石家庄铁道学院毕业设计
式中h0为腹板净高度,tw为腹板厚度。中间加劲肋截面尺寸拟定为14cm?12mm。 则
I?1?1.2?(2?14?1.5)3?2567.2cm4, 12故满足I?It。
端加劲肋设置在支座处,主要承压,截面尺寸定为16cm?20mm。压杆面积:
Am?2?16?2?30?1.5?1.5?131.5cm2
端加劲肋布置示意图:
图4-4 端加劲肋布置图
4.2.2加劲肋验算
轴向应力检算:
?b?Rv1074000??89.76Mpa?200Mpa
As?(B?2tf)tw2?160?20?(320?50)?15端部承压应力检算:
?c?2Rv2R2?1074000?v??163.4Mpa?????300Mpa
As?Bev?twAm131.5端部加劲肋稳定验算:
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Ix?x?1?2?(2?16?1.5)3?6266cm4, 12rx?Ix?x?6.9cm Amlx?0.7?240?168cm?x?lx168??24.35, rx6.9查表得??0.9,则
??N1074000??90.75Mpa?????200Mpa??Am0.9?131.54.3腹板耐劳强度的验算:
图4-5 腹板疲劳强度验算点图
由于a点兼受法向拉应力?和剪应力?,在反复荷载作用下,有较高的应力集中,故应验算该处腹板的疲劳强度。即:
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????zh??????2???n?2?2?(4-6)
?2??n??1451?0.6? (4-7)
???min(4-8)?max
式中,?min——静荷载作用下的正应力(Mpa);
?max——静荷载与动活载作用下的正应力(Mpa)
取1/4截面验算:
M?ya3698KN?m?87.5cm??139.23Mpa 4I2323983cm??3Q?Sa493KN??1.5?92.5?36?2.5?98.75?cm????12.568Mpa
I??2682410?1.5Q?Sa493KN??1.5?92.5?36?2?98.5?cm????10.23Mpa
I??2323983?1.53'故取较大的?代入验算。
由式(4-6)、(4-7)、(4-8)有:
?zh?121.28Mpa;
???min468.75??0.1267, ?max3698145?157Mpa,
1?0.6???n??故?zh???n?。疲劳强度符合要求。
4.4翼缘板疲劳强度验算:
翼缘板因用高强度螺栓连接,存在栓孔削弱,当列车通过桥梁是,板梁截面中性轴以下部分将承受数值变动的拉应力,应验算受拉翼缘的疲劳强度,验算如下: 翼缘板截面净截面面积:
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Aj?2.5?36?6?2.2?2.5?57cm2(M22螺栓直径为2.2cm)
截面净截面惯性矩:
Ij?2?57?(98.75)2?1(195)31.5?2038537.5cm4 12验算公式:
M???n?Wj(4-9)
式中,??n?——疲劳容许应力(Mpa);
Wj——净截面抗弯惯性矩(cm3)
M——主梁跨中截面最大弯矩(KN?m)
??n????165(4-10)
1?0.6??minMmin(4-11)??maxMmax
则由式(4-9)、(4-10)、(4-11):
M4666.6KN?m??100cm?228.9Mpa 4Wj2038537.5cm???minMmin625???0.134, ?maxMmax4666.6??n??由此得:
165?179.35Mpa
1?0.6?M???n?。 Wj翼缘板疲劳强度不符合要求,需要增大翼缘板的面积,考虑在拼接前在跨中位置的下部受拉翼缘板上焊上一块同材质同宽度的钢板,板长为翼缘拼接板长的一半,设焊后翼缘板厚度为d=5cm,截面示意图如下图:
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图4-12 疲劳强度加强后的跨中截面
先确定中性轴位置:
截面对上翼缘顶部的静矩:
S?36?2.5?1.25?195?1.5?(97.5?2.5)?5?36?(197.5?2.5)?65362.5cm3 则中性轴到上翼缘顶部的距离为:
65362.5cm3?116.2cm 2(36?2.5?195?1.5?5?36)cm截面的净截面惯性矩:
I?2038537.5??2?57?195?1.5??(116.2?100)2??2557529cm4
57?2.5?(202.5?116.2?1.25)22.5
由式(4-7)有
M4666.6KN?m??(202.5?116.2)cm?157.47Mpa???n??179.35Mpa, Wj2557529cm4结果符合疲劳强度要求。
4.5翼缘板稳定:
翼缘伸出肢宽度和厚度之比分别为18/2.5(跨中截面);18/2(梁端截面),均小于10,根据规范翼缘的稳定满足要求。翼缘板与腹板的焊缝连接采用半自动焊,焊