石家庄铁道学院毕业设计
其截面惯性矩:
I'?1?1.5?(195)3?2?36?2?(1?97.5)2?2323983cm4 12由影响线面积法求截面变化处弯矩大小,变截面处弯矩影响线如下图:
图2-14 四分之一截面处弯矩影响线图
M?p???k(1??)???3698KN?m??37.5
(查表得k?58.7)
验算截面变化处(即1/4截面处)的最大弯曲应力:
Mh'??'?()?158.33Mpa?210Mpa。
I2验算梁最大切应力:
97.5??107436?2?(1?97.5)?97.5?1.5??QmaxS?2????43.73Mpa?120Mpa ?'?I?f2323983?1.5?max由于截面变化处其腹板承受的剪力和弯矩都较大,所以应验算合成应力:
?m??2?3?2(2-15)
; 式中,?——校核处弯曲正应力(Mpa)
?——校核处剪应力(Mpa)
石家庄铁道学院毕业设计
图2-16 截面合成应力校核点示意图
变截面处剪力影响线如下图:
图2-17 四分之一截面处剪力影响线图
影响线面积??1(15?0.75?5?0.25)?52
剪力大小为Q?12.5?5?58.7?1.467?5?493KN 合成应力校核处剪应力:
Q?S493KN?(2?36?98.5)cm3??'??10Mpa 4I??f2323983cm?1.5cm合成应力校核处正应力:
Mh'??'?(?0.02)?155.15Mpa
I2由式(2-15):
?m?(155.15)2?300?24371?156Mpa?????1.1?231Mpa
符合强度要求。
石家庄铁道学院毕业设计
验算1/8截面处的内力及合成应力:弯矩影响线如下图:
图2-18 八分之一截面处弯矩影响线图
查表得k为60.15
影响线面积??21.875,则截面弯矩为:
M?12.5?21.875?60.15?1.467?21.875?2203.7KN?m
截面最大正应力
Mh'2203.7KN?m??'??0.995m?94.35Mpa?210Mpa 4I22323983cm合成应力校核处正应力
Mh'2203.7KN?m??'(?0.02)??97.5cm?92.45Mpa4I22323983cm
'截面剪力影响线如下图:
图2-19 八分之一截面剪力影响线图
影响线面积:
??1(17.5?0.875?2.5?0.125)?7.5 2截面剪力:
Q?12.5?7.5?7.5?60.15?1.467?755.5KN
合成应力校核处剪应力:
Q?S755.5KN?(2?36?98.5)cm3??'??15.37Mpa 4I??f2323983cm?1.5cm
石家庄铁道学院毕业设计
由式(2- 15)合成应力:
2?m??2?3?2?(92.45)2?(315.37)?96.21Mpa?1.1?????231Mpa
2.5验算挠度:
静活载产生挠度:根据设计规范,静活载所产生的竖向挠度不应超过主梁跨度的1/800。验算如下:
5ql4fk??384EII??1?3.2('?1)a3(4?3a),Il''a?I为较小截面惯性矩。
l
fk2.0811??,符合要求。l2000800
2.6恒载修正:
单个主梁体积:
V?(2?36?2.5?195?1.5)?1000?(2?36?2?195?1.5)?1000=909?103cm3 16Mnq钢密度为7.85g/cm3
主梁质量M=7135.65Kg
主梁自重荷载p?Mg/20=3.567?103N/m=3.567KN/m?17?8.5KN/m,。 2故实际主梁自重荷载小于之前的估算恒载。且相差较大。根据前面的验算截面尺寸完全符合强度要求。可选定为实际截面。下面计算桥梁实际恒载和活载作用下桥梁跨中截面和端截面的内力。作为桥梁内力的修正。
桥梁实际恒载考虑主梁自重、桥面重、加劲肋重量和主梁间的联接系及高强度螺栓和拼接板重量:单个主梁加劲肋数量为22,单个加劲肋重量按中间加劲肋算(参照后续的加劲肋布置),为78.518?514?12.?244.Kg?,加劲肋总重为24.4?22?536.8Kg,
其均布荷载为268.4N/m,单个主梁承受连接系和拼接系荷载参照相关资料可取加劲肋荷载的1.2倍。故单个主梁实际恒载为3.567?2.2?0.2684?4?8.637KN/m。 计算实际内力: 跨中弯矩:
M梁端剪力:
max?50?8.637?1.467?55.1?50?4471.7KN?m
Qmax?8.637?10?64.7?1.467?10?1035KN 跨中截面最大正应力:
石家庄铁道学院毕业设计
?max?梁端剪力:
Mmax4446.7KN?m?y??100cm?166.79Mpa I2682140cm4?max?Qmax?S?42.14Mpa I??f第3章主梁的连接
3.1设计方法:
根据我国《铁路桥梁钢结构设计规范》,板梁翼板用高强度螺栓时,其螺栓数量应按连接杆件的承载力计算,即采用全承载力设计法(全强设计法),板梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度。故对于弯矩来讲,按腹板的全强设计;对于剪力,按拼接所在位置的最大剪力考虑。钢桥由于活载较大很少采用承压型高强螺栓,而选用摩擦型高强螺栓。拼接处位置选择在四分之一截面,跨中截面及四分之三截面这三处。每段拼接梁单元长5m。拼接梁单元如下图所示:
图3-1 拼接单元梁立面图
全承载情况下:
Mmax?
????I?5364KN?m(y?h)
y2