【正文】 四 、 不妥 之處 本文在建模時(shí)將主桁結(jié)構(gòu)離散為桿系。將恒載作用下的索力與活載作用下的索力的一半 之和作為初索力施加到斜拉索上，檢算后跨中最大撓度可以滿足要求。 三、結(jié)構(gòu)剛度 鐵路斜拉橋或公鐵兩用斜拉橋的設(shè)計(jì)往往由剛度控制。而該斜拉橋 的 設(shè)計(jì)行車速度： 貨車按 I 級鐵路速度標(biāo)準(zhǔn)，客運(yùn)專線 200Km/h 以上，速度高于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的。 給斜拉索施加上 初張力后，控制桿件（主跨跨中的下弦和支座處的上弦）的內(nèi)力發(fā)生較大變化。 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 39 第七 章 性能評價(jià) 一 、 恒載內(nèi)力 該斜拉橋主桁在自重和恒載作用下， 作用到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的集中力大小相差不大，計(jì)算 后可看到桿件內(nèi)力相差很明顯。 一 、 中桁上弦 控制節(jié)點(diǎn)（ 40） 的垂直撓度值 １．由 計(jì)算 可知： 在恒載和初索力的作用下 上弦控制節(jié)點(diǎn)（ 40） 的垂直 向下 撓 度值 1y? ＝ . ２ ．由 計(jì)算 可知： 在汽車活載作用下 上弦控制節(jié)點(diǎn)（ 40） 的垂直向下?lián)隙戎?2y? ＝ ３ ．由 計(jì)算 可知： 在列車活載作用下 上弦控制節(jié)點(diǎn)（ 40） 的垂直向下?lián)隙戎?3y? ＝ ４． 中桁上弦 控制節(jié)點(diǎn)（ 40） 的垂直撓度值： y? ＝ 1y? ＋ 2y? ＋ 3y? ＝ m 二 、 中桁下弦 控制節(jié)點(diǎn)（ 119） 的垂直撓度值 １．由 計(jì)算 可知： 在恒載和初索力的作用下 下弦控制節(jié)點(diǎn)（ 119） 的垂直向下?lián)隙戎?1y? ＝ . ２． 由 計(jì)算 可知： 在汽車活載作用下 下弦控制節(jié)點(diǎn)（ 119） 的垂直向下?lián)隙戎?2y? ＝ ３． 由 計(jì)算 可知： 在列車活載作用下 下弦控制節(jié)點(diǎn)（ 119） 的垂直向下?lián)隙戎?3y? ＝ ４． 中桁 下弦控制節(jié)點(diǎn)（ 119） 的垂直撓度值： y? ＝ 1y? ＋ 2y? ＋ 3y? ＝ 三 、剛度檢算 《斜拉橋橋設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：鋼主梁斜拉橋 400Lf ? 其中 f 為主梁豎向變形， L 為中跨跨徑。 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 38 第三節(jié) 剛度檢算 斜拉橋（除了具有剛性拉桿或拉板者外）都屬于纜索支承的柔性結(jié)構(gòu)，而鐵路橋梁對剛性的要求較高，所以鐵路斜拉橋或公鐵兩用斜拉橋的設(shè)計(jì)往往由剛度控制。 一 、 上弦桿件 21 單元疲勞檢算 21 單元為拉－壓循環(huán)以拉為主（－ 1﹤ ? ﹤ 0） 查《鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范》得 疲勞檢算公式： ? ??????? ??? tnd )( m i nm a x XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 37 上式中： d? —— 雙線修正系數(shù)， 取 n? —— 損傷修正系數(shù)，取 t? —— 板厚修正系數(shù)，當(dāng)板厚 t=28㎜ ﹥ 25㎜時(shí)， t? =4 /25t = ? ??? —— 常幅 容許應(yīng)力 幅，查得 ? ??? ＝ MPa max? = MPa ???????? ? 7 4 4 9 9101 9 5 5 2 0 9 3m i n?－ MPa 計(jì)算 得： )( m inm a x ???? ?nd = = MPa t? ? ??? = = M ? ??????? ??? tnd )( m inm a x 所以 上弦桿件 21 單元疲勞檢算 滿足要求。鐵路橋梁由于活載所占比例較大，疲勞問題更為突出。 恒載和加初索力作用 下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的彎矩 1M = mkN? 汽車活載作用下支座上弦控制桿件（ 21 單元）的彎矩 2M = mkN? 列車活載作用下支座上弦控制桿件（ 21 單元）的彎矩 3M = mkN? udS0? = )( 2211110 KKG SSN ???? ?? = [ + + ] = mkN? ３．