【正文】 的抗撕裂強(qiáng)度。斜桿的內(nèi)力 ＝ kN斜桿的內(nèi)力 ＝ kN剪力 ＝＝＝ kN截面的凈截面積 ＝2044－144＝截面的剪應(yīng)力 ＝＝＜210＝剪應(yīng)力符合要求 驗(yàn)算撕裂應(yīng)力應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)板上斜桿的連接處進(jìn)行撕裂應(yīng)力驗(yàn)算。節(jié)點(diǎn)板高1520mm中性軸e弦桿軸線圖77 上弦節(jié)點(diǎn)計(jì)算圖 驗(yàn)算剪應(yīng)力節(jié)點(diǎn)板的水平截面由于受到栓孔削弱的影響，應(yīng)對(duì)此截面剪應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。＝10 cm，＝36 cm，＝76 cm＝＝2203＝120，＝4152＝＝＋＋＝＝ cm節(jié)點(diǎn)板截面凈截面積：＝－83－52＝＝－23＝ cm 驗(yàn)算法向應(yīng)力設(shè)為截面繞中性軸的凈截面慣性矩，為截面繞弦桿中線的凈截面慣性矩，則 ＝＋，＝－。上弦桿內(nèi)拼接板：4塊1580mm200 mm30 mm，結(jié)構(gòu)布置圖如圖76所示。此節(jié)點(diǎn)的連接形式及受力特征與下弦大節(jié)點(diǎn)類似，交匯處的斜桿及吊桿布置的螺栓數(shù)量均相同，只有上弦桿處布置的螺栓數(shù)與下弦大節(jié)點(diǎn)處下弦桿上布置的螺栓數(shù)不一樣。1－2截面： (28－)＝582－3截面： (11－)＝3－4截面： (25－)＝215－3截面： (25－)＝162－6截面： (25－)＝161－2－3－4截面抗撕裂強(qiáng)度＝58＋＋21＝1－2－3－5截面抗撕裂強(qiáng)度＝58＋＋16＝5－3－2－6截面抗撕裂強(qiáng)度＝16＋＋16＝斜桿為受拉桿件，＝207以上三截面的抗撕裂強(qiáng)度均大于207，故此節(jié)點(diǎn)板的抗撕裂強(qiáng)度符合要求。與橫撐相連所需螺栓數(shù)＝＝，實(shí)用8個(gè)。節(jié)點(diǎn)板尺寸：1170mm500 mm12 mm，如圖75所示 計(jì)算其與下平縱聯(lián)連接螺栓數(shù) kN， kN。(3)與支座連接處承壓驗(yàn)算計(jì)算荷載=3750 kN，承壓面積=4225=200。(2)剪切應(yīng)力及撕裂應(yīng)力驗(yàn)算因?yàn)榇颂幭孪覘U沒有斷開，故剪力由弦桿承受已經(jīng)足夠，可不驗(yàn)算剪應(yīng)力。采用節(jié)點(diǎn)板4塊1840mm2020mm20mm，連接形式如圖74所示?，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 ＝2622＝104法向應(yīng)力 ＝＝148＜210 下弦端節(jié)點(diǎn)的計(jì)算此節(jié)點(diǎn)兼有弦桿、斜桿和吊桿交匯，應(yīng)力較為復(fù)雜，且其下還設(shè)置有一個(gè)支座。在弦桿上設(shè)置一塊節(jié)點(diǎn)板1170 mm260 mm12 mm，以連接下平縱聯(lián)，此節(jié)點(diǎn)板中間挖去一個(gè)矩形，如圖73所示。可在其內(nèi)外側(cè)各布置一塊矩形節(jié)點(diǎn)板。1－2截面：4(45－)＝1572－3截面：4(36－3)＝1323－4截面：4(56－)＝1975－2截面：4(51－)＝1183－6截面：4(51－)＝1181－2－3－4截面抗撕裂強(qiáng)度＝157＋132＋197＝4861－2－3－6截面抗撕裂強(qiáng)度＝157＋132＋118＝4075－2－3－6截面抗撕裂強(qiáng)度＝118＋132＋118＝368斜桿為受拉桿件，＝207以上三截面的抗撕裂強(qiáng)度均大于207，故此節(jié)點(diǎn)板的抗撕裂強(qiáng)度符合要求。