【正文】 圖912 制動(dòng)力引起的橫聯(lián)變形圖8－12 制。在縱梁交點(diǎn)及平縱聯(lián)斜桿交點(diǎn)間加設(shè)四根短斜桿即可形成制動(dòng)撐架。在此處設(shè)置制動(dòng)撐架，可以減少其參與橋面系和弦桿的共同作用。而制動(dòng)聯(lián)結(jié)系(或稱制動(dòng)撐架)的作用就是使這種縱向水平力傳給主桁節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)主桁弦桿傳給固定支座，以減少橫梁所受的水平彎矩，避免橫梁水平撓曲過(guò)大。此時(shí)橫梁將因縱梁的推動(dòng)而引起過(guò)大的水平撓曲，而橫梁對(duì)水平撓曲的抵抗能力很弱，這將使橫梁水平彎曲變形過(guò)大，甚至導(dǎo)致橫梁破壞。故 ＝＜135 (符合)(4)局部穩(wěn)定驗(yàn)算： 水平肢 ＝＝＜10＋＝19 (符合) 豎直肢 ＝＝＜10＋＝19 (符合)經(jīng)驗(yàn)算知，初步擬定的截面符合要求，為了制造和連接方便，各吊桿處的橫向聯(lián)結(jié)系橫撐統(tǒng)一采用這一尺寸。(1)計(jì)算截面特性如下：毛截面積 ＝220＝48頂端到中性軸的距離 ＝＝ cm＝＋20＋20＝2148＝＋20＝803＝ cm，＝ cm自由長(zhǎng)度： 平縱聯(lián)平面外＝595 cm 平縱聯(lián)平面內(nèi)＝595＝ cm圖911 橫向聯(lián)結(jié)系桿件截面(2)剛度驗(yàn)算：＝＜＝130，＝＜＝130 (符合)(3)總體穩(wěn)定驗(yàn)算：由＝＝，考慮T形桿件僅用翼緣連接產(chǎn)生偏心的影響，其計(jì)算面積應(yīng)減少10%。除對(duì)這些橫向聯(lián)結(jié)系桿件進(jìn)行強(qiáng)度和總體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定校核外，還應(yīng)通過(guò)最大長(zhǎng)細(xì)比來(lái)控制剛度。因本設(shè)計(jì)中橋門架的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，中間僅用一根橫撐，如圖2－3所示。隨著橫向的改變，橫向聯(lián)結(jié)系及橋門架桿件可能受拉也可能受壓，受壓較為不利，按受壓桿件計(jì)算。為保證橋梁的整體性，增加橋跨結(jié)構(gòu)的整體剛度，除在橋跨兩端設(shè)置橋門架外，還應(yīng)設(shè)置中間橫向聯(lián)結(jié)系。故 ＝＜210(符合)(3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算： ＝等邊角鋼 ＝＝＜10＋＝(符合) 為了制造方便，下平縱聯(lián)各橫撐均采用這一截面形式和尺寸。圖99 斜桿截面 下平縱聯(lián)橫撐截面驗(yàn)算橫撐所選截面：2∠100mm100mm10mm，如圖910所示。(1)計(jì)算截面特性如下：斜桿毛截面積 ＝224＝頂端到中性軸的距離 ＝＝ cm＝＋24＋24＝3670＝＋24＝1383＝ cm，＝ cm自由長(zhǎng)度： 平縱聯(lián)平面外＝997 cm 平縱聯(lián)平面內(nèi)＝ 997＝ cm＝＜＝130，＝＜＝130(符合)(2)總體穩(wěn)定驗(yàn)算：由＝＝，考慮T形桿件僅用翼緣連接產(chǎn)生偏心的影響，其計(jì)算面積應(yīng)減少10%。根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件求橫撐內(nèi)力：＝(＋)橫撐的計(jì)算內(nèi)力 ＝＝＝ kN橫撐的計(jì)算內(nèi)力 ＝＝ kN橫撐的計(jì)算內(nèi)力 ＝＝ kN橫撐的計(jì)算內(nèi)力 ＝＝ kN經(jīng)計(jì)算，知：在所有下平縱聯(lián)的橫撐中， kN，故以此力作為橫撐截面驗(yàn)算的內(nèi)力。