拉彎組合 2 1 6 . 2 5 20 . 8 71 5 0 5 4 6 9 83 4 8 9 7 9 9 . 4 1 1m a x ??????? yIMAN?MPa ? ??? ＝ 220 MPa 所以 支座處 下跨中下弦控制桿件（ 117 單元） 內(nèi)力滿足要求。 二 、下弦桿件檢算 （一）跨中處 下弦控制桿件（ 117 單元） 截面面積 A＝ ㎡ 慣性矩 33I ＝ 4m 查《鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范》得 Q370qE 容許應(yīng)力值 ??? ＝ 220 MPa （二）計(jì)算沖擊系數(shù) １．汽車活載沖擊系數(shù) 查《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》得： 有輔助墩的斜拉橋的豎向彎曲基頻 f = l150 l －主跨跨徑 (m) f =504150 = z? ﹤ z? 所以汽車活載沖擊系數(shù) 1? = ２．列車活載沖擊系數(shù) 按鐵路規(guī)范，沖擊系數(shù) 2? ＝ L?4028 ＝ 1684028? ＝ 其中 L 為影響線加載長度 （三）內(nèi)力組合 １．軸力 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 36 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，采用基本組合。 恒載和加初索力作用 下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 1N =－ kN 汽車活載作用下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 2N = kN 列車活載作用下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 3N = kN udS0? = )( 2211110 KKG SSN ???? ?? = [（ ） + + ] = kN XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 ２．彎矩 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通 用規(guī)范》的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，采用基本組合。因此，本文 主要對 支座處的中桁上弦桿件和跨中出的中桁下弦桿件進(jìn)行內(nèi)力檢算。把節(jié)點(diǎn)之間的曲線用三角形代替。 ? ＝ =168m , 查表得 K=， 跨中下弦控制桿件（ 117 單元）的 內(nèi) 力 軸力： N=K? = =。 如圖 5—12 所示 25025507510012515017520081 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156節(jié)點(diǎn)號 圖 5—12 列車活載下 117 單元的影響線 （單位 kN 10－ 2） XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 使用換算荷載，在 主跨跨中部分（ 節(jié)點(diǎn) 111 和 127 之間） 布滿均布荷載。 二、 求汽車活載下的內(nèi)力 （一 ）用移動荷載法求 支座上弦 控制桿件（ 21 單元 ） 在 汽車 活載作用下 的影響線 ，如圖 5—10 所示： 10505101520253035404550551 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77節(jié)點(diǎn)號 圖 5—10 汽車活載下 21 單元的影響線 （單位 kN 10－ 2） 在影響線的同號區(qū)內(nèi)加汽車活載 ， 正交異性板處主桁橫梁附近（ 19 節(jié)點(diǎn)） 的縱坐標(biāo)值最大，將集中力 kP 加到該節(jié)點(diǎn)處，在 2 號輔助墩處（ 節(jié)點(diǎn) 9）和跨中（節(jié)點(diǎn) 39）之間，右塔橫梁處（節(jié)點(diǎn) 39）和 3 號輔助墩處 （節(jié)點(diǎn) 73）之 間分別布滿均布荷載 kq ，計(jì)算 求得 支座 處 上弦控制桿件（ 21 單元） 的內(nèi) 力 ： 軸力： N= 彎矩： M= mkN? （二）用移動荷載法求跨中下弦控制桿件（ 117 單元）在汽車活載作用下的影響線。 求出跨中下弦和支座 上弦的影響線， 直接在 上弦影響線的同號區(qū)內(nèi) 加汽車活載，求汽車活載下的內(nèi)力 ， 在下弦影響線的同號區(qū)內(nèi) 加列車活載，求列車活載下的內(nèi)力。 