【導(dǎo)讀】摘要該鐵路橋位于甘肅省嘉峪關(guān)市境內(nèi)，建于上世紀(jì)60年代，共三跨，全長(zhǎng)184米，其中兩跨為上承式簡(jiǎn)支鋼桁梁橋，跨度均為64米。應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，跨度為米。由于鋼橋服役年限較長(zhǎng)，且橋上交。通運(yùn)輸量的逐年增長(zhǎng)及運(yùn)輸速度的不斷提高，橋梁安全運(yùn)營(yíng)可能存在隱患。進(jìn)行相關(guān)檢算、分析。通過(guò)計(jì)算得出此鋼橋在重載作用下，下弦桿及部分節(jié)。點(diǎn)板承載力不足。依據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》及《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)分析驗(yàn)算每片上承式簡(jiǎn)支鋼桁梁加固方案合理、能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? ??（ +1. 4 ） + （ + ） 栓孔損失面積： 21 7 .0 2 2 2 .3 3 .7A cm? ? ? ? ? 栓孔損失慣性矩： xI? 242 2 . 3 3 . 7 6 5 . 5 7 3 0 2 0 . 0 6 cm? ? ? ? ? 得 凈 截 面 幾 何 特 性 值 ： cm? cm? cm? 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 30 上下平縱聯(lián)桿件截面幾何特性計(jì)算 制動(dòng)橫撐桿件截面組成： 2 120 80 10?? ? ? 毛截面幾何特性： 238mA cm? cm? cm? cm? cm? cm? 下平縱聯(lián)斜桿 22? 毛截面幾何特性： 222 2 .2 6 1 2 4 4 .5 2 2mA cm cm? ? ? 4891xI cm? cm? 圖 214 上平縱聯(lián)斜桿（尺寸單位： mm） 毛截面面積： 24 ( 7 . 5 7 . 5 0 . 8 ) 0 . 8 4 5 . 4 4mA c m? ? ? ? ? ? 對(duì) x 軸慣性矩： 33 220. 8 6. 7 6. 7 7. 5 0. 84 ( ) 0. 8 6. 7 ( 11 0. 8 ( ) 4 ( ) 7. 5 0. 8 ( 11 0. 4) )12 2 12xI ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 對(duì) y 軸慣性矩： 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 31 33 226. 7 0. 8 0. 8 7. 5 7. 54 ( 6. 7 0. 8 ( 0. 8 0. 4 ) ) 4 ( 0. 8 7. 5 ( 0. 8 ) )12 12 2yI ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 215 上平縱聯(lián)橫撐（尺寸單位： mm） 毛截面面積： 24 (1 0 7 . 5 0 . 8 ) 0 . 8 5 3 . 4 4mA c m? ? ? ? ? ? 對(duì) x 軸慣性矩： 33 220. 8 9. 2 7. 5 0. 84 ( ) 0. 8 9. 2 ( 11 0. 8 4. 6) 4 ( ) 7. 5 0. 8 ( 11 0. 4) )12 12xI ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 對(duì) y 軸慣性矩： 33 ( ( ) ) 4 ( ( ) )12 12 2yI ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主桁桿件及縱橫梁毛截面幾何特性值匯總表 表 21 主桁桿件及縱橫梁毛截面幾何特性值匯總表 桿件 mA xI yI 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 32 ( 2cm ) ( 4cm ) ( 4cm ) 1X 4X 2X 3X 5X 1S 3S 2S 4S 88 1F 2F 3F 4F 主桁桿件 因栓孔損失的 截面幾何特性值 計(jì)算 由于此鋼橋上的桿件連接都是采用鉚接的，桿件上 的鉚栓孔較多，因而其對(duì)桿件的凈截面積及慣性矩造成的損失挺大， 在進(jìn)行有限元建模時(shí)用的是桿件的凈截面幾何特性值，故在計(jì)算過(guò)程中需要除去栓孔所帶來(lái)的截面幾何特性值的損失。 