【正文】 表 22 栓孔位置圖及損失慣矩計算表 F2F4S2S4 均為有綴板桿件其上鉆孔較少，算凈截面幾何特性值時按無鉆孔計 桿件 圖示 計算 內 容 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 33 1X 左右相同 22244 2 . 3 2 . 1 ( 3 0 1 3 ) 4 2 . 3 2 . 1 912 2 . 3 3 . 3 7 1 6 2 . 1 812xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2248 2 .3 2 .1 ( 2 3 1 .0 5 ) 2 2 .3 3 .3( 2 3 7 .4 ) 2 2 3 1 1 .0 5yIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 28 2 . 3 2 . 1 2 2 . 3 3 . 3 5 3 . 8 2A c m? ? ? ? ? ? ? ? 2X 22344 2 . 3 2 . 6 1 7 4 2 . 3 2 . 6 912 2 . 3 3 . 4 8 8 6 5 . 4 712xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2248 ( 23 ) 2 ( 23 ) 260 5yIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 28 2 . 3 ( 1 . 2 1 . 4 ) 2 2 . 3 ( 1 . 2 2 1 )5 3 . 8 2A cm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 3X 左右相同 222 3 44 2 . 3 2 . 1 2 6 4 2 . 3 3 . 3 1 714 2 . 3 3 . 3 9 2 2 . 3 3 . 8 2 4 3 1 4 . 5 512xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 22 2 44 2 .3 2 .1 ( 2 3 1 .0 5 ) 8 2 .3 3 .3( 2 3 1 .6 5 ) 2 2 .3 3 .8 ( 2 3 8 .6 ) 4 0 6 1 0 .6 2yIcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 24 2 .3 2 .1 8 2 .3 3 .3 2 2 .3 3 .89 7 .5 2A cm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 4X 22244 2 . 3 2 . 1 ( 3 0 1 3 ) 4 2 . 3 2 . 1 912 2 . 3 3 . 3 7 1 6 2 . 1 812xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2248 2 .3 2 .1 ( 2 3 1 .0 5 ) 2 2 .3 3 .3( 2 3 7 .4 ) 2 2 3 1 1 .0 5yIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 28 2 . 3 2 . 1 2 2 . 3 3 . 3 5 3 . 8 2A c m? ? ? ? ? ? ? ? 5X 222 3 44 2 . 3 1 . 8 ( 3 0 4 ) 4 2 . 3 3 ( 3 0 1 3 )14 2 . 3 3 9 2 2 . 3 3 . 8 2 1 4 2 7 . 5 912xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 34 22 2 44 2 .3 1 .8 ( 2 3 0 .9 ) 8 2 .3 3( 2 3 1 .5 ) 2 2 .3 3 .8 ( 2 3 8 .3 ) 3 7 3 8 1 .5 2yIcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 24 2 . 3 1 . 8 8 2 . 3 3 2 2 . 3 3 . 8 8 9 . 2 4A c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1F 22344 2 . 3 2 . 4 1 7 4 2 . 3 2 . 4 912 2 . 3 3 . 4 8 1 8 4 . 6 712xIcm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2248 ( 23 ) 2 ( 23 ) 239 Icm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 28 2 . 3 2 . 4 2 2 . 3 2 . 4 5 9 . 8A c m? ? ? ? ? ? ? ? 3S 3412 2 . 3 3 . 7 1 9 . 4 212xI c m? ? ? ? ? ? 242 2 . 3 3 . 7 (2 3 6 ) 4 9 1 8 . 7 8yI c m? ? ? ? ? ? ? 22 2 .3 3 .7 1 7 .0 2A cm? ? ? ? ? 主桁桿件及縱橫梁凈截面幾何特性值計算表 表 23 桿件截面凈截面幾何特性數據表 桿件 Ix（ 4m ） Iy（ 4m ） A（ 2m ） Y（ m ） z（ m ） X1 X2 X3 X4 X5 F1 F2 F3 F4 S1 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 35 S2 S3 S4 所得到 的 桿件截面都是組合截面，有限元建 模中僅有標準型鋼截面供直接輸入，故計算凈截面幾何特性值是為了有限元分析建模時直接輸入凈截面數據便于分析。 本設計中采取對于采取增加支墩的加固方法，因橋梁所處的地方河溝較窄，河面距離橋跨結構下部有將近九十多米的高差，在此處進行下部結構的施工場地狹小且施工設備運到溝底相當困難。每跨鋼橋是由兩個主桁片組成，通過上下平縱聯、中間橫聯、端橫聯等構件將兩片桁架連接成空間整體。英國的 Monmouth 鐵路橋是一個上承式的鍛鐵桁架橋，其跨度為。本設計根據鐵路橋梁標準中 — 活載及今后將施行的重載運營要求 ,依照《鐵路橋梁檢定規(guī)范》對此鋼桁橋的各受力桿件強度、連接點強度、橫向剛度等進行相關檢算、分析 。 本課題在國內外的研究狀況及發(fā)展趨勢 目前，我國加固鋼橋的方法主要可分為：不改變原結構受力體系（如加大構件截面、采用新材料等）、改變結構受力體系（簡支變連續(xù)、施加體外預應力、增加主桁片、增加支墩、施加斜拉索等）。 