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

　　

【正文】 29 圖 213 縱梁截面圖（尺寸單位： mm） 截面組成： 4 150 100 14?? ? ? 1 1440 9?? 毛截面積： 24 ( 1 5 1 0 1 . 4 ) 1 . 4 1 4 4 0 . 9 2 6 1 . 7 6mA c m? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 32240 . 9 1 4 4 1 . 4 8 . 6 1 5 1 . 44 6 6 . 8 4 1 . 4 1 5 7 1 . 81 2 1 2 1 28 2 8 7 0 8 . 0 2xIcm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??（ + 1 . 4 8 . 6 ） + （ + ） 對 y 軸慣性矩： 3 3 322144 154 4 15 12 12 12225 cm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??（ +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? 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)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： 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 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 y 軸慣性矩： 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計 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 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 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 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計 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，因而其對桿件的凈截面積及慣性矩造成的損失挺大， 在進行有限元建模時用的是桿件的凈截面幾何特性值，故在計算過程中需要除去栓孔所帶來的截面幾何特性值的損失。 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(nèi) 容 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)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(shè)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(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 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)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(shù)據(jù)便于分析。另外我們上述計算中所用的 x軸實際上對應(yīng)與有限元建模中局部坐標系的 y軸，相應(yīng)的計算中 y 軸則對應(yīng)局部坐標系 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(yīng)力。 小結(jié) 本節(jié)為了對以后對桿件應(yīng)力的檢算因此對橋梁的各個桿件的截面特性值進行了計算，且一一匯列成表方便以后章節(jié)使用。 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計 36 第三章 橋梁結(jié)構(gòu)檢算中構(gòu)件有效面積計算 無綴板受壓桿件有效面積計算 由于桁架桿件中，有一部分主要承受壓力， 需要按照《檢規(guī)》計算壓桿的受壓承載力是否滿足規(guī)范要求，故需要按照要求對壓桿的有效面積進行計算?？紤]到受壓桿件穩(wěn)定性的要求，也需要計算桿件軸心受壓容許應(yīng)力這件系數(shù)，需要用到桿件長細比，計算主桁桿件長細比時其計算長度應(yīng)按下表計算： 表 31 桿 件 彎曲平面 計算長度 0l 主 桁 弦 桿 面內(nèi)及面外 l 端斜桿，端立桿，連續(xù)梁中間指點處立柱厚斜桿作為橋門架時 面內(nèi) 面外 l 桁 架 的 腹 桿 無相交和無交叉 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) 無交叉 面內(nèi)及面外 2l 于拉桿相交叉 面內(nèi) 1l 面外 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計 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)按式計算： 1）節(jié)點內(nèi) 0 gAA? 2）節(jié)點外 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)按桿件的長細比 0? 確定。 0? 應(yīng)按下列計算確定： 整體桿件在兩個平面內(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， 0? 為計算長度與回轉(zhuǎn)半徑之比，即： 00 lr??；用綴板時， 2201? ? ???式中 ?—— 綴板平面內(nèi)，桿件按整體截面計算的長細比； 1? —— 分肢的長細比（分肢的計算長度為兩相