【正文】 座出的橫聯(lián)作為其支點(diǎn)，即相當(dāng)于上平縱聯(lián)為三跨連續(xù)梁，中間為固定鉸支座，兩邊為活動(dòng)鉸支座。下平縱聯(lián)中，斜桿翼緣板寬度200mm，翼緣板厚20mm，腹板長(zhǎng)度380mm，腹板厚度16mm，如下圖54（c）。上平縱聯(lián)中，直桿翼緣板寬度240mm，翼緣板厚20mm，腹板長(zhǎng)度380mm，腹板厚度16mm，如下圖54（a）。在豎向荷載作用下，由于空間作用，主桁弦桿變形時(shí)會(huì)帶動(dòng)縱聯(lián)一起變形，在縱聯(lián)桿件中產(chǎn)生內(nèi)力?？v聯(lián)常用的幾種圖式：a）三角形；b）菱形；c）交叉形；d）K形。上、下平縱聯(lián)分配到的橫向搖擺力為：上平縱聯(lián)搖擺力：下平縱聯(lián)搖擺力：風(fēng)力和搖擺力不同時(shí)計(jì)算，取其中較大者，故在本設(shè)計(jì)中上、下平縱聯(lián)均為風(fēng)力控制設(shè)計(jì)。 ③ 列車受風(fēng)面積應(yīng)按3m高的長(zhǎng)方帶計(jì)算，其作用點(diǎn)在軌頂以上2m高度處。 按《橋規(guī)》：①主桁部分的風(fēng)力，上下平縱聯(lián)各承受一半，；作用在橋面系、列車側(cè)面的風(fēng)力，在下平縱聯(lián)（即橋面系所在平面），即橫向力分配系數(shù)如下表52。有車時(shí)，并不大于；無車時(shí)。計(jì)算結(jié)果如下：表51 桿件內(nèi)力計(jì)算值（部分?jǐn)?shù)據(jù)）桿件號(hào)恒載內(nèi)力（kN）活載內(nèi)力（kN）主力（kN）最大值最小值最大值最小值1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 主力+風(fēng)力（搖擺力）一、橫向荷載（風(fēng)力或搖擺力）所產(chǎn)生的內(nèi)力1. 橫向荷載計(jì)算主桁的上下弦桿兼為上下平縱聯(lián)的弦桿,端斜桿又是橋門架的腿桿, 橫向風(fēng)力或搖擺力作用在橋上時(shí),將在這些桿件中產(chǎn)生內(nèi)力。 主桁桿件內(nèi)力的組成（1）主桁桿件的內(nèi)力有以下幾部分組成：豎向恒載所產(chǎn)生的內(nèi)力,，ZK活載內(nèi)力，；豎向活載產(chǎn)生的內(nèi)力：橫向風(fēng)力（或列車搖擺力）所產(chǎn)生的內(nèi)力，僅作用在上、下弦桿；橫向風(fēng)力通過橋門架效應(yīng)在端斜桿和下弦桿所產(chǎn)生的內(nèi)力；縱向制動(dòng)力所產(chǎn)生的內(nèi)力?？紤]到本設(shè)計(jì)中橋跨較大，受力較大，主桁弦桿、掛桿、斜腹桿均采用焊接箱型截面，而立柱理論上屬于零桿，采用H形截面形式。 主桁桿件初步設(shè)計(jì) 計(jì)算模型首先對(duì)桁架進(jìn)行桿件和節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如下圖所示：圖52（a） 左半跨桿件及節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖 圖52（b） 右半跨桿件及節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖 桿件截面初步設(shè)計(jì)（1）桿件形式的確定主桁桿件截面常用H形截面和箱形截面兩種。圖51 主桁模型示意圖主桁 ； 聯(lián)結(jié)系：；橋面系：； 高強(qiáng)度螺栓：；檢查設(shè)備：； 橋面：；焊縫：考慮主桁恒載，可以按照全寬橋面恒載計(jì)算：；單片桁架承受的恒載： 。連接尺寸：焊縫的最小焊腳尺寸參照《橋規(guī)》；高強(qiáng)度螺栓的桿徑為，孔徑為。中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文第5章 主桁桿件設(shè)計(jì)第5章 主桁桿件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)規(guī)范中華人民共和國(guó)鐵道部2005年《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中華人民共和國(guó)鐵道部2005年《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中華人民共和國(guó)鐵道部2009年《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》 鋼材及其基本容許應(yīng)力 鋼橋主體結(jié)構(gòu)采用Q345qD鋼，其中高強(qiáng)度螺栓用40B鋼；其中精致螺栓用M24；螺母及墊圈用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼；鑄件用ZG25；輥軸用鍛鋼35。 