課題目的及意義 本設計是土木工程橋梁專業(yè)方向畢業(yè)生在校期間最后一次全面性、總結性的教學實踐環(huán)節(jié)。 地質情況：河床為卵石土，基本承載力 o? =1000KPa。上平縱聯橫撐代號 20? ，上平縱聯斜桿代號 15? ， 11? ，16? ， 17? ， 18? ， 19? ， 制動橫撐代號 1FC ， 1FC .下平縱聯平面圖下平縱聯橫撐代號 23? ， 37 ( )HS? 豎 桿 下 方 橫 撐下平縱聯斜桿代號 22? ， 21? ， 14? 。 受壓桿件容許應力折減系數 ? 應按桿件的長細比 0? 確定。主桁由上弦桿、下弦桿、腹桿組成。 線路情況：該橋是單線、平坡（ 4‰）直線橋梁。為了減小鋼筋的下垂，在中間每隔 設置一個永久性的柔性支撐。據統(tǒng)計，我國現有鐵路鋼橋 3300 多座，其中將近有一半是解放前建造的，而且其中絕大多數是中小跨度的橋梁，跨度小于32m 的鋼橋約占鋼橋總數的 70 %，這些橋梁大多數修建時采用的設計荷載等級低，用現行的荷載等級檢驗大都承載 力不足。依據《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》及《鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范》對該鋼橋采用 增加重力式橋墩的方法進行加固，并給出相應的加固設計計算。但是后來箱形截面內部產生嚴重腐蝕，導致橫截面面積減小。桁架從端部起每隔 8m 在上弦節(jié)點處安裝有橫梁 ,橫梁高 ，縱梁安裝在鋼橫梁上，縱梁中心距為 2m，梁高。橋面系主要由縱梁、橫梁及縱 梁之間的連接系組成。上述表格中的的 y,z 值是相應于有限元中截面在該軸方向最邊緣纖維點離中性軸的距離，其便于有限元程序分析計算桿件截面的最大組合應力。 1X ， 4X 桿件計算如下： 圖 21 毛截面積： 22 6 0 0 . 9 4 2 0 . 9 4 1 8 . 8 1 . 2 4 1 2 1 . 2 2 9 3 . 6 4mA c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 3 60 42 18 .8 12 4 ( 18 .8 11 ) 4 ( 12 5 )12 12 12 12xI ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 對 y 軸慣性矩： 3 3 3 3220. 9 42 60 0. 9 18 .8 1. 2 1. 2 122 4 ( 18 .8 1. 2 21 .5 ) 4 ( 12 1. 2 16 .1 )12 12 12 12yI ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 242 6 0 0 . 9 2 2 . 5 5 1 1 7 8 2 8 . 1 2 cm? ? ? ? ? 栓孔損失慣性矩： cm?? cm?? 得凈截面慣性矩： cm? cm? 2X 桿件計算如下： 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 20 圖 22 毛截面積： 22 6 0 1 . 4 4 1 8 . 8 1 . 2 4 1 2 1 . 2 4 2 3 5 7 . 8 4mA c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 3 32242 1 1. 4 60 1. 2 18 .8 12 1. 22 2 4 ( 1. 2 18 .8 11 .1 ) 4 ( 12 1. 2 1. 1 )12 12 12 12xI ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 對 y 軸慣性矩： 3 3 3221 42 60 18 .8 ( 60 22 .3 ) 4 ( 18 .8 21 )12 12 12yI ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 124 ( 12 ) cm?? ? ? ? ? ? 栓孔損失慣性矩： cm?? cm?? 得凈截面慣性矩： cm? cm? 3X 桿件計算如下： 圖 23 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 21 毛截面積： 24 ( 2 0 1 2 1 . 2 ) 1 . 2 4 1 1 . 4 2 6 0 0 . 9 2 6 0 1 . 2 4 5 7 . 2 4mA c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 3223344 1 1 . 4 1 0 . 8 1 . 2 1 . 2 2 04 4 1 0 . 71 2 1 2 1 20 . 9 6 0 1 . 2 6 0 = 8 9 8 9 4 . 2 61 2 1 2xIcm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ?（ + 1 0 . 8 1 . 2 1 . 3 ） （ + 2 0 1 . 2 ） +2 2 對 y 軸慣性矩： 3 3 322332 2 41 . 4 4 1 1 . 2 1 0 . 8 2 0 1 . 24 ( 1 . 2 1 0 . 8 1 4 . 3 ) 4 ( 1 . 2 2 0 2 0 . 3 )1 2 1 2 1 26 0 0 . 9 6 0 1 . 22 ( 6 0 0 . 9 2 1 . 3 5 ) 2 ( 6 0 1 . 2 2 2 . 4 ) 1 8 0 2 4 6 . 5 5 c m1 2 1 2yI? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 栓孔損失慣性矩： cm?? cm?? 得凈截面慣性矩： cm? cm? 5X 桿件計算如下： 圖 24 毛截面積： mA? 24 ( 20 12 1. 2) 1. 2 4 60 0. 9 41 1. 4 42 1. 24 cm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 32241 10 .8 204 4 10 .712 12 12xI ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ +1 0. 8 1. 2 ） + （ +2 0 1. 2 ） +重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 22 3 40. 9 60 = 79 09 4. 2512 cm??4 對 y 軸慣性矩： 3 3 322332 2 41 . 4 4 1 1 . 2 1 0 . 8 2 0 1 . 24 1 4 . 6 4 2 0 . 61 2 1 2 1