【文章內(nèi)容簡介】 的基本理論知識解決實際工程問題的能力，使學生受到工程技術和科學技術的基本訓練以及工程技術人員所必需的綜合訓練。重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計8（2）勇于創(chuàng)新，并能正確地將獨創(chuàng)精神與科學態(tài)度相結合，培養(yǎng)學生實事求是、謙虛謹慎的科學態(tài)度和刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科學品質(zhì)。（3）初步掌握鋼桁梁橋檢算、加固設計流程和方法，嚴格要求學生，使學生在步入工作崗位后，可以較快的適應工作，縮短理論到實踐的過渡時間。 工程概況此鋼桁梁橋是一座上承式鋼桁梁橋。該橋建于 1960 年，該橋上部結構是由 264 米的簡支上承式鋼桁梁橋+127 米的預應力混凝土簡支梁橋組成。每跨鋼橋是由兩個主桁片組成，通過上下平縱聯(lián)、中間橫聯(lián)、端橫聯(lián)等構件將兩片桁架連接成空間整體。兩片主桁的中心間距為 4m，桁架高 8m，每跨鋼橋有 8 個節(jié)間，每個節(jié)間長度 8m。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 。在縱梁腹板側面每隔 4m 處安裝有懸臂托架，人行道安裝在懸臂托架上。預應力混凝土橋跨是由兩片 的預應力混凝土 T 型梁通過濕接縫和橫隔板相連組成的。該橋下部結構是由一個工字型墩身截面重力式橋墩、一個工字型墩身截面高墩及兩個橋臺組成。其中 1 號重力式橋墩高 ，2 號重力式橋墩高 ，基礎均為矩形截面的沉井基礎。線路情況：該橋是單線、平坡（4‰）直線橋梁。荷載：該橋設計荷載采用中—活載，基本風壓強度取 800Pa，恒載，搖擺力，制動力，橫縱向風力。重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計9地質(zhì)情況：河床為卵石土，基本承載力 =1000KPa。o?近年來隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路運輸量大大增加，列車荷載也隨之增大，由于該橋建于上世紀六十年代，建設年代早，服役時間長，無電氣化設施，設計荷載值也偏低，而今荷載增大車速提高，該橋出現(xiàn)承載力和橫向剛度不足等安全隱患。具體表現(xiàn)為：鋼桁梁部分節(jié)點板有撕裂裂紋，部分鉚釘脫落，較多鉚釘有一定銹蝕，個別鉚釘銹蝕非常嚴重。經(jīng)采用有限元結構軟件建模檢算分析，該橋橫向剛度偏低，還有部分桿件和節(jié)點板承載力不足，遠不能滿足重載運輸?shù)囊螅虼诵枰M行加固改造。使該橋在重載運輸作用時，能夠安全運營并滿足基本運營指標。 設計主要內(nèi)容1．計算內(nèi)容1）橋梁整體結構豎向承載能力檢算2）鋼桁梁橋豎向承載力加固方案的選定3）結構加固前后的整體承載力計算；4）加固前后各個桿件及節(jié)點板的內(nèi)力和應力計算。2．出圖內(nèi)容1）全橋加固總體布置圖；2）節(jié)點構造圖； 3）結構加固局部構造圖。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，在此處進行下部結重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計10構的施工場地狹小且施工設備運到溝底相當困難。第一章 全橋結構及構件圖 全橋構造布置此鐵路鋼橋為 64m 上承式鋼桁梁橋，共有 8 個節(jié)間，每個節(jié)間跨度為8m，主桁高度 8m。橋面系主要由縱梁、橫梁及縱梁之間的連接系組成?？v梁間的中心距為 2m,梁高 ，每跨 8m,共計 8 跨。該橋的縱梁安置于橫梁的上翼緣上。在桁架的每個上弦節(jié)點處都安裝有橫梁，梁高 ,共計 9 片。主桁兩端的端豎桿下方還安裝有兩片起重橫梁，其與主桁上弦桿節(jié)點處的橫梁尺寸一樣。主桁由上弦桿、下弦桿、腹桿組成。上弦桿包括桿件 X1 ，X2 ，X3，下弦桿包括桿件 X4，X5 ,斜桿包括桿件F1， F2，F(xiàn)3 ，F(xiàn)4 ，豎桿包括 S1，S2 ，S3， S4。上平縱聯(lián)橫撐代號 ，上20?平縱聯(lián)斜桿代號 ， ， ， ， ， ，制動橫撐代號 ，15?167?1891FC.下平縱聯(lián)平面圖下平縱聯(lián)橫撐代號 ， 下平縱聯(lián)1FC233()HS豎 桿 下 方 橫 撐斜桿代號 ， ， 。主桁的端部有端橫聯(lián)，中間每處的豎桿安裝有24中橫聯(lián)。