【正文】 9 圖 14 制動力加載圖 圖 15 制動力荷載作用下軸 力圖 第四節(jié) 疲勞內(nèi)力計(jì)算 疲勞荷載組合包括設(shè)計(jì)載荷中的恒載和活載 (包括沖擊力、離心力，但不考慮活載發(fā)展系數(shù) )。同時，第 條又規(guī)定，焊接及非焊接 (栓接 )構(gòu)件及連接均需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢算，當(dāng)疲勞應(yīng)力均為壓應(yīng)力時，可不檢算疲勞。 其值按下式計(jì)算： Lf ???? 401411 ?。 14140 1411 ?????????? Lf? ，計(jì)算結(jié)果匯入表格。 毛截面 Am＝ 2 46 2＋ 42 ＝ 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 2 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy= 桿件自由長度 ly＝ 800cm cmAIi myy ??? 100][ ????? ?? yyy iI，驗(yàn)算通過。 3)拉力強(qiáng)度驗(yàn)算 MP aAN jIj 200][ ?????? ?? 4)疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 由表 1可知 Nmin＝ 、 Nmax＝ 得 P inm in ????? jAN? 14 8M P a10019 10 0028 90. 45m inm in ????? jAN? 拉－拉桿件驗(yàn)算式： ][)( 0m inm a x ?????? tnd ?? 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 13 式中線路系數(shù) ?d? ，損傷修正系數(shù) ?n? ， 板厚修正系數(shù) 242525 44 ??? trt 查規(guī)范表 Ⅲ類疲勞等級，查表 其疲勞容 許應(yīng)力 [σ 0]＝ ,故 ()＝ ≤ ＝ ，通過驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 46 ＋ 1＝ 154cm2 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy= 桿件自由長度 ly＝ 800cm cmAIi myy ??? 100][ ????? ?? yyy iI，驗(yàn)算通過。 3)拉力強(qiáng)度驗(yàn)算 NI＝ ， MP aAN jIj 200][ ?????? ?? 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 14 4)疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 由表 1 可知 Nmin＝ 、 Nmax＝ 得 M P inm in ????? jAN? M P 10 0013 37. 68m inm in ????? jAN? 拉－拉桿件驗(yàn)算式： ][)( 0m inm a x ?????? tnd ?? 式中線路系數(shù) ?d? ，損傷修正系數(shù) ?n? ， 板厚修正系數(shù) 122525 44 ??? trt 查規(guī)范表 的桿件驗(yàn)算截面為第Ⅲ類疲勞等級，查表 知其疲勞容 許應(yīng)力 [σ 0]＝ ,故 ()＝ ≤ ＝，通過驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 46 2＋ 42 ＝ 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy= 桿件自由長度 ly＝ 800cm cmAIi myy ??? 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 15 100][. ????? ?? yyy iI，驗(yàn)算通過。 3)強(qiáng)度以及總體穩(wěn)定驗(yàn)算 200M P a][M P ?????? ?? jIj AN 由λ y＝ ，查表內(nèi)插求得φ 1＝ 200M P a][M P ???? ??? ??? mcAN 通過驗(yàn)算。 (2) 腹板 按照《鋼橋規(guī)范》，查表 ，當(dāng)λ≥ 50 時，板件的寬厚比 ?? ??b 腹板 ???????? ??b 通過驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 46 ＋ ＝ 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 16 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy= 桿件自由長度 ly＝ 800cm cmAIi myy ??? 