单线铁路钢桁梁桥(西南交大钢桥课程设计)
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第一章设计资料
第一节基本资料
1设计规范:铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005),铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005)。
2结构轮廓尺寸:计算跨度L=80+(50-50) ×0.2=80,要求L=80m的改为L=92m,钢梁分10个节间,节间长度d=L/10=9.2m,主桁高度H=11d/8=11×9.2/8=12.65m,主桁中心距B=6.4m,纵梁中心距b=2.0m,纵梁计算宽度B0=5.95m,采用明桥面、双侧人行道。
3材料:主桁杆件材料Q345q,板厚 40mm,高强度螺栓采用40B,精制螺栓采用BL3,支座铸件采用ZG35II、辊轴采用35号锻钢。
4 活载等级:中—活载。
5恒载
(1)主桁计算
桥面p1=10kN/m,桥面系p2=6.29kN/m,主桁架p3=14.51kN/m,
联结系p4=2.74kN/m,检查设备p5=1.02kN/m,
螺栓、螺母和垫圈p6=0.02(p2+ p3+ p4),焊缝p7=0.015(p2+ p3+ p4);
(2)纵梁、横梁计算
纵梁(每线)p8=4.73kN/m(未包括桥面),横梁(每片)p9=2.10kN/m。
6风力强度W0=1.25kPa,K1K2K3=1.0。
7工厂采用焊接,工地采用高强度螺栓连接,人行道托架采用精制螺栓,栓径均为22mm、孔径均为23mm。高强度螺栓设计预拉力P=200kN,抗滑移系数μ0=0.45。
第二节设计内容
1主桁杆件内力计算;
2主桁杆件截面设计
3弦杆拼接计算和下弦端节点设计;
4挠度验算和上拱度设计;
第三节设计要求
1 主桁内力计算结果和截面设计计算结果汇总成表格。
2主桁内力计算表格项目包括:l、α、Ω、ΣΩ、p、Np、k、Nk、1+μ、1+μf、(1+μ)Nk、a、η、纵联风力、桥门架效应风力与弯矩、制动力与弯矩、NI、NII、NIII、NC、疲劳计算内力Nnmin、Nnmax、弯矩Mnmin、Mnmax;
3主桁内力计算推荐采用Microsoft Excel电子表格辅助完成。
4步骤清楚,计算正确,文图工整。
第二章主桁杆件内力计算
第一节主力作用下主桁杆件内力计算
1恒载
桥面p1=10kN/m,桥面系p2=6.29kN/m,主桁架p3=14.51,联结系p4=
2.74kN/m,检查设备p5=1.02kN/m,螺栓、螺母和垫圈p6=0.02(p2+p3+p4),焊缝p7=0.015(p2+p3+p4);
每片主桁所受恒载强度
p=[10+6.29+14.51+2.74+1.02+0.02(6.29+14.51+2.74)+0.015(6.29+14.51+2.74)]/2=17.69 kN/m,近似采用p=18 kN/m。
2 影响线面积计算
(1)弦杆
影响线最大纵距H
l l l y ⋅⋅=
2
1 影响线面积 y l ⋅=Ω21
E 2E 4:l 1
=27.6, l 2
=64.4,α=0.3,
173.4(1.5273)56.05192
Ω=⨯⨯=
其余弦杆计算方法同上,计算结果列于下表 2.1 中 (2)斜杆
l
l y 2
sin 1⋅
=θ, l l y 1
21
sin 1⋅=θ, 2365.1)2575
,1046.7(1sin 12
=+=θ 11
211121)(2
1)(21y l l y l l ⋅+=Ω⋅+=Ω,
式中 1
1
1111
11846.7y y y
l y l y l y l +=-==, E 0A 1:l 1=7.46,l 2=67.14,α=0.1
m y 51.4111285.16.742
1
11285.16.7414.672365.1=⨯⨯=Ω=⨯
=, A 3E 4:,37095.06.7438.222365.1,7419.06.7476.442365.138.2276.4411
22=⨯-==⨯===y y l l ,,
087
.013
.238.2213.213.233.546.71.076.4433.533.533.537095.07419.07419.0811
11=+==-==+==+⨯=
αα,,,l l
m
m m 034.14546.458.18546.4)37095.0()38.2213.2(21
58.187419.0)76.4433.5(211=-=Ω-=-⨯+=Ω=⨯+=
Ω∑,, 其余斜杆按上述方法计算 并将其结果列于表中。 (3)吊杆
m y 46.792.1412
1
0.1=⨯⨯=
Ω=,
3 恒载内力
KN
N A KN N E KN N E p N p p p p 28.13446.70.18:A 44.82)58.4(0.18:E 8.4426.240.18:E 555420=⨯=-=-⨯==⨯=Ω=∑,例如
4 活载内力
(1) 换算均布活载 k
按α及加载长度 l 查表求得 例如
m
KN k l E A m
KN k l m KN k l m KN k l /99.60,92.14,5.0:/8.54,16.33.10/79.52,44.41,1.0:A E )
(/4.45,6.74,3.0:E E 551
5442============αααα,(用内插法求得)
每片主桁
(2)冲击系
弦杆,斜杆:244.16
.744028
1402811=++=++=+L μ
吊杆:51.192
.144028
11=++=+μ
(3)静活载内力k N
KN
N E A KN
N KN N A E KN N E E k N k k k k k 99.45446.799.60:36.4492.88.5424.67679.5281.12:58.116575.4741.24:5515420=⨯==⨯=-=⨯-==⨯=Ω=,例如
(4)活载发展均衡系数
活载发展均衡系数:)6
11max ααη-+=(