【正文】 受壓桿件容許應力折減系數(shù) ? 應按桿件的長細比 0? 確定?？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計 37 結 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 ?—— 受壓桿件容許應力折減 系數(shù)，應按規(guī)范附錄表取值； gA —— 桿件的毛截面積（ 2cm ）。 小結 本節(jié)為了對以后對桿件應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。另外我們上述計算中所用的 x軸實際上對應與有限元建模中局部坐標系的 y軸，相應的計算中 y 軸則對應局部坐標系 z 軸。 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： 4 100 100 12?? ? ? 1 1440 10?? 毛截面積： 24 ( 1 0 1 0 1 . 2 ) 1 . 2 1 4 4 1 2 3 4 . 2 4mA c m? ? ? ? ? ? ? ? 對 x 軸慣性矩： 3 3 32 2 41 14 4 10 66 .9 4 10 71 .9 = 68 63 01 .4012 12 12xI c m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ + ） + （ + ） 對 y 軸慣性矩： 3 3 32 2 4144 1 104 4 10 = 12 12yI c m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ + ） + （ + ） 栓孔損失面積： 22 2 .3 3 .4 1 5 .6 4A cm? ? ? ? ? 栓孔損失慣性矩： xI?? 242 2 . 3 3 . 4 6 6 . 5 6 9 1 6 3 . 9 9 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計 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。 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。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， F4 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。上平縱聯(lián)橫撐代號 20? ，上平縱聯(lián)斜桿代號 15? ， 11? ，16? ， 17? ， 18? ， 19? ， 制動橫撐代號 1FC ， 1FC .下平縱聯(lián)平面圖下平縱聯(lián)橫撐代號 23? ， 37 ( )HS? 豎 桿 下 方 橫 撐下平縱聯(lián)斜桿代號 22? ， 21? ， 14? 。主桁由上弦桿、下弦桿、腹桿組成。在桁架的每個上弦節(jié)點處都安裝有橫梁，梁高 ,共計 9片?？v梁間的中心距為 2m,梁高 ，每跨 8m,共計 8 跨。 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 10 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。 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 。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。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。 地質(zhì)情況：河床為卵石土，基本承載力 o? =1000KPa。 線路情況：該橋是單線、平坡（ 4‰）直線橋梁。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。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。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。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。 （ 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。 其目的主要有以下幾個方面： （ 1）通過本次畢業(yè)設計，提高學生綜合運用所學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。 課題目的及意義 本設計是土木工程橋梁專業(yè)方向畢業(yè)生在校期間最后一次全面性、總結性的教學實踐環(huán)節(jié)。為了減小鋼筋的下垂，在中間每隔 設置一個永久性的柔性支撐。八根鋼筋用液壓千斤頂同時進行張拉。因此 1957 年，對兩根下弦桿利用四根高強鋼筋施加了預應力。在橋建成之后一段時間，曾經(jīng)采用增加下部箱形截面對來原有結構進行了加固。且有較完整的理論體系。目前國內(nèi)還沒有關于預應力加固鋼橋系統(tǒng)的研究成果，只有一兩篇文章涉及到此內(nèi)容，且研究內(nèi)容的深度和廣度還遠遠不夠。改變結構體系的加固方法也有不少運用，如加桁片、增加支墩等對提高橋梁的剛度和豎向承載力有很大的作用，重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 7 但用這些方法時還要考慮到實際狀況是否允許 ，要因地制宜。 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢 目前，我國加固鋼橋的方法主要可分為：不改變原結構受力體系（如加大構件截面、采用新材料等）、改變結構受力體系（簡支變連續(xù)、施加體外預應力、增加主桁片、增加支墩、施加斜拉索等）。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有鐵路鋼橋 3300 多座，其中將近有一半是解放前建造的，而且其中絕大多數(shù)是中小跨度的橋梁，跨度小于32m 的鋼橋約占鋼橋總數(shù)的 70 %，這些橋梁大多數(shù)修建時采用的設計荷載等級低，用現(xiàn)行的荷載等級檢驗大都承載 力不足。在橋梁工程中，鋼結構得到廣泛的應用。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)預定的加固要求，加固后該橋的承載力能滿足目前及今后重載運營指標，符合設計任務的要求。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。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。XX 大學 畢業(yè)設計 設計名稱 重載運輸下的鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 姓 名 ____ 學 號 _ 學 院 土木工程學院 專業(yè)班級 橋梁工程班 _ 指導教師 重載運輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設計 2