各斜桿受拉或受壓因風(fēng)向的變化而變化，使得橫撐的內(nèi)力也時(shí)而變化。經(jīng)計(jì)算，知：在所有下平縱聯(lián)的斜桿中， kN，故以此力作為斜桿截面驗(yàn)算的內(nèi)力。《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(—2005)中對(duì)此內(nèi)力采用了精確的計(jì)算公式：式中 ，——弦桿的內(nèi)力和毛截面積 ，——聯(lián)結(jié)系斜桿的內(nèi)力和毛截面積 ——聯(lián)結(jié)系橫撐的毛截面積 ——聯(lián)結(jié)系斜桿與斜桿的交角初步擬定斜桿和橫撐的截面積如下：斜桿截面：2—240mm12mm，＝橫撐截面：2∠100mm100mm10mm，＝，如圖9－8所示：橫撐截面斜桿截面圖98 斜桿與橫撐截面圖弦桿的面積＝，弦桿的內(nèi)力＝ kN＝＝，＝，＝＝，＝，＝弦桿變形所生內(nèi)力＝ kN(3)確定斜桿的計(jì)算內(nèi)力：主力作用：＝ kN主力＋附加力作用：(橋上有車時(shí))＝＋＝ kN在交叉形的聯(lián)結(jié)系中，由弦桿變形所引起的聯(lián)結(jié)系桿件的內(nèi)力與橫梁組合時(shí)。橫撐長(zhǎng)度＝640－46＝594 cm，取595 cm。＝＝＝ kN＞ kN(主力＋附加力控制)故應(yīng)以＝ kN作為斜桿的計(jì)算內(nèi)力。斜桿長(zhǎng)度＝＝997 cm影響線縱距 ＝＝，＝＝＝＝ m ，＝ m影響線面積 ＝＝ m ＝－＝－ m橋上有車時(shí)風(fēng)力強(qiáng)度 ＝＝ kN/m橋上無(wú)車時(shí)風(fēng)力強(qiáng)度 ＝＝ kN/m橋上有車時(shí)桿力 ＝(－)(－)＋＝ kN橋上無(wú)車時(shí)桿力 ＝＝ kN圖95 風(fēng)力影響線(2)弦桿變形所生內(nèi)力弦桿在豎向荷載作用下產(chǎn)生的變形，由于弦桿與平縱聯(lián)、腹桿的共同作用，使平縱聯(lián)腹桿產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)力。 求斜桿的內(nèi)力(1)風(fēng)力所生內(nèi)力，繪出影響線如圖95所示?！惰F路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(—2005)中對(duì)此內(nèi)力采用了精確的計(jì)算公式： (91)式中 ，——弦桿的內(nèi)力和毛截面積 ，——聯(lián)結(jié)系斜桿的內(nèi)力和毛截面積 ——聯(lián)結(jié)系橫撐的毛截面積 ——聯(lián)結(jié)系斜桿與斜桿的交角初步擬定斜桿和橫撐的截面積如下：斜桿截面：2—240mm12mm，＝橫撐截面：2∠100mm100mm10mm，＝，如圖94所示：橫撐截面斜桿截面圖94 斜桿與橫撐截面圖弦桿的面積＝，弦桿的內(nèi)力＝ kN＝＝，＝，＝＝，＝，＝弦桿變形所生內(nèi)力＝ kN(3)確定桿件的計(jì)算內(nèi)力：主力作用：＝ kN主力＋附加力作用：(橋上有車時(shí))＝＋＝ kN在交叉形的聯(lián)結(jié)系中，由弦桿變形所引起的聯(lián)結(jié)系桿件的內(nèi)力與橫梁組合時(shí)。圖92 下平縱聯(lián)交叉式腹桿體系 求各節(jié)間斜桿內(nèi)力 求斜桿的內(nèi)力(1)風(fēng)力所生內(nèi)力，繪出影響線如圖93所示。每一節(jié)間有兩根斜桿，在計(jì)算斜桿內(nèi)力時(shí)，假設(shè)節(jié)間剪力由兩根斜桿各承擔(dān)一半，一根受壓，另一根受拉。本題只有下平縱聯(lián)，采用菱形腹桿體系。幾何圖如下圖91所示。 平縱聯(lián)平縱聯(lián)的主要功能：抵抗桁梁橋所受的橫向水平力(橫向風(fēng)力和列車搖擺力)；將由制動(dòng)撐架傳過(guò)來(lái)的制動(dòng)力傳給弦桿；給主桁受壓弦桿提供支撐，制止其橫向位移，從而提高壓桿承載力。