方案比選按照橋梁的設(shè)計(jì)要求，對(duì)以上三種方案，從結(jié)構(gòu)受力、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工等進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表31。在拱圈澆筑時(shí)，應(yīng)充分利用先澆混凝土的強(qiáng)度。橋臺(tái)位于河灘上，采用重力式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)。主槽地質(zhì)為礫巖，承受荷載能力大，因此，處于礫巖上的基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的形式，而河灘為粘土，易沖刷，故采用樁基形式。為減小拱圈受壓長(zhǎng)度，需設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)系，本方案采用施工較為方便的一字撐形式。主梁采用一箱兩室形式，箱梁高，縱立面圖為35所示。主橋?yàn)閯判怨羌芟禇U拱橋，拱肋拱軸線為拋物線形。⑥：解除塊臨時(shí)固結(jié)系統(tǒng)。要求塊兩側(cè)對(duì)稱平衡施工，施工工藝要求較高，必須保證主梁施工質(zhì)量。具體標(biāo)高和尺寸見CAD圖2。設(shè)計(jì)時(shí)，采用空心薄壁墩的形式。由于橋墩不是很高，本橋采用豎直雙肢薄壁墩，這樣的結(jié)構(gòu)不僅能增加橋墩縱橋向豎向荷載作用下的剛度，而且其水平抗推剛度較小，在橋梁縱向允許的變位大。橋?qū)?，主跨支點(diǎn)截面高度，跨中截面高度為；2）支點(diǎn)截面：上翼緣板厚，下翼緣板厚，腹板厚度；3）跨中截面和邊跨合攏段截面：上翼緣板厚，下翼緣板厚，腹板厚度；圖34 剛構(gòu)橋橫斷面圖（單位：）（3）基礎(chǔ)墩臺(tái)設(shè)計(jì)連續(xù)剛構(gòu)橋跨越能力大，承載能力強(qiáng)，但也有缺點(diǎn)，尤其是基礎(chǔ)不均勻沉降、溫度變化對(duì)其影響很大，因此要求基礎(chǔ)必須有高的承載能力。箱型截面具有很好的抗彎和抗扭性能，因此本方案采用采用箱型截面。中跨支點(diǎn)截面高，高跨比為，跨中截面高度為，跨中截面梁高為支點(diǎn)截面梁高的，梁底曲線為拋物線，邊跨和主跨合攏段各為直線段。 方案二：三跨雙肢薄壁連續(xù)剛構(gòu)橋（1）縱立面設(shè)計(jì) 方案二橋跨組成：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁 +雙肢薄壁連續(xù)剛構(gòu)橋 + 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，全橋總長(zhǎng)，橋面軌頂標(biāo)高為。三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到本橋施工時(shí)間段應(yīng)為河流的枯水期，不易采用浮運(yùn)法，又結(jié)合鋼橋施工經(jīng)驗(yàn)，本橋采用施工技術(shù)比較成熟的懸臂拼裝法進(jìn)行施工，這種方法在施工時(shí)，安裝內(nèi)力接近于設(shè)計(jì)內(nèi)力，故安裝時(shí)需要加強(qiáng)的桿件也較少，能節(jié)約工程費(fèi)用和加快施工進(jìn)度等。該橋下河床水文地質(zhì)情況良好，考慮到河灘和主槽地質(zhì)條件不同，河灘采用承臺(tái)加樁基的形式，河槽采用承臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)的形式，具體見1號(hào)圖紙。4）橫向聯(lián)結(jié)系：為增加橋梁整體橫向剛度，應(yīng)盡可能使楣桿下緣逼近橋梁建筑限界，橫梁與楣桿間的距離為，采用工字型截面。2）主桁桿件：荷載比較大，主桁桿件大部分采用箱型截面，桿件寬度為 ，上下弦桿在各節(jié)間的高度相同，為，立柱不受力，采用H型截面。由于本設(shè)計(jì)中采用的是鋼桁梁橋，自重所占的比例比較小，不需嚴(yán)格按照上述原則，同時(shí)為了美觀，三跨連續(xù)鋼桁梁橋布置成等跨形式。