100][ ????? ?? yyy iI，驗(yàn)算通過。 3)強(qiáng)度以及總體穩(wěn)定驗(yàn)算 200M P a][M P ?????? ?? jIj AN 由λ y＝ ，查表內(nèi)插求得 ?? 20 0M P a][M P 6 ???? ??? ??? mcAN 通過驗(yàn)算。 (2) 腹板 按照《鋼橋規(guī)范》，查表 ，當(dāng)λ≥ 50 時，板件的寬厚比 ?? ??b 腹 板 ???????? ??b 通過驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 60 2＋ 42＝ 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj ＝ Am Δ A＝＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy=， Ix= 桿件自由長度 ly＝ cmAIi myy ??? ， cmAIi mxx ??? 100][ ????? ?? yyy iI， 100][ ????? ??xxx iI 驗(yàn)算通過。 (2)主力＋橫向風(fēng)力作用 端斜桿 E0A1 在主力作用下為受壓桿件，在主力與橫向力作用下為壓彎桿。參照《鋼橋規(guī)范》第 條規(guī)定，對受壓并在一個主平面內(nèi)受彎曲的桿件，總穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 18 ][121 1 ?????? ??? mm WMAN 換算長細(xì)比 ?? ??? yxe hiLi?? ，查表得 ??? ，式中α —— 系數(shù)，焊接桿件取 ； h—— 桿件兩翼緣板外緣距離，即截面寬度， h＝ 460mm。按《鋼橋規(guī)范》第 條，此 1?? 可以用作 2? 。主力組合時取用 n1＝ ， [σ ]應(yīng)按主力組合采用； 主力加附加力組合時取用 n1＝ ， [σ ]應(yīng)按主力加附加力組合采用。 (3) 主力＋制動力作用 依照《鋼橋規(guī)范》 條規(guī)定，當(dāng)驗(yàn)算的失穩(wěn)平面和彎矩作用平面一致時，?? ， MP aMP aANm ][ 1 ????? ?? 所以應(yīng)考慮彎矩因構(gòu)件受壓而增大所引用的值μ 1 2 22 211 ??? ??????? mEANn? ?? P P .8 ??????????m? 通過驗(yàn)算。 (2) 腹板 按照《鋼橋規(guī)范》，查表 ，當(dāng) λ≥ 50 時，板件的寬厚比 ?? ??b 腹板 12420 ???????? ??b通過驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 46 ＋ 1＝ 154cm2 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy=， Ix= 桿件自由長度 ly＝ =， lx＝ ， cmAIi myy ??? ， cmAIi mxx ??? 100][ ????? ?? yyy iI， 100][ ????? ??xxx iI 驗(yàn)算通過。 4)局部穩(wěn)定驗(yàn)算 (1) 翼緣板 按照《鋼橋規(guī)范》，查表 ，當(dāng)λ≥ 50 時，板件的 寬厚比 ?? ??b 翼緣板 6 .8 12460 ????????? ??b ,通過驗(yàn)算。 5)疲勞驗(yàn)算 由 Nmin＝ 、 Nmax＝ 得 ： M P in ????? jm im AN? ， M P a xm a x ???? jAN? ， axm in ??? ??? 為主拉為主的拉壓桿件， 拉－拉桿件驗(yàn)算式： ][)( 0m inm a x ?????? tnd ?? 式中線路系數(shù) ?d? ，損傷修正系數(shù) ?n? ， 板厚修正系數(shù) 122525 44 ??? tt? 查規(guī)范表 Ⅲ類疲勞等級，查表 許應(yīng)力 [σ 0]＝ ,故 (+)＝ ≤ ＝ ，通過驗(yàn)算。不用再做相應(yīng)驗(yàn)算。 毛截面 Am＝ 2 26 ＋ 1＝ 106cm2 栓孔削弱面積Δ A＝ 2 4 ＝ 凈截面面積 Aj＝ AmΔ A＝ ＝ 2)剛度驗(yàn)算 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 Iy=， Ix=, 桿件自由長度 ly＝ 880cm， lx＝ 1100cm ， cmAIi myy ??? ， cmAIi mxx ??? 180][ ????? ?? yyy iI， 801][ ????? ??xxx iI 《鋼橋規(guī)范》規(guī)定僅受拉力且長度≤ 16m的腹桿容許最大長細(xì)比為 180。 第六節(jié) 腹桿高強(qiáng)度螺栓計(jì)算 按照《鋼橋規(guī)范》第 條，高強(qiáng)度螺栓容許抗滑承載力為： KNK NmP ????? ? 