為了方面說明，現(xiàn)將橋梁的布置示意圖列如下：圖 111 橋面系重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計11圖 112 縱橫梁側立面圖圖 113 上平縱聯(lián)平面圖圖 114 主桁側立面圖圖 115 上平縱聯(lián)平面圖圖 11 橋梁的布置示意圖重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計12 主桁桿件截面組成表主桁桿件均為組合桿件，桿件 F2，S2 ，S4，F(xiàn)4 均帶綴板，為工字型截面，桿件 F3 帶綴板為箱形截面，其它桿件均為實腹工字型截面桿件。桿件截面具體組成如下表 11：表 11 桿件截面組成表桿件 圖示 尺寸桿1F4201???腹 A翼 ?桿2F（綴板厚10mm）2022????桿2X 201??腹 4A翼 ?桿3X 401???腹 4A翼① 269翼 ② 01??重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計13? 桿2S4（空綴）109???28mAc?桿（實腹）3S 41504??腹 ?桿（實腹）5X 4201????桿（實腹）1S 450????桿1X 401???桿4X 01???429A6重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計14?桿3F 201????桿4（綴板厚10mm）401???? 上下平縱聯(lián)桿件截面組成及尺寸表表 12 上平縱聯(lián)桿件截面表 15?綴板厚 16mm寬 210mm 4758???1?綴板厚 16mm寬 210mm 4758???重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計1516?9綴板厚 16mm寬 210mm 4758???17?綴板厚 16mm寬 210mm 4758???18?綴板厚 16mm寬 210mm 4758???橫撐 20?綴板厚 16mm寬 210mm 410758???表 13 下平縱聯(lián)桿件截面表重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計162?綴板厚 10mm高 130mm 21409???214填板厚 10mm高 100mm 21082??23?填板厚 10mm高 100mm 21082??? 端、中橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸表表 14 端橫聯(lián)斜桿截面組成表1H?綴板厚 10mm高 130mm表 15 端橫聯(lián)下方起重橫梁 截面組成表1H4102????表 16 中橫聯(lián)桿件截面組成表重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計175H?綴板厚 10mm高 130mm6綴板厚 10mm高 80mm7H?綴板厚 10mm高 110mm 縱橫梁截面組成及尺寸表表 17 縱梁、橫梁截面組成表橫梁截面圖及栓孔位圖4102???A縱梁截面圖及栓孔位圖41504???9A重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計18 縱梁間橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸表 18 縱梁間橫向聯(lián)結系桿件截面組成（尺寸單位：mm）Z12Z13 填板厚 12Z14 901??Z15 901? 小結本章對全橋的桿件進行了系統(tǒng)的編號并對尺寸和拼接構成進行了提取，一一將其列表以方便以后章節(jié)的檢算與設計。重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計19第二章 橋梁各桿件截面幾何特性計算 主桁桿件截面幾何特性計算依據(jù)《鐵路橋梁檢定規(guī)范》 （以后簡稱《檢規(guī)》 ）對桁架各桿件檢算時需要先求出桿件截面毛截面面積及對自身對稱軸的慣性矩，在計算時將不規(guī)則截面劃分成規(guī)則圖形，可運用平行移軸定理求得。， 桿件計算如下：1X4圖 21毛截面積： cm???????對 x 軸慣性矩： 333 32 . .22(.)4()12xI??? ???對 y 軸慣性矩： 333 32 (.)4()1yI????????? ?栓孔損失慣性矩： 4718xIcm?? ?得凈截面慣性矩： 97jc桿件計算如下：2X重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計20 圖 22毛截面積： cm??????對 x 軸慣性矩： 333 32 241.. (.)4(1.)xI ????????對 y 軸慣性矩： 33 32 (.3)4(.81)yI? ???????? (.56).56cm?栓孔損失慣性矩： ?? ?得凈截面慣性矩： 5390j 186j c?桿件計算如下：3X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(201.) cm??????????