表 22 栓孔位置圖及損失慣矩計(jì)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(shí)按無(wú)鉆孔計(jì) 桿件 圖示 計(jì)算 內(nèi) 容 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 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(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 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(jì)算表 表 23 桿件截面凈截面幾何特性數(shù)據(jù)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(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 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(biāo)準(zhǔn)型鋼截面供直接輸入，故計(jì)算凈截面幾何特性值是為了有限元分析建模時(shí)直接輸入凈截面數(shù)據(jù)便于分析。另外我們上述計(jì)算中所用的 x 軸實(shí)際上對(duì)應(yīng)與有限元建模中局部坐標(biāo)系的 y 軸，相應(yīng)的計(jì)算中 y 軸則對(duì)應(yīng)局部坐標(biāo)系 z 軸。上述表格中的的 y,z 值是相應(yīng)于有限元中截面在該軸方向最邊緣纖維點(diǎn)離中性軸的距離，其便于有限元程序分析計(jì)算桿件截面的最大組合應(yīng)力。 小結(jié) 本節(jié)為了對(duì)以后對(duì)桿件應(yīng)力的檢算因此對(duì)橋梁的各個(gè)桿件的截面特性值進(jìn)行了計(jì)算，且一一匯列成表方便以后章節(jié)使用。 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 36 第三章 橋梁結(jié)構(gòu)檢算中構(gòu)件有效面積計(jì)算 無(wú)綴板受壓桿件有效面積計(jì)算 由于桁架桿件中，有一部分主要承受壓力， 需要按照《檢規(guī)》計(jì)算壓桿的受壓承載力是否滿(mǎn)足規(guī)范要求，故需要按照要求對(duì)壓桿的有效面積進(jìn)行計(jì)算?？紤]到受壓桿件穩(wěn)定性的要求，也需要計(jì)算桿件軸心受壓容許應(yīng)力這件系數(shù)，需要用到桿件長(zhǎng)細(xì)比，計(jì)算主桁桿件長(zhǎng)細(xì)比時(shí)其計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)按下表計(jì)算： 表 31 桿 件 彎曲平面 計(jì)算長(zhǎng)度 0l 主 桁 弦 桿 面內(nèi)及面外 l 端斜桿，端立桿，連續(xù)梁中間指點(diǎn)處立柱厚斜桿作為橋門(mén)架時(shí) 面內(nèi) 面外 l 桁 架 的 腹 桿 無(wú)相交和無(wú)交叉 面內(nèi) 面外 l 與桿件相交或相交叉（不包括與拉桿相交叉） 面內(nèi) 1l 面外 l 與拉桿相交叉 面內(nèi) 1l 面外 縱 向 及 橫 向 聯(lián) 無(wú)交叉 面內(nèi)及面外 2l 于拉桿相交叉 面內(nèi) 1l 面外 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 37 結(jié) 系 與桿件相交叉或相交叉 （不包括與拉桿相交叉） 面內(nèi) 1l 面外 2l 受壓桿件截面的有效面積 0A 應(yīng)按式計(jì)算： 1）節(jié)點(diǎn)內(nèi) 0 gAA? 2）節(jié)點(diǎn)外 0 gAA?? 式中 ?—— 受壓桿件容許應(yīng)力折減 系數(shù)，應(yīng)按規(guī)范附錄表取值； gA —— 桿件的毛截面積（ 2cm ）。 連接或接頭的有效面積計(jì)算方法與受拉桿件相同。 受壓桿件容許應(yīng)力折減系數(shù) ? 應(yīng)按桿件的長(zhǎng)細(xì)比 0? 確定。 0? 應(yīng)按下列計(jì)算確定： 整體桿件在兩個(gè)平面內(nèi)及組合桿件在與綴條或綴板面向垂直的平面內(nèi)發(fā) 生彎曲時(shí)， 0? 為計(jì)算長(zhǎng)度與回轉(zhuǎn)半徑之比，即： 00 lr??；用綴板時(shí)， 2201? ? ???式中 ?—— 綴板平面內(nèi)，桿件按整體截面計(jì)算的長(zhǎng)細(xì)比； 1? —— 分肢的長(zhǎng)細(xì)比（分肢的計(jì)算長(zhǎng)度為兩相鄰綴板上最邊緣鉚釘間距離）。 1X 桿計(jì)算如下 ： 桁架平面內(nèi)及平面外桿件的計(jì)算長(zhǎng)度： 800xyl l l cm? ? ? 毛截面幾何特性值： cm? cm? 41 1 7 8 2 8 .1 2yI cm? 截面回轉(zhuǎn)半徑： 1 2 .5 4xx mIr cmA?? 20 .03yy mIr cmA?? 桿件長(zhǎng)細(xì)比： x xlr? ?? y ylr? ?? 重載運(yùn)輸下鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì) 38 據(jù) x? y? 中較大者查表得： ?? 節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積： 20 0 . 9 0 . 9 2 9 3 . 6 4 2 6 4 . 2 8mA A c m? ? ? ? 節(jié)點(diǎn)外有效面積： 20 0 . 7 2 2 2 9 3 . 6 4 2 1 2 . 0 1mA A c m?? ? ? ?