式中 P—— 高強(qiáng)螺栓的容許抗滑承載力； m—— 高強(qiáng)螺栓連接處的抗滑面數(shù)； μ 0—— 高強(qiáng)螺栓連接的鋼材表面抗滑移系數(shù)，不大于 ； N—— 高強(qiáng)螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力， M22 為 200kN。 主桁腹桿桿端高強(qiáng)度螺栓個數(shù) n 應(yīng)滿足 PNn ][? [N]為桿件的承 載力，對于主桁桿件： 受拉桿件 ][][ ?jAN ? ， 受壓桿 ][][ 1 ???? mAN ， 受拉壓桿件 ]}[],[m a x {][ 1 ??? mj AAN ? ， 1 拉桿 A1E A3E4 桿件承載力 KNAN j 2 6 2 42 0 01 0 01 3 1 . 2][][ ????? ? 螺栓數(shù) ??n 個。 3 拉壓桿 A2E3 KNAN j 2 6 2 42 0 01 0 01 3 1 . 2][][ ????? ? 4 3 12 0 01 0 04 6 4 ][][ 1 ??????? ??mAN KNAAN mj 2624]}[],[m a x {][ 1 ?? ??? 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 23 螺栓數(shù) 50 ??n個。根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果， E0E2桿 (2460 12， 1436 10)一半凈面積為 21 121 cmA j ??? ， E2E4 桿（ 2460 20， 420 12 ）一半凈面積為21 721 cmA j ??? 節(jié)點(diǎn)板選用厚度δ＝ 12 mm 一塊節(jié)點(diǎn)板作為外拼接板提 供的面積 (取桿件高度 46cm部分 ) A39。p2＝ (2 204 ) ＝ 內(nèi)外拼接板凈面積為 A39。p1+ A39。 2)拼接螺栓和拼接板長度 單抗滑面高強(qiáng)螺栓的容許承載力為： KNK NmP ????? ? 一側(cè)節(jié)點(diǎn)板 (外拼接板 )所需高強(qiáng)螺栓數(shù)： ][][ 111 ???????? PAPNn p ?(至少取 5 排，共 20 個 ) 一側(cè)兩塊內(nèi)拼接板所需高強(qiáng)螺栓數(shù)： ][][ 222 ???????? PAPNn p ?(至少取 8 排，共 32 個 ) 但是考慮到外拼接板 和內(nèi)拼接板統(tǒng)一，于是取 8 排，共 32 個 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 24 3)內(nèi)拼接板長度 內(nèi)拼接板一側(cè) 32 個高強(qiáng)度螺栓，排成 8 排，端距取 50mm，其長度為 L＝ 2 (90+80+90+(83) 80+50)＝ 1420 mm，根據(jù)節(jié)點(diǎn)布置的實(shí)際需要，最后兩塊上端內(nèi)側(cè)內(nèi)拼接板 P P2取 200 24 1420，兩塊下端內(nèi)側(cè)內(nèi)拼接板 P P4 取 200 24 1420，滿足驗(yàn)算要求。拼接板一側(cè) 24 個高強(qiáng)度螺栓，排成 6 排，端距取 50mm，其長度為 L＝ 6 80+50 2＝ 580mm，滿足驗(yàn)算要求。拼接板一側(cè) 20 個高強(qiáng)度螺栓，排成 5 排，端距取 50mm，其長度為 L＝ 5 80+50 2＝ 500mm，滿足驗(yàn)算要求。根據(jù) 前面計(jì)算結(jié)果， E0E2桿 (2460 12， 1436 10)一半凈面積為 21 121 cmA j ??? 節(jié)點(diǎn)板選用厚度δ＝ 12 mm 一塊節(jié)點(diǎn)板作為外拼接板提供的面積 (取桿件高度 46cm 部分 ) A39。p2＝ (2 204 ) ＝ 內(nèi)外拼接板凈面積為 A39。p1+ A39。 單線鐵路下承式栓焊簡支鋼桁梁橋課程設(shè)計(jì) 土木 0706 曾清 07231173 25 2)拼接螺栓和拼接板長度 單抗滑面高強(qiáng)螺栓的容許承載力為： KNK NmP ????? ? 一側(cè)節(jié)點(diǎn)板 (外拼接板 )所需高強(qiáng)螺栓數(shù)： ][][ 111 ???????? PAPNn p ?(至少取 5 排，共 20 個 ) 一側(cè)兩塊內(nèi)拼接板所需高強(qiáng)螺栓數(shù)： ][][ 222 ???????? PAPNn p ? 個 (至少取 5 排，共 20 個 ) 但是考慮到外拼接板和內(nèi)拼接板統(tǒng)一，于是取 4 排，共 16 個 3)內(nèi)拼接板長度 內(nèi)拼接板一側(cè) 20 個高強(qiáng)度螺栓，排成 5 排，端距取 5