钢桥课程设计计算书
姓名___________
学号_________
学院___土木工程学院________
专业班级___土木工程1305______
2016年9月26日
第一部分: 设计依据
一、设计规范
中华人民共和国铁道部2005年《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005); 中华人民共和国铁道部2005年《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005),以下简称《桥规》。
二、钢材
杆件 Q345qD。
高强螺栓 20MnTiB钢。 螺母垫圈45号优质碳素钢。 焊缝力学性能不低于基材。 精制螺栓 BL3。 铸件 ZG25II。 琨轴锻钢35号。
三、连接方式
工厂连接采用焊接。工地连接采用高强螺栓连接。人行道托架工地连接采用精制螺栓连接。螺栓孔径一律为d=23mm。高强螺栓杆径为?22。
四、容许应力
Q345qD的基本容许应力:
轴向应力???=200Mpa; 弯曲应力??w?=210Mpa; 剪应力???=120Mpa;
端部承压(磨光顶紧)应力??c?=300Mpa。 疲劳容许应力及其它的容许应力见《桥规》。
五、计算恒载
计算主桁时(每线):
桥面?p1?=11.00kN/m; 桥面系?p2?=6.50kN/m;
1
主桁架?p3?=14.50kN/m; 联结系?p4?=2.80kN/m; 检查设备?p5?=1.00kN/m;
高强螺栓p6=(p2+p3+p4)?3%?0.714kN/m; 焊缝p7=(p2+p3+p4)?1.5%=0.357kN/m。
计算主桁恒载时,按桥面全宽恒载p=p1+p2+p3+p4+p5+p6+p7?36.871kN/m。
六、活载等级
按“中华人民共和国铁路标准活载(中—活载)”。标准活载的计算图式见《桥规》。七、结构尺寸
计算跨度L?76m; 桥跨全长Lq?77.10m; 节间长度d?9.50m;
主桁节间数n?8;
主桁中心距B?5.75m; 平纵联宽度B0?5.30m; 主桁高度H?11.50m; 纵梁中心距b?2.00m;
斜杆倾角??50.44?,sin??0.771,cos??0.637。 其它尺寸见图1:
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第二部分: 主桁架杆件内力计算
一、内力的组成
主桁杆件的内力有以下几部分组成: 竖向恒载所产生的内力Np,Np?p??, 静活载内力Nk,Nk?k?; 竖向活载产生的内力:?(1??)Nk
横向风力(或列车摇摆力)所产生的内力Nw,仅作用在上、下弦杆; 横向风力通过桥门架效应在端斜杆和下弦杆所产生的内力Nw'; 纵向制动力所产生的内力Nt。
根据《桥规》规定,设计时候杆件轴力应该按下列三种情况考虑: 1、主力NINI?NP??(1??)Nk 2、主力+风力(或摇摆力)NIINII?3、主力+制动力NIIINIII?N1(NI?Nw?Nw') 1.21(NI?Nt) 1.25主桁杆件除述轴力外,还要受到弯矩作用,如节点刚性引起的次弯矩、风力和制动力在某些杆件中引起的弯矩等,这些弯矩在检算杆件截面时应和轴力一起考虑,由于本设计所有杆件的高度均不超过长度的1/10,故根据《桥规》规定。不考虑节点刚性次内力。
主桁各杆的内力图2和表1。
图2 三角形简支梁桁梁影响线
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二、
H影响响线计算公式 ? dl?nd l1 H?l1l2lH l1??ll2 l?(n?m?1)dn2n?1lmnd1?n?1 ?2l2?1l11 sin? ?mn?m?11nsin? nsin??2 (n?m?1)ddmd2?d 1?
2d 1?l
二、恒载所产生的内力
根据设计任务书所提供的资料,每片主桁所承受的恒载内力:p?12(p1+p2+p3+p4+p5+p6+p7)
?12(11+6.50+14.50+2.80+1.00+0.714+0.357) ?18.44kN/m
恒载布满全跨,故恒载内力为: 下弦杆E2E4为:
Np?p???18.44?(?58.86)=1085.38kN
上弦杆A3A4为:
Np?p????18.44?(?62.78)=-1157.66kN
斜杆E2A3为:
Np?p???18.44?(?18.48)??340.77kN
弦杆 ??l1l22H??l1l斜杆 ?m2d1?2(n?1)sin????(n?m?1)2d22(n?1)sin?????(2m?n?1)d1??1??12sin?1??2?n挂杆 ??d,??0.5支座反力 ??l2,??04