各種聯(lián)結(jié)系都起著十分重要的作用，它們將各自的被聯(lián)結(jié)桿件聯(lián)結(jié)起來(lái)，使得橋跨結(jié)構(gòu)形成一個(gè)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的整體。＝＝ kNm彎曲應(yīng)力 ＝＝＝＜210(符合)換算應(yīng)力 ≤在上翼緣的底部或下翼緣的頂部，其彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力均較大，應(yīng)對(duì)此處進(jìn)行換算應(yīng)力驗(yàn)算 ＝＝＝ ＝＝＝＝＝199＜210＝231(符合)4m圖811 端橫梁彎矩圖第9章 聯(lián)結(jié)系設(shè)計(jì) 概述本次設(shè)計(jì)中，聯(lián)結(jié)系包括平縱聯(lián)、橫向聯(lián)結(jié)系及橋門架、制動(dòng)聯(lián)結(jié)系及鐵路縱梁間的縱向聯(lián)結(jié)系。千斤頂?shù)姆戳Χ藱M梁圖810 端橫梁受力計(jì)算圖 擬定截面尺寸并計(jì)算千斤頂反力初步擬定端橫梁的截面尺寸，翼緣：400mm36mm，腹板：1218mm10mm＝240＋＝＝4＋2＝＝－＝每片主桁重量 ＝ kN橋跨恒載 ＝2＝248＝7656 kN千斤頂反力 ＝＝1914 kN據(jù)橋規(guī)應(yīng)將頂起荷載增加30%檢算，＝ kN。只需驗(yàn)算在鋼梁安裝中，端橫梁在千斤頂作用下的彎曲應(yīng)力和換算應(yīng)力即可。為安全起見(jiàn)，據(jù)橋規(guī)應(yīng)將頂起荷載增加30%檢算，強(qiáng)度驗(yàn)算方法與中間橫梁相同，此時(shí)的容許應(yīng)力將基本容許應(yīng)力提高20%。梁端連接角鋼與橫梁腹板相連的螺栓數(shù)＝＝＝，實(shí)用8個(gè)梁端連接角鋼與主桁相連的螺栓數(shù) ＝＝＝，實(shí)用16個(gè)圖89 橫梁梁端連接圖弦桿節(jié)點(diǎn)板下平縱聯(lián)節(jié)點(diǎn)板切去一角連接角鋼橫梁 橫梁腹板穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)闄M梁與縱梁的截面選擇基本一樣，故其腹板的穩(wěn)定性驗(yàn)算與縱梁中相同，加勁肋的選取和布置也一樣。＝＝A點(diǎn)以上的毛截面對(duì)中性軸的面積矩＝24032(613＋16)＝4830720＝ ＝＝＝＝＜210＝231 (符合) 橫梁梁端連接計(jì)算橫梁梁端連接形式如圖89所示。圖88 橫梁換算應(yīng)力計(jì)算圖驗(yàn)算公式 ≤ (82)式中 ——驗(yàn)算截面處的彎曲應(yīng)力 ——驗(yàn)算截面處的剪應(yīng)力 ——鋼材基本容許應(yīng)力如圖，A點(diǎn)或B點(diǎn)的彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力值均很大，應(yīng)取其一處進(jìn)行驗(yàn)算。 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算驗(yàn)算與縱梁連接處的橫梁截面的彎曲應(yīng)力，因此處彎矩最大且栓孔削弱截面最大，橫梁的毛截面慣性矩＝224＋＝此處上下翼緣各有栓孔2個(gè)，腹板有栓孔6個(gè)，由于栓孔削弱的截面慣性矩＝4＋2＝凈截面慣性矩 ＝－＝彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 ＝＝＜210(符合) 疲勞驗(yàn)算由于橫梁下翼緣用高強(qiáng)螺栓與魚(yú)形板相連，應(yīng)驗(yàn)算橫梁下翼緣處的疲勞強(qiáng)度。