四節(jié) 中間斜桿截面設(shè)計(jì)1. 以斜桿 E4A5為例。設(shè)計(jì)資料 ,該桿以壓為主兼受拉，故先壓桿進(jìn)行設(shè)計(jì)再按拉桿進(jìn)行疲勞檢算初選截面選豎板:2-440×12，水平板-436×10 驗(yàn)算2. 桿設(shè)計(jì)：該桿以受拉為主兼受壓，故先按拉桿對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再對(duì)其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢算，用表格計(jì)算得3.該桿為壓桿，按壓桿對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)由表格計(jì)算得4. 設(shè)計(jì) 該桿為拉桿，按疲勞強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，由表格計(jì)算得由表格中數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)

14、行驗(yàn)算可得，其剛度強(qiáng)度均滿足要求第五節(jié) 吊桿截面設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)最大內(nèi)力：=847.2KN 疲勞內(nèi)力幅：=612KN，2. 初選截面 選用腹板 1-436×10、翼緣板2-260×12，由表格計(jì)算得3.剛度驗(yàn)算鋼橋規(guī)范規(guī)定僅受拉力且長度16m 的腹桿容許最大長細(xì)比為 180，由表 3.1 可知x54.9，y144.8180，通過驗(yàn)算。4疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算吊桿無附加力，在主力作用下，吊桿除受到軸力外，還受到橫向鋼架作用產(chǎn)生的彎矩，故應(yīng)檢算軸力與彎矩共同作用下的疲勞。橫梁影響線表3.1 主桁桿件尺寸及驗(yàn)算總表第六節(jié) 桿件連接高強(qiáng)度螺栓計(jì)算按照鋼橋規(guī)范第6.1.1條，高強(qiáng)度螺栓容許

15、抗滑承載力為：式中高強(qiáng)螺栓的容許抗滑承載力；高強(qiáng)螺栓連接處的抗滑面數(shù)；高強(qiáng)螺栓連接的鋼材表面抗滑移系數(shù)，不大于0.45；高強(qiáng)螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力，為；安全系數(shù)，采用1.7。主桁腹桿桿端高強(qiáng)度螺栓個(gè)數(shù)n應(yīng)滿足。為桿件的承載力，對(duì)于主桁桿件：受拉桿件；受壓桿件；受拉壓桿件。一下各取一桿件舉例說明：1拉桿桿件承載力 螺栓數(shù)個(gè)；2壓桿 3拉壓桿 第四章 弦桿拼接計(jì)算和下弦端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第一節(jié) E2節(jié)點(diǎn)弦桿拼接計(jì)算1 拼接板截面設(shè)計(jì)鋼橋規(guī)范第9.0.7 條規(guī)定，主桁受拉桿件拼接板凈面積應(yīng)比被拼接桿件凈面積大10。根據(jù)前面表3-1 計(jì)算結(jié)果， 桿(2-460×12，1-436×10)一半凈面積

16、為桿(2-460×24，1-412×14)一半凈面積為節(jié)點(diǎn)板選用厚度20mm,一塊節(jié)點(diǎn)板作為外拼接板提供的面積(取桿件高度460mm 部分)初選內(nèi)拼接板為4-210×20 (一側(cè)兩塊)，兩塊內(nèi)拼接板凈面積為對(duì)于受拉構(gòu)件，其拼接計(jì)算應(yīng)滿足通過驗(yàn)算。2 拼接螺栓和拼接板長度單抗滑面高強(qiáng)螺栓的容許承載力為：節(jié)點(diǎn)板所需高強(qiáng)螺栓數(shù)：內(nèi)拼接板所需高強(qiáng)螺栓數(shù)：2 斜桿、吊桿連接所需螺栓數(shù)計(jì)算及節(jié)點(diǎn)板最終尺寸確定拉桿桿件承載力 螺栓數(shù)個(gè)；需布置8排螺栓，總數(shù)為2×4×8=64(兩側(cè)）壓桿需布置6排，總數(shù)為2×4×6=48（兩側(cè)）立桿：立桿取

17、和吊桿相同的截面，立桿截面所能承受的力遠(yuǎn)大于其內(nèi)力，橋規(guī)規(guī)定，取1.1N 和中的較大值對(duì)所需螺栓數(shù)進(jìn)行計(jì)算1.1N=847.2×1.1=931.9KN,=0.75×9496×200=1424.4KN螺栓數(shù)節(jié)點(diǎn)板所需長度、高度及各邊輪廓由實(shí)際作圖中螺栓布置輪廓來確定第2節(jié) 節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度檢算1.檢算主力作用下節(jié)點(diǎn)中心處節(jié)點(diǎn)板豎向截面上的法向應(yīng)力2. 檢算主力作用下腹桿與弦桿之間的節(jié)點(diǎn)板水平截面上的剪應(yīng)力 3. 檢算斜桿與節(jié)點(diǎn)板連接處節(jié)點(diǎn)板的撕裂應(yīng)力 第五章 撓度計(jì)算和預(yù)拱度設(shè)計(jì)第一節(jié) 撓度計(jì)算全橋滿布單位均布荷載時(shí)簡(jiǎn)支桁架跨中撓度為：式中單位集中荷載作用在跨中時(shí)各桿件內(nèi)

18、力；全橋滿布單位均布荷載時(shí)各桿內(nèi)力，即桿件影響線總面積；、桁架各桿長度和毛截面積；鋼材的彈性模量。撓度計(jì)算見表5-1桿件 L 單位 mNNmmA1A32702415.16-44.1018 -0.7273 0.1799 A3A53740015.16-66.1527 -1.4545 0.3900 E0E21540015.1624.8073 0.3636 0.0888 E2E42784815.1657.8836 1.0909 0.3438 E4E5332007.5868.9091 1.8182 0.2861 E0A13139212.89-42.1770 -0.6183 0.1071 A1E23740012.8932.8043 0.6183 0.0699 E2A32702412.89-23.4317 -0.6183 0.0691 A3E41540012.8914.0590 0.6183 0.0728 E4A52784812.89-4.6863 -0.6183 0.0134 A5E51060010.42257.5800 1.0000 0.0373