【正文】 3： 主力 +附加力： 2 1 56 9. 93 50 .9 0 1 62 0. 83 kNN ? ? ? 2 1 6 2 0 . 8 3 / 1 . 2 1 3 5 0 . 6 9 k N 1 5 6 9 . 9 3 k NN ? ? ? ? (主力控制 ) 下弦桿 A3A4： 主力 +附加力： 2 1 ? ? ? 2 2 0 5 1 . 2 5 / 1 . 2 1 7 0 9 . 3 8 k N 1 9 8 1 . 8 5 k NN ? ? ? ? (主力控制 ) 下弦桿 A4A5： 主力 +附加力： 2 kNN ? ? ? 2 3 1 0 9 . 3 2 / 1 . 2 2 5 9 1 . 1 0 k N 3 0 3 3 . 7 4 k NN ? ? ? ? (主力控制 ) 斜桿 A1E1： 主力 +附加力： 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 18 2 11 82 .6 4 18 .6 4 1 20 1. 28 kNN ? ? ? ? ? 2 1 2 0 1 . 2 8 8 / 1 . 2 1 0 0 1 . 0 7 k N 1 1 8 2 . 6 4 k NN ? ? ? ? ? ? ? (主力控制 ) 同理可以求得，其余桿件內(nèi)力組合計(jì)算結(jié)果均以主力控制。 橋門架效應(yīng)產(chǎn)生的桿件內(nèi)力計(jì)算 將橋門架看成平面鋼架，其腿桿（主桁端斜桿）下端可假定嵌固在下弦端節(jié)點(diǎn)上。 公路橋梁設(shè)置人行道時(shí)，應(yīng)同時(shí)計(jì)入人群荷載。當(dāng)橫梁在豎向荷載作用下梁端發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，豎桿的上端和下端均將產(chǎn)生力矩。 當(dāng)同一桿件是兩個(gè)平面結(jié)構(gòu)所共同時(shí)，例如弦桿，它既是主桁平面內(nèi)的弦桿，又是平縱聯(lián)桁架片面內(nèi)的弦桿。經(jīng)濟(jì)適用，簡潔樸素，采用懸臂施工法，施工工藝比較簡單，特征是水平方向 單維突出，坦平箭直，充分顯示了剛性。 圖 三跨涵拱橋 方案三： 三跨上承式簡支鋼桁架橋（如圖 ，圖中單位為米）。 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 2 第 2 章方案比選與橋型數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)基本資料 三跨上承式簡支公路鋼桁架橋?yàn)?72m+96m+72m，采用無豎桿三角形桁式，桁高 ，節(jié)間長度為 12m，主桁中心距均為 。 （ 3）最適合于工業(yè)化制造。所有計(jì)算完成后還需要Midas civil 建模，進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析，結(jié)構(gòu)變形檢算。 參 考 文 獻(xiàn) .......................................................................................... 82 致 謝 ...................................................................................................... 83 附錄中文翻譯 ...................................................................................................... 84 附錄 3 英文原文 ................................................................................................ 103 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 1 第 1 章緒論 我國鋼橋的發(fā)展 我國鋼橋的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段，每一個(gè)階段都意味著巨大的進(jìn)步，從小跨度到大跨度，從工藝簡陋到追求藝術(shù)美觀。 （ 6）鋼材易腐蝕，所以保養(yǎng)費(fèi)用比較高。 