對 x 軸慣性矩： 33 32 = cm?????????（ +） （ +） 對 y 軸慣性矩： 33 32 232 .(.14.)()(.5)(.4)???????????栓孔損失慣性矩： ????得凈截面慣性矩： 6579j 4395j桿件計算如下：5X 圖 24毛截面積： mA? 24(201.)???????對 x 軸慣性矩： 33 32 21.. ?（ +） +（ ） +重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計22=?4對 y 軸慣性矩： 33 32 232 (+.65)+(.5)= cm???????（ .） （ ）栓孔損失慣性矩： ????得凈截面慣性矩： 56j 253j桿件計算如下：1F圖 25毛截面積： cm???????對 x 軸慣性矩： 333 32 21. . ()4(.1)22xI ???對 y 軸慣性矩： 33 32 ()(.81.)yI??????????重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計23()???栓孔損失慣性矩： ??yI?4965.得凈截面慣性矩： 81j 108jc?桿件計算如下：2F圖 26毛截面積： 24(.)?????對 x 軸慣性矩： 3 32 2. ()4(.)2xI ????.cm?對 y 軸慣性矩： yI?3 32 (0.)(.16.)????????桿件計算如下：3F重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計24 圖 27毛截面積： 4(819)?????對 x 軸慣性矩： (1)3 32 29184()4()2????對 y 軸慣性矩： 3 3 32 2 ()(.)4(6.)yI?????????栓孔損失慣性矩： ???得凈截面慣性矩： 9jc82j桿件計算如下：4F重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計25 圖 28毛截面積： 4()?????對 x 軸慣性矩： xI3 32 21...)(1.)?????對 y 軸慣性矩：3 32 (..)()yI?????????桿件計算如下：3S 圖 29毛截面積： ()()mA???????對 x 軸慣性矩：重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計2633 32 (.)()22xI???????????對 y 軸慣性矩： 33 32 ()(.)22yI??????????栓孔損失慣性矩： ???得凈截面慣性矩： 38j 5096j截面計算如下：1S 圖 210毛截面積： ()()mA???????對 x 軸慣性矩： 33 32 . .4(.)()22xI?? ???對 y 軸慣性矩： 33 32 ()(.)22yI?????????重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計27= 栓孔損失慣性矩： ????得凈截面慣性矩： 38jc5096j 截面計算如下：2S4 圖 211毛截面積： 28mAc?對 x 軸慣性矩：3 32 21194((.)4(()2xI??????.3c?對 y 軸慣性矩： yI3 32 21914(()4(()2???????? 縱梁及橫梁截面幾何特性計算縱橫梁的截面也是組合截面，需要對其截面幾何特性進行計算，以便利用其截面特性進行有限元建模。重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計28 圖 212 橫梁截面圖（尺寸單位： mm）截面組成： 4102???A毛截面積： 24()?????對 x 軸慣性矩： 33 32 = cm? ???（ +） +（ ）對 y 軸慣性矩： 33 32 .= c?????（ +） +（ ）栓孔損失面積： ??栓孔損失慣性矩： xI ??得 凈 截 面 幾 何 特 性 值 ： ?重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計29 圖 213 縱梁截面圖（尺寸單位：mm）截面組成： 41504???9A毛截面積： 24(150.).?????對 x 軸慣性矩： 33 32 cm???（ +） +（ ） 對 y 軸慣性矩： 33 32 cm????????（ +） +（ ） 栓孔損失面積： ?栓孔損失慣性矩： ??得 凈 截 面 幾 何 特 性 值 ： ?重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計30 上下平縱聯(lián)桿件截面幾何特性計算制動橫撐桿件截面組成： 2108???毛截面幾何特性： 38mAc????下平縱聯(lián)斜桿 毛截面幾何特性：2???