1圖86 豎向力的影響線作用在縱梁上的恒載＝ kN/m， kN/m。 端部加勁肋的計(jì)算選用2—100mm12mm，與下翼緣磨光頂緊。140＞＝＝＞50，應(yīng)設(shè)置中間加勁肋(只用豎向加勁肋)。則 ＝＝，＝＝(－)＝＜＝140魚(yú)形板的疲勞強(qiáng)度合格。單栓抗滑承載力 ＝＝＝ kN (單面摩擦) ＝＝＝ kN (雙面摩擦)連接角鋼與橫梁連接所需螺栓數(shù)＝＝＝，實(shí)用12個(gè)連接角鋼與縱梁連接所需螺栓數(shù)＝＝＝，實(shí)用6個(gè) 魚(yú)形板的計(jì)算魚(yú)形板承受支點(diǎn)彎矩，該彎矩按縱梁跨中彎矩的60%計(jì)算。運(yùn)營(yíng)動(dòng)力系數(shù) 1＋＝1＋＝1＋＝下翼緣跨中截面彎矩＝＋(1＋)＝44＋606＝ kNm疲勞驗(yàn)算 (81) ＝＜ (符合) 驗(yàn)算梁端截面的剪應(yīng)力＝＝＝中性軸以上的毛截面對(duì)中性軸的面積矩＝24018636＋62710＝4713165＝ ＝＝ ＝＜，＝，＝125＝125＝＜(符合) 縱梁梁端連接計(jì)算按橋規(guī)選用連接角鋼2—∠100mm100mm12mm?？缰泻爿d彎矩 ＝ ＝8＝44 kNm梁端恒載剪力 ＝ ＝4＝22 kN 求靜活載產(chǎn)生的內(nèi)力＝8m，＝ 時(shí)，查表得＝ kN/m＝8m，＝0 時(shí)，查表得＝ kN/m每片縱梁跨中彎矩的 ＝＝ kN/m每片縱梁梁端剪力的 ＝＝ kN/m靜活載產(chǎn)生的內(nèi)力： ＝＝8＝606 kNm＝＝4＝345 kN 求縱梁的計(jì)算內(nèi)力沖擊系數(shù) 1＋＝1＋＝1＋＝活載發(fā)展的均衡系數(shù) ＝1＋(－)，縱梁的值＝＝＝故 ＝1＋(－)＝跨中彎矩 ＝＋(1＋)＝44＋606＝1206 kNm梁端剪力 ＝＋(1＋)＝22＋345＝684 kN 縱梁截面的彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力驗(yàn)算 驗(yàn)算跨中截面彎曲應(yīng)力10240181290圖84 縱梁截面圖(單位：mm)初步擬定縱梁截面尺寸：翼緣240mm18mm，腹板1254mm10mm，截面如圖84所示。圖81 等高縱橫梁連接形式擬定材料和截面尺寸后，需要對(duì)橋面系各部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及抗疲勞性驗(yàn)算[6]?？v梁與橫梁等高，在縱梁上、下翼緣上各設(shè)一塊魚(yú)形板與橫梁及相鄰的縱梁翼緣相連，腹板處用角鋼與橫梁腹板相連?？v梁與橫梁選用鋼材Q370qD，縱梁與橫梁的連接及縱梁聯(lián)結(jié)系的連接采用M27高強(qiáng)螺栓。本章主要進(jìn)行縱、橫梁及其梁端連接的設(shè)計(jì)計(jì)算，而縱梁之間的聯(lián)結(jié)系設(shè)計(jì)則放在第9章?，F(xiàn)驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板截面的法向應(yīng)力如下：吊桿主力 ＝ kN截面的凈截面積 ＝(262－22)2＝法向應(yīng)力 ＝＝189＜21017050上弦桿軸線90圖78 上弦小節(jié)點(diǎn)螺栓布置圖(單位：mm)第8章 橋面系設(shè)計(jì) 概述公鐵兩用鋼桁橋的橋面系結(jié)構(gòu)包括公路橋面系和鐵路橋面系。螺栓布置形式需要改變，如圖78所示。 上弦小節(jié)點(diǎn)計(jì)算與下弦小節(jié)點(diǎn)一樣，此處上弦桿沒(méi)有斷開(kāi)，也沒(méi)有斜桿交匯，僅有吊桿和弦桿相連。＝45 cm，＝36 cm，＝56 cm，＝20 cm，＝＝51 cm現(xiàn)驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板截面1－2－3－1－2－3－5－2－3－6三個(gè)截面