【正文】 ....................... 21 1)初選截面 ....................................................................................................... 21 2)剛度驗算 ................................................................................................ 21 3)拉力強度驗算 ......................................................................................... 21 4)疲勞強度驗算 ......................................................................................... 21 第六節(jié) 腹桿高強度螺栓計算 ................................................................... 22 第四章 弦桿拼接計算和下弦端節(jié)點設計 ........................................................................ 23 第一節(jié) E2 節(jié)點弦桿拼接計算 .................................................................................. 23 1 下弦桿的拼接計算 ........................................................................................ 23 1)拼接板截面設計 ..................................................................................... 23 2)拼接螺栓和拼接板長度 ........................................................................... 23 3)內拼接板長度 ......................................................................................... 24 2 斜桿的拼接計算 ............................................................................................ 24 3 吊桿的拼接計算 ............................................................................................ 24 第二節(jié) E0 節(jié)點弦桿拼接計算 .................................................................................. 24 1)拼接板截面設計 ..................................................................................... 24 2)拼接螺栓和拼接板長度 ........................................................................... 25 3)內拼接板長度 ......................................................................................... 25 第三節(jié) 下弦端節(jié)點設計 .......................................................................................... 25 第五章 桁架梁橋空間模型計算 ...................................................................................... 25 第一節(jié) 建立空間詳細模型 ...................................................................................... 25 第二節(jié) 恒載以及恒載和活載下豎向變形計算 .......................................................... 26 第三節(jié) 主力作用下內力校核 ................................................................................... 27 第四節(jié) 主力 +風荷載作用下內力校核 ...................................................................... 27 第五節(jié) 主力 +制動力荷載作用下內力校核 ............................................................... 28 第六章 設計總結 ........................................................................................................... 28 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 3 第一章 設計資料 第一節(jié) 基本資料 ：鐵路橋涵設計基本規(guī)范 ()，鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范 ()。 ：計算跨度 L＝ 64m，鋼梁分 8 個節(jié)間，節(jié)間長度 d＝ L/8=8m，主桁高度 H＝ 11m，主桁中心距 B＝ ，縱梁中心距 b＝ ，縱聯(lián)計算寬度 B0＝ ，傾斜角 1??? ，采用明橋面、雙側人行道。 ：主桁桿件材料 16Mnq，板厚≤ 32mm，高強度螺栓采用 40B。 ：工廠焊接，工地栓接，基本參數(shù)：栓徑 23mm，預緊力 200KN，摩擦系數(shù)。 ：中－荷載。 ：鋼橋橋面為明橋面，雙側人行道，自重按 34KN/m，風力為 1000KN/m2。 第 二 節(jié) 設計內容 ； ； ； ； 。 第 二 章 主桁桿件內力計算 說明：橋梁采用 MIDAS CIVIL 進行建模計算各個桿件內力，其中上下弦桿、橋門架、斜桿、吊桿均采用梁單元，但是釋放兩端約束，而成為桁架體系，橫梁采用梁單元，為了便于施加移動荷載 —— 中活載，設置虛擬梁，材料自定義，密度為 0，彈性模量足夠小，截面取圓形，半徑足夠小，剛度可以忽略。 第一節(jié) 主力作用下主桁桿件內力計算 1 恒載 根據(jù)要求，恒荷載采用 34KN/m，加在虛擬梁之上。活荷載則加于虛擬梁之上，具體情況如圖所示： 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 4 圖 1 恒荷載加載圖 2 活載 活荷載則加于虛擬梁之上。虛擬梁材料自定義，密度為 0，彈性模量足夠小，截面取圓形，半徑足夠小，剛度可以忽略。活載為中活載，車道數(shù)為 1，單線鐵路。 圖 2 活荷載加載圖 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 5 圖 3 中活載定義圖示 3 列車橫向搖擺力產(chǎn)生的弦桿內力 橫向搖擺力取 S＝ 100KN 作為一個集中荷載取最不利位置加載，水平作用在鋼軌頂面。搖擺力在上下平縱聯(lián)的分配系數(shù)如下：橋面系所在平面分配系數(shù)為 ，另一平面為 。 上平縱聯(lián)所受的荷載 S 上 ＝ 100＝ 20kN, 下平縱聯(lián)所受的荷載 S 下 ＝ 100＝ 100kN。 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 6 圖 4 列車橫向搖擺力加載圖 4 MIDAS 計算結果 通過計算，分別得出在恒載、活載以及活載 +恒載作用下各個桿件的軸力大小，如下圖所示： 圖 5 恒載作用下軸力圖 圖 6 活載作用下最大值軸力圖 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 7 圖 7 列車橫向搖擺力作用下最大值軸力圖 圖 8 恒載 +活載作用下絕對最大值軸力圖 圖 9 恒載 +活載 +列車搖擺力作用下絕對最大值軸力圖 第二節(jié) 橫向風力作用下的主桁桿件附加 力計算 1 風荷載施加 依設計任務書要求， 風壓 W＝ 1000KN/m2。為了便于計算，將桁架一面建立虛擬面單元，厚度足夠薄（取 ），材料和虛擬梁一樣，密度為 0，彈性模量足夠小，考慮到面荷載折減，乘以折減系數(shù) ，則為 。如圖所示： 圖 10 風荷載加載圖 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 8 2 風荷載計算結果 圖 11 風荷載作用下軸力圖 圖 12 恒載 +活載 +橫向搖擺力 +風荷載作用下軸力圖 第三 節(jié) 制動力作用下的主桁桿件附加力計算 1 下弦桿制動力計算 圖 13 移動荷載最不利位置 以下弦桿 E3E4為例，通過邁達斯內部的移動荷載追蹤器確定將活載作如圖所示的布置，為產(chǎn)生最大桿力的活載布置位置。其中車頭至起始點距離為 53m，故橋上活載總重＝ 5 220+30 92+ 80KN=5100KN，在主力作用下的內力已計入沖擊系數(shù)，制動力按靜活載的 7％計算 : 制動力 T＝ 5100 ＝ 357kN，加在中間橫梁上，得出各桿件內力情況。 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 9 圖 14 制動力加載圖 圖 15 制動力荷載作用下軸 力圖 第四節(jié) 疲勞內力計算 疲勞荷載組合包括設計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力作用時，應將列車豎向靜活載乘以運營動力系數(shù) (1+μ f)。同時，第 條又規(guī)定，焊接及非焊接 (栓接 )構件及連接均需進行疲勞強度檢算，當疲勞應力均為壓應力時，可不檢算疲勞。疲勞計算采用動力運營系數(shù)。 其值按下式計算： Lf ???? 401411 ?。 式中： L— 橋梁跨度（ m），承受局部活載桿件為影響線加載長度； f? — 活載沖擊力的動力系數(shù)。 14140 1411 ?????????? Lf? ，計算結果匯入表格。 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 10 第五節(jié) 主桁桿件內力組合 1 主力組合 圖 16 恒載 +活載 +列車搖擺力作用下絕對最大值軸力圖 2 主力和附加力組合 圖 17 恒載 +活載 +列車搖擺力 +風荷載作用下絕對最大值軸力圖 圖 18 恒載 +活載 +列車搖擺力 +制動力荷載作用下絕對最大值軸力圖 第六節(jié) 各種工況下內力計算匯總表 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 11 表 1 主桁桿件內力計算匯總表 桿件類型 桿件編號 單元編號 主動力 附加力 荷載組合 疲勞荷載 主力 主力 +風力 主力 +制動力 恒載 活載 搖擺力 風荷載 制動力 力 彎矩 力 彎矩 Nmin Nmax 單位 KN KN KN KN KN KN KN KN*m KN KN*m KN KN 上弦桿 A1A2 1 0 A2A3 2 A3A4 3 下弦桿 E0E1 7 E1E2 8 E2E3 9 E3E4 10 橋門架 E0A1 15 0 吊桿 E1A1 17 E2A2 18 0 0 E3A3 19 E4A4 20 0 0 0 0 斜桿 E2A1 24 E2A3 25 0 E4A3 26 0 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設計 土木 0706 曾清 07231173 12 第三章 主桁桿件截面設計