據(jù)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(—2005)，節(jié)點(diǎn)板任何連接截面的撕裂強(qiáng)度，應(yīng)較各被連接桿件的強(qiáng)度至少大10%，在檢算時(shí)，其凈截面上的容許應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：垂直于被連接桿件中線的截面部分采用基本容許應(yīng)力；。斜桿的內(nèi)力 ＝ kN斜桿的內(nèi)力 ＝ kN剪力 ＝＝＝ kN截面的凈截面積 ＝2044－204＝截面的剪應(yīng)力 ＝＝＜210＝剪應(yīng)力符合要求。 驗(yàn)算剪應(yīng)力節(jié)點(diǎn)板的水平截面由于受到栓孔削弱的影響，應(yīng)對(duì)此截面剪應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。 求截面中性軸的位置＝10 cm，＝36 cm，＝76 cm＝＝2203＝120，＝4152＝＝＋＋＝＝ cm節(jié)點(diǎn)板截面凈截面積＝－83－52＝，＝－23＝ cm505015204608585中性軸e弦桿軸線節(jié)點(diǎn)板高1520 mm圖72 下弦節(jié)點(diǎn)計(jì)算圖41圖71 下弦節(jié)點(diǎn)連接布置圖 (單位：mm)92014085851401902040170 驗(yàn)算法向應(yīng)力設(shè)為截面繞中性軸的凈截面慣性矩，為截面繞弦桿中線的凈截面慣性矩，則 ＝＋，＝－。節(jié)點(diǎn)板為4塊2040 mm1520 mm12 mm，弦桿內(nèi)拼接板為4塊1700 mm200 mm30 mm，節(jié)點(diǎn)板的連接布置如圖71所示。在上弦大節(jié)點(diǎn)處留處伸長值，以預(yù)設(shè)上拱度[4][5]。因而，此處節(jié)點(diǎn)板的應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，既有拉應(yīng)力，也由壓應(yīng)力，還有剪應(yīng)力。節(jié)點(diǎn)板材料和尺寸選定后，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)第6章計(jì)算得出的連接螺栓數(shù)量，綜合考慮螺栓布置方式，來確定節(jié)點(diǎn)板尺寸。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)既要滿足強(qiáng)度的要求，也需經(jīng)濟(jì)合理。節(jié)點(diǎn)外拼接： ≥＝外拼接板的截面尺寸：460 mm20 mm，一塊節(jié)點(diǎn)板僅由一片拼接板組成。一塊節(jié)點(diǎn)板提供凈截面積＝46－4＝－＝則每塊節(jié)點(diǎn)板處采用2片拼接板：200 mm 30 mm，兩塊拼接板的凈截面面積：2(20－2)＝單栓承載力 ＝ kN節(jié)點(diǎn)板的凈截面面積 ＝所需螺栓數(shù) ＝＝＝，實(shí)用40個(gè)兩片內(nèi)拼接板的凈截面面積 ＝所需螺栓數(shù) ＝＝＝，實(shí)用36個(gè) 上弦桿節(jié)點(diǎn)連接螺栓數(shù)計(jì)算取桿件截面的一半計(jì)算 ＝＝根據(jù)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB —2005)規(guī)定：主桁受壓桿件的拼接板有效面積應(yīng)大于被拼接壓桿有效面積()的10%。