圖31 連續(xù)鋼桁梁橋立面布置示意圖（途中未注明單位一律為：）三跨連續(xù)梁橋跨度布置的原則是：邊跨和中跨最大彎矩基本相等。橋梁跨長(zhǎng)由第2章水文計(jì)算部分確定，要求滿足河流排洪輸沙的基本要求。 主橋方案設(shè)計(jì) 方案一：連續(xù)鋼桁橋（1）縱立面設(shè)計(jì) 方案一橋跨組成：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁 +連續(xù)鋼桁橋 + 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，全橋總長(zhǎng)，橋面軌頂標(biāo)高為。 方案設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料及水文計(jì)算情況，并考慮地形通航要求特點(diǎn)，結(jié)合高鐵的現(xiàn)有規(guī)范及橋梁修建與規(guī)劃情況，充分考慮了不同類型橋梁在高鐵上的應(yīng)用合理性，并且結(jié)合了中國(guó)高鐵橋梁建設(shè)的實(shí)例，本設(shè)計(jì)最終選定了三種橋型進(jìn)行方案比選，主要橋型包括以下：第一種方案：連續(xù)鋼桁橋；第二種方案: 三跨雙肢薄壁連續(xù)剛構(gòu)橋；第三種方案： 勁性骨架系桿拱橋。由第章水文計(jì)算部分可知，該橋橋址處百年一遇的設(shè)計(jì)洪水流量為，設(shè)計(jì)水位為，設(shè)計(jì)最高通航水位為，設(shè)計(jì)最低通航水位，梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高為。該階段的主要內(nèi)容包括：①橋梁立面設(shè)計(jì)和橋梁平面設(shè)計(jì)；②施工組織方案；③技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和優(yōu)化方案的選用。表218 沖刷深度和基礎(chǔ)埋置深度匯總左河灘主槽右河灘一般沖刷深度局部沖刷深度總沖刷深度預(yù)留安全值基底標(biāo)高計(jì)算值基底標(biāo)高實(shí)設(shè)值2032中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文第3章 方案設(shè)計(jì)與比選第3章 方案設(shè)計(jì)與比選橋型方案設(shè)計(jì)與比選是橋梁設(shè)計(jì)者必須十分注意的部分，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響橋梁的安全、工程費(fèi)用、施工、美觀等方面。表 217 河灘局部沖刷計(jì)算參數(shù)左河灘右河灘一般沖刷深度橋墩跨度44計(jì)算公式（218）（218）墩形系數(shù)液性指數(shù)墩前行進(jìn)流速局部深度 基礎(chǔ)埋置深度計(jì)算 根據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，鐵路橋基底埋置安全值，對(duì)于一般橋梁，安全值為2m加沖刷總深度的10%。表 216 河灘一般沖刷計(jì)算參數(shù)左河灘右河灘203138水面寬度橋墩數(shù)21橋墩寬度44河灘部分的過水凈寬斷面面積322195河灘斷面的最大水深河灘斷面的平均水深液性指數(shù)一般沖刷深度（2） 河灘局部沖刷計(jì)算① 計(jì)算原理 根據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，該河流河灘為粘性土，粘性土河床橋墩局部沖刷計(jì)算公式如下： 當(dāng)時(shí)， （217）當(dāng)時(shí)， （218）式中， ：河灘一般沖刷后墩前行進(jìn)流速， 其余參數(shù)同公式（214）、（215）和（216）中的同名符號(hào)相同，不再贅述。6）計(jì)算橋下河槽一般沖刷后的最大水深（2）河槽局部沖刷的計(jì)算① 計(jì)算原理根據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，非粘性土河槽橋墩局部沖刷公式如下：當(dāng)時(shí)， （214）當(dāng)時(shí)， （215） 式中，：局部沖刷深度；：墩形系數(shù)（橢圓型，）；：河床顆粒影響系數(shù)，；：河床平均粒徑，?。唬簶蚨沼?jì)算寬度，??