单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 6 Np?p??,例如E0E2:Np?18.0?24.6?442.8KNE4E5:Np?18.0?(?4.58)??82.44KNA5A5:Np?18.0?7.46?134.28KN
4 活载内力
(1) 换算均布活载 k
按α及加载长度 l 查表求得 例如
E2E4:??0.3,l?74.6,k?45.4KN/m(每片主桁)E4A5:??0.1,l?41.44,k?52.79KN/m(用内插法求得)?1?0.1,l?33.16,k?54.8KN/mA5E5:??0.5,l?14.92,k?60.99KN/m
(2)冲击系
弦杆,斜杆:1???1?
吊杆:1???1?
(3)静活载内力Nk
Nk?k?,例如E0E2:Nk?24.41?47.75?1165.58KNE4A5:Nk??12.81?52.79??676.24KN
1Nk?54.8?8.2?449.36KN2828?1??1.244 40?L40?74.628?1.51
40?14.92A5E5:Nk?60.99?7.46?454.99KN
(4)活载发展均衡系数
活载发展均衡系数:??1?(?max??)
16单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 7
1??Np/(1??)Nk,?max为跨中弦杆E4E4的?值,?max?0.3247,可计算各杆件?,例如439.381?0.303,??1?(0.3247?0.303)?1.00361449.986?82.981E4E5:???0.0986,??1?(0.3247?0.0986)?1.0377?841.246?82.981?1???0.14844,??1?(0.3247?0.14844)?1.07895996134.281A5E5:???0.19545,??1?(0.3247?0.19545)?1.0216687.036E0E2:??
其余杆件计算同上,并将其计算结果列于表 2.1 中 5,列车横向摇摆力产生的弦杆内力
横向摇摆力取 S=100kN 作为一个集中荷载取最不利位置加载,水平作用
在钢
轨顶面。摇摆力在上下平纵联的分配系数如下:桥面系所在平面分配系数为1.0,
另一平面为 0.2。
上平纵联所受的荷载 S 上=0.2×100=20kN,
下平纵联所受的荷载 S 下=1.0×100=100kN。
摇摆力作用下的弦杆内力 Ns=yS, y 为弦杆在简支平纵联桁架的影响线纵距,例如:
上弦杆 A1A3长度为两个节间,受力较大的为第二个节间,其影响线顶点对应于该节间交叉斜杆的交点 O,影响线纵距:
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 8 L1L211.19?48.49??1.581LB7.46?8?5.75Ns?yS?1.581?20?31.624KN26.11?33.57同理对A3A5:Ns??20?51.085KN7.46?8?5.75 下弦杆E0E2:y?11.19?63.41?1.65417,Ns?165.417KN74.6?5.7526.11?48.49E2E4:Ns??100?295.16KN74.6?5.7533.57?41.031E4E4:Ns??100?321.104KN74.6?5.75y?第二节 横向风力作用下的主桁杆件附加力计算
1.平纵联效应的弦杆附加力
依设计任务书要求,风压 W=K1K2K3W0=1.0×1.25kPa,故有车风压 W’=0.8W=1.0kPa。
(1)下平纵联的有车均布风荷载
桁高 H=10.2575m,h=纵梁高+钢轨轨木高=1.29+0.4=1.69m
w 下=[0.5×0.4×H+ (1-0.4)×(h+3)]W’=[0.5×0.4×11+ (1-0.4)×(1.69+3)]× 1.0=4.8655kN/m
(2)上平纵联的有车均布风荷载 w 上=[0.5×0.4×H+ 0.2×(1-0.4)×(h+3)]W’
=[0.5×0.4×10.2575+0.2×(1-0.4)×(1.69+3)]×1.0=2.6143kN/m (3)弦杆内力
弦杆横向风力影响线顶点对应位置和纵距同上述的摇摆力计算。
上弦杆 A1A3在均布风荷载 w 上作用下的内力 为:
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 9 1111.19?48.49yLw上???59.68?2.6143?123.336KN2259.68?5.751126.11?33.57A3A5:Nw上??w上?yLw上???59.68?2.6143?199.235KN2259.68?5.751111.19?63.41下弦杆E0E2:Nw下??w下?yLw下???74.6?4.8655?300.205KN 2274.6?5.751126.11?48.49E2E4:Nw下??w下?yLw下???74.6?4.8655?535.659KN2274.6?5.751133.57?41.031E4E4:Nw下??w下?yLw下???74.6?4.8655?582.750KN2274.6?5.75Nw上??w上?
2桥门架效应的端斜杆和端下弦杆附加力 桥门架所受总风力
11L1w上??59.68?2.6143?78.01KN22l?12.68m,c?8.04,Hw?端斜杆反弯点位置c(c?2l)8.04(8.04?2?12.68)l0???4.669m2(2c?l)2(2?8.04?12.68)Hw(l?l0)78.01(12.68?4.669) 端斜杆轴力V???108.685KNB5.75端斜杆轴力V在下弦杆产生的分力Nw1?Vcos??108.685?7.46/12.68?63.94KNHw78.01端斜杆中部附加弯矩Mf?(c?l0)?(8.04?4.669)?131.486KM.m22端斜杆端部(横梁高度1.29的一半处)附加弯矩Mk为Mk?Hwh横78.011.29(l0?)?(4.669?)?156.956KN.m2222计算结果列在表2.1中。
第三节 制动力作用下的主桁杆件附加力计算
1下弦杆制动力计算
以下弦杆 E2E4为例,将活载作如图所示的布置,根据结构力学方法,当三角形影响线顶点左边的活载之和等于右边之和时,为产生最大杆力的活载布置位置。
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 10
RaRb? ab5?220?92x92?(27.975?x)?80?(24.245?x)?
22.3852.22解得x=8.588m
故桥上活载总重=5?220?27.975?92?(24.245?8.588)?80?6300.34 在主力作用下的内力已计入冲击系数,制动力按静活载的7%计算: 制动力
T?6300.34?0.07?441.0238KNE2E4制动力作用附加内力Nt?T?2?220.512KN 其下弦杆内力见表2,12 端斜杆制动力计算
E0E1杆力影响线顶点位置离左端点支点7.46m,设将列车荷载的第 4 轴重 Pl置于影响线顶点处。因为影响线为三角形,故根据结构力学所述的法则,若满足下列条件,则该活载位置是产生最大杆力时的荷载
p1?Ra2.7975?220?0.9325?220R??110?b?84.7a7.46b
Rap1?Rb?0.375?220?87.96??87.8ab将第 3 轴重或第 5 放到顶点位置上均不满足上述条件,故将上述活载即为产生最大杆力时的活载。
T?7(4.6625?220?92?27.975?80?36.3675?455.6195KN 100制动力所产生的杆件内力Nt和M2: 轴向力Nt?T455.6195??227.81KN 22