石家庄铁道学院毕业设计
缝尺寸为10?10mm,焊缝长度设为15cm,则hf?10mm。
4.6焊缝强度检算:
4.6.1翼缘板和腹板连接焊缝:
此处只检算梁端处的焊缝强度,因为主梁端处剪力最大,焊缝承受的剪力也较大。 设单位长度的水平剪力为T1,剪应力??Q?SyiIm??f,沿梁跨度单位长度(1cm)内剪应力
的总和为T1????f?1?Q?SyiIm,此即长的翼缘焊缝需传递的水平剪力。设最大轮压P产
生的竖向剪力为V1,由桥枕传下的最大轮压P(包括冲击力)按平均分布在100cm范围内计算,即沿跨长1cm内的竖向剪力V1?220?110KN,故P?110(1??)KN,2P。按铁路标准活载最大轮压为100求单位长度1cm内翼缘焊缝承受的总剪力Q1。
合成剪力:
Q1?T?V?(2121Q?SyiImP2)2?()100(4-13)
计算合成剪应力: 则:
Q11074?70922161.372?()?()/1.4hf?26.08Mpa?120Mpa2hf?0.72323983100
符合强度要求。
4.6.2竖向加劲肋(端部)与腹板的焊缝连接:
焊缝主要承受轴向压力:根据焊缝强度要求有:
0.7hf?N nlw?n为焊缝数量,当梁腹板两侧对称设置加劲肋时n为4,lw为焊缝长度,设计为
168cm。则:
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N1074?1030.7hf???1.331mm 64lw?3.36?240?10hf?1.331?1.9mm。 0.7第5章梁的联接系
连接系材料采用Q235钢。
5.1横向联接系:
钢板梁由于横向抗弯惯性矩和抗扭惯性矩很小,在面内弯矩、水平力和扭矩作用下,容易产生弯扭失稳。因此,一般情况下,钢板梁单根主梁不能单独承担水平力和扭矩等,主梁与主梁间必须连接在一起受力。
横向联接系(端横联)示意图:
图5-1 端横联结构示意图
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图5-2 端横联受横向荷载示意图
上图为端横联受横向荷载(主要是风荷载)的受力情况图
p主要为风荷载等水平荷载作用下,分摊到一个横联的力。
上弦杆受力Nu??P/2 斜杆受力ND??(P/2)sec? 下弦杆受力Nl??P 竖向力V?(P/2)??(h/b)
h?1.5m,b?2.4m,cos??1.2(1.2)?(1.5)22?0.625。
根据跨径和主梁布置设定中间横联数量为4(两端端横联除外),横联每隔4m布置一个(横联间隔不能过大,规范规定一般不大于4m,以此防止主梁侧倾失稳),端横联上下杆件间距设为主梁的3/4,即1.5m。端横联因为参与支承桥面板,故其顶部一般与主梁同高。如图所示桁架式横联结构,其抗弯惯性刚度Is可以采用下式计算:
4h2A1Is??91?3A1A2cos?1??104, A13A2cos??A13A2cos?设桥的横向刚度为Z,根据相关规范一般Z值大于10时,各个主梁受力相对均匀,桥梁横向刚度能满足要求。则:
?l?IZ???s?10,
?2a?Ia为主梁间距2.4m,l为桥梁跨度20m。I为主梁截面惯性矩,取较大的跨中截惯性矩。
3则Z?72.34ISIS,?0.15时即可满足Z?10。 II
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Is?0.15?I?0.15?2682140cm4?402321cm4?3A1A2cos?1.875A1A2?104??104
3A2cos??A11.875A2?A1令A1?A2,则:
1.875A12?40.2321cm4,A1?61.6892cm2
2.875A1所得结果为横向连接系最小断面尺寸,取A1?A2?62cm2。故可设定其厚度为2cm,宽度为31cm。
中间横联以上下横撑为主,构件截面采用与端截面相同的设计。横撑焊接于竖向加劲肋上,如下图所示(节点板和平纵联未画出):
图5-3 中间横撑示意图
5.2纵向连接系:
纵向连接系的作用主要是:(1)将地震荷载、风荷载等水平力传递到之支座;(2)防止主梁下翼缘的侧向变形和横向振动;(3)与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载和扭矩;(4)桥梁安装定位时主梁的定位。纵向连接系分上平联和下平联,上平联设置于上翼缘附近的腹板上的节点板,下平联设置于下翼缘附近的腹板上的节点板。节点板一边与腹板焊接,另一边焊接于加劲肋上,节点板切去一块,这样使节点板边缘的焊缝至加劲肋与腹板相连的焊缝,保持一定的距离。为减小应力集中,节点板做成圆弧形,并在施焊完毕后用砂轮将焊缝表面进行加工,使表面平顺。
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图5-4纵向联接系(上平纵联)示意图
纵向联接系及受力示意图:
图5-5 纵向联接系受横向荷载示意图
如上图所示:纵向联接系中的桁架杆ab的内力为:
?(l?a)Nab????sec?,
4?为单位长度的水平荷载。
5.3横向荷载
考虑风荷载对于连接系的受力影响。设风荷载强度为W,根据设计规范有:
12v,系;W0为基本风压(pa),W0?W?K1K2K3W0, 式中W为风荷载强度(pa)
61.按平坦空旷地面,离地面20m高,频率1/100的10min平均最大风速(m/s)计算确