道路等級(jí)：城市次干路 設(shè)計(jì)荷載：公路 1 級(jí) 設(shè)計(jì)車道：雙向兩車道 全橋長： 8m? 12=96m,均采用無豎桿三角形桁架體系，節(jié)間長度 12m，桁高，主桁中心距為 。 拱橋 優(yōu)點(diǎn)是： 可實(shí)現(xiàn)的跨徑大，通航和瀉洪能力較強(qiáng)，堅(jiān)固耐用 ,就地取材 ,節(jié)約材料 ,形式優(yōu)美。 12E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9EE 1 EE 2 EE 3 EE 4 EE 5 EE 6 EE 7 EE 8 EE 99612圖 上平縱聯(lián) 下平縱聯(lián)的數(shù)據(jù)如圖 （圖中單位為米）。 由于橋跨的空間作用和節(jié)點(diǎn)的剛性連接所引起的對(duì)桿件內(nèi)力的影響，主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： 由于 主桁弦桿變形所引起的平縱聯(lián)趕件的內(nèi)力； 橋面系的縱、橫梁和主桁弦桿的共同作用。因此，當(dāng)主桁在荷載作用下發(fā)生變形而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接在同一節(jié)點(diǎn)的各桿件之間的夾角不能變化，迫使桿件發(fā)生彎曲，因而在主桁桿件內(nèi)產(chǎn)生附加的應(yīng)力（或稱“次應(yīng)力”）。 影響線最大縱距： y= 影響線面積： Ω=96（ ） = 恒載內(nèi)力： Np=pΩ=14（ ） = 沖擊系數(shù)： 1+μ=1+15/（ +L） =1+15/(+96)= 活載內(nèi)力： 均布荷載： Nqk=（ 1+μ） ξmqqkΩ=（ ） = 集中荷載： Npk= （ 1+μ ） ξmqpky=360 （ ） = 人群荷載： Nrk=qrmrΩ=（ ） = 總內(nèi)力： NI= Nqk+Npk+Nrk+ Np== 計(jì)算疲勞時(shí)，應(yīng)采用動(dòng)力運(yùn)營系數(shù)， f 1 8 1 81+ μ = 1 + = 1 + = 1 . 1 34 0 + L 4 0 + 9 6 且不考慮活載發(fā)展均衡系數(shù)（公路橋梁中大跨度者才會(huì)考慮到活載發(fā)展均衡系數(shù)），計(jì)算疲勞時(shí)的最大內(nèi)力為： 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 9 m a x ( 1 ) ( ) / ( 1 )64 5. 12 1. 13 ( 35 1. 69 33 4. 94 ) / 1. 11 2 60 .8 614 13 .5 6p f q k p k r kN N N N NkN??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? 斜桿 A2E2： 斜桿 A2E2 的影響線 由于影響線有正面積有負(fù)面積，要分別計(jì)算。制動(dòng)力 T 的大小按布滿全跨靜活載的 10%或 7%（與離心力或沖擊力同時(shí)計(jì)算）計(jì)算。f NI或 計(jì)算內(nèi)力 (kN) 疲勞 內(nèi)力 (kN) E1E2 96 275.52 285.45 1.112 1.13 9 E2E3 96 745.08 750.93 1.112 1.13 1501.32 E3E4 96 987.84 990.8 1.112 1.13 1973.14 E4E5 96 1337.28 1334 1.112 1.13 2671.38 A1E1 96 552.96 662.24 1.112 1.13 1418.40 E2A1 96 2 4 1.112 1.13 0 A2E2 1 464.52 629.47 1.125 1.15 1093.99 E3A2 8 2 7 1.125 1.15 9 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 19 3 1.29 1.41 A3E3 1 277.34 301.54 1.14 1.26 8 E4A3 8 4 4 1.14 1.16 6 1.23 1.26 A4E4 25． 