四車道 橫向折減系數(shù)為 7 ???lm 設(shè)計(jì)活載：客運(yùn)專線和Ⅰ級鐵路采用“中一活載”。 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 橋面板橫梁 縱梁 圖 5—5 公路橋面上布車輛 荷載示意圖 圖 5—6 橫向分布 系數(shù)計(jì)算圖示 如圖 5—6 所示： 橫向分布 系數(shù) m=21 (+++++++) 2= 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 橫向折減系數(shù)為 ，縱向折減系數(shù)為 ， 折減后 中桁 的橫向分布系數(shù) ： qm = = 求得： kq ＝ =kP =360 = 第三節(jié) 公路 橋面橫向分布系數(shù)計(jì)算 一 、 計(jì)算方法 杠桿法，即取跨中處的橫梁為簡支梁，將 其與桁架的連接簡化為剛性支承，橫梁上的列車活載通過剛性支承傳到 桁 架 上。 011 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11節(jié)點(diǎn)號 圖 5—3 中桁橫向分布系數(shù)影響線 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11節(jié)點(diǎn)號 圖 5—4 邊桁 2 橫向分布系數(shù)影響線 六、 求中桁的橫向分布系數(shù) 如圖 55 所示，在橋面板上布車輛荷載，按照荷載傳遞路徑，車輛荷載通過橋 面板將作用力傳到縱梁，再由縱梁傳到橫梁。 四、 用移動荷載法求影響線 見 圖 5—2，圖 5—3，圖 5—4。 如圖 5—1 圖 5—1 橫梁模型計(jì)算圖示 二、 求彈性支承的剛度系數(shù) 1K 是邊桁 1 的剛度系數(shù) 2K 是中桁的剛度系數(shù) 3K 是邊桁 2 的剛度系數(shù) XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 在斜拉橋的 跨中邊桁 節(jié)點(diǎn)上加單位力 ，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次靜力求解， 求得 各主桁上弦結(jié)點(diǎn)處的豎向位移，分別記為 11? ， 12? ， 13? ；同理在斜拉橋的 中桁上弦結(jié)點(diǎn)（ 40號節(jié)點(diǎn) ） 上加單位力求得 , 232221 ??? 在斜拉橋的 右側(cè)邊桁上弦節(jié)點(diǎn)（ 356 號節(jié)點(diǎn) ） 上加單位力求得 31? 、 32? 、 33? ，由靜力平衡，可得以 1K 、 2K 、 3K 為未知量的 方程組 ： 111333322311323222211133122111??????????????????KKKKKKKKK 方程組的系數(shù) 見下表 5—3 表 5—3（單位 m） 1 2 3 1 2 3 代入上式得： mKNKmKNKK / 5 6 9/ 6 1 3 5 231 ??? ， 三、建立橫梁模型 橫梁與縱梁的交 接處設(shè)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，整個(gè)橫梁設(shè) 11 個(gè)節(jié)點(diǎn)，被劃為 10 個(gè)單元。 表 4—3 拉索初張力值 中桁 邊桁 1 邊桁 2 單元號 初 張 力（ kN） 單元號 初 張 力（ kN） 單元號 初 張 力（ kN） 1096 1160 1224 1097 1161 1225 1098 1162 1226 1099 1163 1227 1100 1164 1228 1101 1165 1229 1102 1166 1230 1103 1167 1231 1104 1168 1232 1105 1169 1233 1106 1170 1234 1107 1171 1235 1108 1172 1236 1109 1173 1237 1110 1174 1850 1238 1111 1175 1239 1112 1176 1240 1113 1177 1241 1114 1178 1242 1115 1179 1243 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 續(xù)上表 1116 1180 1244 1117 1181 1245 1118 1182 1246 1119 1183 1247 1120 1184 1248 1121 1185 1249 1122 1186 1250 1123 1187 1251 1124 1188 1252 1125 1189 1253 1126 1190 1254 1127 1191 1255 1128 1192 1256 1129 1193 1257 1130 1194 1258 1131 1195 1259 1132 1196 1260 1133 1