；：墩前行進(jìn)流速，：河床泥沙啟動(dòng)流速，：墩前泥沙啟動(dòng)流速，：指數(shù)，② 河槽局部沖刷計(jì)算 1）墩前行進(jìn)流速 2）河床泥沙啟動(dòng)流速 3）河床顆粒影響系數(shù) 4）墩前泥沙起沖流速 5）指數(shù) 6）墩前局部沖刷 ，由公式（214）得， 河灘沖刷（1）河灘一般沖刷 ①計(jì)算原理根據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，粘性土河灘一般沖刷計(jì)算公式為： （216）式中，：河灘部分的過水凈寬；：橋下河灘斷面的最大水深；：橋下河灘斷面的平均水深；：沖刷范圍內(nèi)粘土的液性指數(shù)，此處取；：橋下河灘部分通過的設(shè)計(jì)流量。 表214 橋下凈空高度序號(hào)橋的部位高出設(shè)計(jì)洪水頻率水位加后最小高度高出檢算洪水頻率水位加后最小高度1梁底（洪水期無大漂流物）2梁底（洪水期有大漂流物）3梁底（有泥石流）▔4支撐墊石頂 ▔5拱肋和拱圈的拱腳 ▔ 沖刷深度計(jì)算（1） 河槽一般沖刷計(jì)算 ①計(jì)算原理 根據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，非粘性土橋下河槽的一般沖刷公式為 （213）式中 ， ： 橋下一般沖刷后的最大水深； ：河槽橋孔部分的過水凈寬； ：河槽斷面上的最大水深；：河槽斷面上的平均水深；：與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)，見表215；：?jiǎn)螌捔髁考邢禂?shù)，即： 其中，、為造床流量時(shí)的河寬和平均水深，本地址資料顯示河床為復(fù)式河床，按平灘水位計(jì)算。查《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5313d得，波浪高度。橋下壅水高度為：（2） 波浪高度由于缺少實(shí)測(cè)資料，浪高公式采用了經(jīng)驗(yàn)公式，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，本文采用《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的查表方法。該河流為寬闊平坦區(qū)，河床比降為1/9000，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，?。缓恿髋c橋梁軸線垂直即：；設(shè)計(jì)流速為；設(shè)計(jì)流量為，帶入公式（29）、公式（28）得:橋下需要過水?dāng)嗝婷娣e： 橋下供給過水?dāng)嗝婷娣e（最小值）： （2） 橋孔凈長(zhǎng)檢算為保守起見，初步設(shè)定橋墩寬度（順橋向）為4m，按32m簡(jiǎn)支箱梁布置橋墩，由斷面圖24可知，河流寬度為，最多布置13跨，最多有橋墩14個(gè)，由斷面CAD圖紙可得，設(shè)計(jì)流量通過天然河道時(shí)，橋下毛過水?dāng)嗝婷娣e為： 設(shè)計(jì)水位下，平均水深 則橋下實(shí)際可供給的過水?dāng)嗝婷娣e為：故本橋滿足排洪泄沙的要求。：橋下需要過水?dāng)嗝婷娣e （29） : 設(shè)計(jì)流量 : 設(shè)計(jì)流速；：水流方向與線路軸向之法線間的夾角。根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB501392004）有如下要求：表29 設(shè)計(jì)最高通航水位的洪水重現(xiàn)期航道等級(jí)Ⅰ ~ ⅢⅣ、ⅤⅥ、Ⅶ洪水重現(xiàn)期（年）20105表210 設(shè)計(jì)最低通航水位的多年歷時(shí)保證率航道等級(jí)Ⅰ ~ⅡⅢ、ⅣⅤ ~ Ⅶ洪水重現(xiàn)期（年）≥9898 ~ 9595 ~ 90本航道二級(jí)通航標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)最高通航水位重現(xiàn)期為20年；設(shè)計(jì)最低通航水位多年歷時(shí)保證率為98%，在圖23水位頻率曲線上找到對(duì)應(yīng)點(diǎn)，得：設(shè)計(jì)最高通航水位: 設(shè)計(jì)最低通航水位： 孔徑計(jì)算 沖刷系數(shù)法確定橋梁孔徑。橋址處百年一遇的設(shè)計(jì)洪水位為： 設(shè)計(jì)水位： 由公式（21）可得，設(shè)計(jì)流量 ： 圖23 水位頻率曲線圖 形態(tài)斷面天然流量計(jì)算 ，橋下通過設(shè)計(jì)流量時(shí)，形態(tài)斷面設(shè)計(jì)水位，橋下過水?dāng)嗝鎴D如下圖24 橋下過水?dāng)嗝媸疽鈭D在此設(shè)計(jì)中認(rèn)為該河段為穩(wěn)定均勻流河段，于是可以采用謝才曼寧公式[2] 計(jì)算流速：