根據(jù)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB —2005)規(guī)定：主桁受拉桿件的拼接板凈面積應(yīng)比被拼接部分的凈面積大10%[3]。 下弦桿節(jié)點(diǎn)連接螺栓數(shù)計(jì)算下弦桿截面尺寸見圖52，豎板：2塊460 mm32 mm，腹板：1塊396 mm20 mm。 吊桿吊桿為受拉桿件，其承載力為和中的較小者，根據(jù)其桿端連接方式知，故承載力為＝＝ kN。單個(gè)螺栓的容許抗滑承載力 ＝ ＝ kN 斜桿斜桿是以受拉為主的桿件，其承載力為和中的較小者，根據(jù)其桿端連接方式知，故承載力為＝＝ kN。 腹桿桿端連接螺栓數(shù)計(jì)算斜桿截面尺寸見圖53，豎板：2塊460 mm32 mm，腹板：1塊396 mm20 mm。弦桿高度內(nèi)的節(jié)點(diǎn)板作為弦桿的外拼接板，弦桿豎板內(nèi)的拼接板作為內(nèi)拼接板。弦桿拼接位置設(shè)在大節(jié)點(diǎn)中心處，節(jié)點(diǎn)內(nèi)拼接，采用對(duì)接法。1圖55b 的影響線圖55a 橫梁受力圖作用在縱梁上的恒載＝()＝ kN/m，＝16 m，＝， kN/m。460圖54 吊桿截面尺寸(單位：mm)260豎板：2塊260 mm32 mm，腹板：1塊396 mm20 mm。 ＝＝＝ cm，＝＝＝ cm＝＝＝＜＝100，＝＝＝＜＝100 (滿足) 桿件強(qiáng)度驗(yàn)算＝＝＝＜＝210 (滿足)＝＝＝＜＝210 (滿足)＝＝＝＜＝210 (滿足) 板件局部穩(wěn)定驗(yàn)算豎板：＞50，＝＝＜＋5＝＋5＝ (滿足)腹板：＞50，＝＝＜＋10＝＋10＝ (滿足) 桿件總體穩(wěn)定驗(yàn)算由＝，查表得 ＝：＝＝＝＜＝200 (滿足) 疲勞驗(yàn)算根據(jù)其連接方式查表知。運(yùn)營動(dòng)力系數(shù)：1＋＝1＋＝1＋＝： (1＋)＝ kN，主力＝ kN，恒載＝ kN驗(yàn)算： (51) ＝＜＝ (滿足)： (1＋)＝ kN，主力＝ kN，恒載＝1914 kN驗(yàn)算： ＝＜＝ (滿足) 斜桿：主力為－ kN： kN ： kN和－ kN從強(qiáng)度條件入手，初步擬定截面尺寸如圖53所示圖53 斜桿截面尺寸(單位：mm)460460豎板：2塊460 mm32 mm，腹板：1塊396 mm20 mm。截面特性：＝462＋2＝ ＝－A＝－8＝ ＝2＋＝51939＝2＋246＋246＝145424 桿件強(qiáng)度驗(yàn)算＝＝＝＜＝210 (滿足)＝＝＝＜＝210 (滿足) 剛度驗(yàn)算自由長度＝＝800 cm＝＝＝ cm，＝＝＝ cm＝＝＝＜＝100 (滿足)＜，不必驗(yàn)算。截面特性：＝462＋2＝ ＝2＋＝51939圖51 上弦桿截面尺寸(單位：mm)460460＝2＋246＋246＝145424 剛度驗(yàn)算自由長度＝＝800 cm ＝＝＝ cm，＝＝＝ cm＝＝＝＜＝100 (滿足)＜，不必驗(yàn)算。 上弦桿： kN，按中心受壓桿件初步擬定桿件截面尺寸如圖51所示。同時(shí)，為使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單合理，弦桿高度最好全跨相同，或者變化不多。根據(jù)主桁各桿件的計(jì)算內(nèi)力來選取截面，使其具有足夠的強(qiáng)度、剛度、抗傾覆性及抗疲勞性。H形截面由兩塊豎板和一塊水平板組成，這種截面構(gòu)造簡單，工地安裝比較方便。 計(jì)算因?yàn)橹麒旖Y(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，只需計(jì)算一部分桿件，就可以得出主桁各個(gè)桿件的計(jì)算內(nèi)力。