12 4 1 1.19 1.22 286.91 1.162 1.18 5 E5A4 7 1 1.162 1.18 192.61 1.19 1.22 A1A2 96 4 1.112 1.13 4 A2A3 96 8 1114.57 1.112 1.13 4 A3A4 96 1182.72 1220.01 1.112 1.13 3 A4A4 96 1263.36 1308.63 1.112 1.13 9 圖表 2： 桿件 風(fēng)力所生內(nèi)力(kN) 橋門架效應(yīng)所生內(nèi)力(kN) 制動(dòng)力所生內(nèi)力(kN) E1 ? ? ? 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 20 E2 E2E3 ? 0 ? E3E4 ? 0 ? E4E5 ? 0 ? A1A2 ? ? ? A2A3 ? 0 ? A3A4 ? 0 ? A4A4 ? 0 ? 第 4 章主桁桿件的截面設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 主桁桿件的截面形式與尺寸 一般情況下主桁主要有兩類組成，包括 H 形截面和箱形截面。 下弦桿都是受拉桿件，內(nèi)力較大且反復(fù)變化，一般由疲勞強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)。 水平板： 1—436mm10mm； 每側(cè)布置 4 排栓孔，孔徑 d=23mm； 提供毛截面面積： 215400mmmA ? 栓孔削弱的面積： 28 2 3 1 2 2 2 0 8 m mA? ? ? ? ? 凈截面面積： 22– 1 3 1 9 2 m m 9 4 9 1 . 8 1 m mjmA A A? ? ? ? 截面提供的慣性矩： 8 4 8 46 . 2 3 0 1 1 0 m m , 1 . 9 4 6 7 1 0 m mxyII? ? ? ? 回轉(zhuǎn)半徑： 2 0 3 m m 1 1 2 .4 3 m mxyrr??， （ 3）進(jìn)行強(qiáng)度和剛度檢驗(yàn)。 剛度檢算： oxxxIr?? =120xx/=[λ]=100 oyyyIr?? =120xx/=[λ]=100 (符合 ) 上弦桿的設(shè)計(jì) 上弦桿計(jì)算穩(wěn)定需用到： 整體穩(wěn)定 : ? ?1mNA ??? 局部穩(wěn)定 :bbtt??????? 剛度驗(yàn)算公式 : ? ???? 上弦桿 E1E2 的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 : 設(shè)計(jì)最大內(nèi)力： –,桿件幾何長度： 12m，材料 Q345qD。桿件計(jì)算長度 12mox oyl l l? ? ? ，長細(xì)比： oxxxIr?? 120xx ?? oyyyIr?? 9000 ?? 由 ?? 查表知 1 ? ? ,則 1 mNA? 1 0 MP a 200 MP 21232?? ? ?? (符合 ) （ 4）局部穩(wěn)定檢算。 （ 1）選取 H 形截面，假設(shè) 60?? ，查表得出 1 ? ? ，根據(jù)公式計(jì)算出： ? ?1m NA ??? 3 226 71 .38 1 0 19 72 4 m 77 20 0???? (2)選取 H 形截面，各部尺寸為： 4 6 01246020yyxx 上弦桿 E4E5 的截面形式 豎板： 2—460mm20mm； 水平板： 1—420mm12mm； 每側(cè)布置 4 排栓孔，孔徑 d=23mm； 提供毛截面面積： 223440mmmA ? 栓孔削弱的面積： 28 2 3 1 2 2 2 0 8 m mA? ? ? ? ? 凈截面面積： 上承式簡支公路鋼桁架橋設(shè)計(jì) 32 22– 2 1 2 3 2 m m 1 9 7 2 9 . 5 4 m mjmA A A? ? ? ?（符合） 截面提供的慣性矩： 8 4 8 49 . 6 4 6 5 1 0 m m , 3 . 2 4 4 5 1 0 m mxyII? ? ? ? 回轉(zhuǎn)半徑： 2 0 2 .8 6 m m 1 1 7 .6 5 m mxyrr??， （ 3）整體穩(wěn)定檢算。 水平板： 1—436mm10mm； 每側(cè)布置 4 排栓孔，孔徑 d=23mm； 提供毛截面面積： 214920mmmA ? 栓孔削弱的面積： ΔA=82312=2208mm2 凈截面面積： 22– 1 2 7 1 2 m m 3 7 3 1 . 2 2 m mjmA A A? ? ? ? 截面提供的慣性矩： Ix=108mm4， Iy=108mm4 回轉(zhuǎn)半徑： 2 0 0 .3 6 m m 1 0 6 .8 6 m mxyrr??， (3)剛度檢算