：將活載如圖35布置，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，滿足以下關(guān)系則為產(chǎn)生最大桿力的活載位置：且 (31)＝110＞＝＝＜＝94制動(dòng)力T＝(5220＋3092＋807)7%＝ kN 桿件因制動(dòng)力所產(chǎn)生的內(nèi)力為N＝＝ kN圖35 下弦桿活載布置圖＝8m＝40m7m30m3292 kN/m80 kN/m ：將活載如下圖36布置，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，若能滿足以下關(guān)系則為產(chǎn)生最大桿力的活載位置： (32)圖36 下弦桿活載布置圖10＋30－5＝24m＝24m 得：，解之得＝ m 制動(dòng)力T＝(5220＋3092＋80)7%＝ kN 桿件因制動(dòng)力所產(chǎn)生的內(nèi)力為N＝＝ kN第4章 確定主桁桿件計(jì)算內(nèi)力 概述在算出主荷載產(chǎn)生的桿件主力及附加荷載產(chǎn)生的附加力后，要將它們按主力或主力+附加力進(jìn)行組合，從而確定桿件的計(jì)算內(nèi)力。＝48m圖32上弦桿橫向風(fēng)力計(jì)算圖式＝48m＝48m圖31 上弦桿橫向風(fēng)力計(jì)算圖式 ：N＝＝＝ kN：N＝＝＝ kN：N＝＝＝ kN 橋門架效應(yīng)橋門架效應(yīng)引起的主桁桿件的內(nèi)力計(jì)算，其計(jì)算圖如圖33所示，內(nèi)力圖如圖34所示[2]。 橫向風(fēng)力橋上有車時(shí)的風(fēng)荷載強(qiáng)度采用1250Pa，列車高度3m。附加力主要有橫向風(fēng)力和制動(dòng)力(或牽引力)。公路荷載計(jì)算圖如圖27：圖27 車道荷載 以上弦桿為例計(jì)算，在公路車道荷載作用下，上弦桿的內(nèi)力為：－＝－ kN其他各主桁桿件在公路車道荷載作用下的內(nèi)力見附表21。(3)公路荷載產(chǎn)生的桿件內(nèi)力：橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車道荷載，計(jì)算跨徑48m，根據(jù)規(guī)定＝352＝264 kN，＝＝ kN/m。列車搖擺力引起的弦桿內(nèi)力計(jì)算簡圖如圖26所示(列車搖擺力加在桿件所對(duì)應(yīng)的平縱聯(lián)交叉點(diǎn)距左端支座較遠(yuǎn)者)[1]。 內(nèi)力計(jì)算(1)由恒載和列車豎向活載產(chǎn)生的主桁桿件內(nèi)力見附表21。 恒載計(jì)算單孔主桁重：＝ kN/m，鐵路橋面： kN/m，公路橋面：95 kN/m鐵路橋面系： kN/m，公路橋面系： kN/m，高強(qiáng)螺栓： kN/m聯(lián)結(jié)系： kN/m故每片主桁重：＝＝ kN/m 影響線面積計(jì)算吊桿影響線如圖22所示，弦桿影響線如圖23所示，斜桿影響線如圖24所示。恒載包括橋跨重量和橋面重量，列車豎向活載采用標(biāo)準(zhǔn)“中—活載”。并盡可能將平面結(jié)構(gòu)桿件布置成桁架式樣，主桁桿件的內(nèi)力按鉸接桁架計(jì)算，其計(jì)算圖式是由主桁桿件的軸線所形成的幾何圖式。結(jié)構(gòu)各部分按照完全處于彈性階的前提進(jìn)行分析。鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)用Q370qD，輔助結(jié)構(gòu)為Q235bz，高強(qiáng)螺栓35VB。圖21 主桁結(jié)構(gòu)簡圖(單位：m)68圖22 平縱聯(lián)結(jié)構(gòu)簡圖(單位：m)1248鐵路和公路橋面系均采用縱橫梁的設(shè)置，公路橋面采用普通鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橫向布置。主桁高12m，其幾何圖式如圖21所示。(10)利用有限元程序，建立