中南大学钢桥课程设计 - 图文(3)

2019-03-10 14:13

上平纵联作用于桥门架顶部的反力W:

W?0.5?kala?0.5?3.5785?57?101.987kN

桥门架腿杆反弯点距支座的距离l0:(参考标准桁梁取c?8.5m)

l0?c?c?2l?2?2c?l??8.5??8.5?2?14.92?2??2?8.5?14.92??5.105m

'反力W在端斜杆产生的轴力NW和弯矩M0、Ma 1'NW??1l?l014.92?5.028W???101.987??174.067kN B5.75M0?l05.105W??101.987?260.322kN 22c?l08.5?5.105W???101.987??173.123kN 22Ma??反力W通过支座斜反力R在下弦产生的轴力Nw'2

Nw'2?Rcos??Wl101.987?14.92cos???0.637?168.572kN B5.75上平纵联反力W在支座引起的竖向反力Vw1

Vw1?Rsin??Wl101.987?14.92sin???0.771?204.033kN B5.75列车及桥面上风力在支座引起的竖向反力Vw2

1?L? Vw2?Wy?(1?0.4)h1(h3?2)?(1?0.4)h32?2?2B?176?? ?1.25??(1?0.4)?3?(1.29?2)?(1?0.4)??1.292??22?5.75???42.433kN

Vw?Vw1?Vw2?204.033+42.433=246.466kN

五、纵向荷载(制动力)所产生的内力

按照《桥规》规定,制动力与冲击力同时计算时,制动力按竖向静活载重量的7%计算。 静活载的位置应分别与各杆件残生最大活载内力时的实际活载位置一致。为简化计算,下面近似按图5的加载位置计算。 1.制动力所产生的支座反力

加载长度:L?76.55m

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静活载:W=5?220+30?92+(76.55?37.5)?80=6984kN 制动力:T=0.07?W=488.88kN 水平反力: Ht?0.5T?244.44kN 支座竖向力V?h1L?0.5?488.88?0.37?1.29?0.4?2t?0.5T76?13.06kN 2.制动力在弦杆中所产生的轴力

由于本设计弦杆中线与支座中心间距离较小,因而忽略该项影响。 加载长度:L?76m

静活载:W=5?220+30?92+(76?37.5)?80=6940kN 制动力:T=0.07?W=485.8kN

E0E2、E2E4杆内产生的轴力为:

T2=485.82=242.9kN

图5 制动力在主桁杆件中所产生的内力

六、立柱内力

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立柱作为减少上弦压杆自由长度的支撑杆件,按《桥规》规定,应以其所支撑的压杆内

'力的3%作为其内力,予以检算。表1中立柱在运营阶段的内力按上弦的最大内力A3A3的3%算出。在安装阶段,立柱尚应检算在上弦的吊机压力。

七、竖向荷载通过横向刚架作用在挂杆与立柱中引起的弯矩

横梁与挂杆截面的初选参照标准桁梁。

《桥规》规定,对于主桁挂杆和立柱,应考虑横梁承受竖向荷载时,他们作为横向闭合钢架的腿杆所承受的弯矩。检算它们在轴力和弯矩共同作用下的疲劳强度。

图6 竖向荷载在立柱及挂杆中所产生的弯矩

由图6所示计算图示,可算出挂杆或立柱在下端及中间支点处主桁平面外的弯矩M0及

Ma分别为:

竖杆下端弯矩: M0??i2b??is?M

竖杆中间弯矩: Ma? 式中:

1?M0 212

??EIEIca?b6,??,??,ib?b,is?s,Ib、Is分别为横梁与竖杆

lBBc2?0.5?的惯性矩,其他符号见图6。

??B?575cm,a?187.5cm,b?200cm,c?577.5cm,l?1035.5cm,已知:??a?b?0.674,BEIEIc?0.588,Ib=651000cm4,Is=38200cm4,ib?b=1132Ecm3,is?s=66.1Ecm3,lBc6ib=3.48,D?873kN,M?D?a=1638kN?m =17.12,??2?0.5?is纵梁恒载反力:Dp?9.5*kN

代入以上两式可以求得:

下端:M0??i2b??is?M=102.2kN?m

中间支点:Ma?1?M0=28.5kN?m 2八、主桁杆件的内力组合

以上算出的主桁杆件所受单项轴力列表1第13-17项。按照《桥规》要求,各单项轴力应按照表1第18-20项进行组合。三种组合内力中之大者为控制杆件强度与稳定的计算内力,列于表1第21项。反复荷载出现拉力作用杆件,应检算疲劳;控制计算内力不考虑活载发展及附加力影响,其值列于表1第23项、24项。

端斜杆与挂杆在荷载作用下,还受有弯矩,应与相应荷载情况下的轴力一并检算。

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主桁杆件内力及支座反力计算表 表1

影响线 杆件名称 加载长度 l 1 m 76.00 76.00 76.00 76.00 65.14 10.86 54.29 21.71 43.43 32.57 19.00 19.00 竖向荷载 换算活载k 6 kN/m 45.62 44.44 47.07 44.97 47.07 48.27 71.23 49.84 59.17 51.75 54.26 56.10 活载要素 静活载 内力Nk?k? 均衡系数 动活载 内力(1??)Nk 单向内力 主力 恒载内力 活载内力 ? 顶点位置 ? 2 0.25 0.5 0.125 0.375 均布面积 总面积 恒载 ?? ? p 3 m -47.09 -62.78 27.47 58.86 4 m -47.09 -62.78 27.47 58.86 -43.13 30.80 -18.48 7.92 9.50 -9.50 冲击系数1+? a 10 am?a 11 Np?p?? ?(1??)Nk 13 kN -868.34 -1157.66 506.55 1085.38 -795.32 567.95 -340.77 146.04 175.18 -175.18 14 kN -2669.83 -3462.34 1609.64 3287.02 -2527.25 1908.84 -176.78 -1379.77 329.67 930.30 -462.25 800.72 项次 单位 上弦杆 下弦杆 A1A3 E0E2 E2E4 E0A1 A1E2 5 kN/m 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 18.44 7 kN -2148.25 -2789.94 1293.01 2646.93 -2030.13 1529.19 -62.68 -1096.48 208.28 728.64 -334.24 532.95 8 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.241 1.475 -2665.97 0.3257 -3462.32 0.3344 1604.63 3284.85 0.3157 0.3304 9 kN 12 0.0087 1.0014 0.0000 1.0000 0.0187 1.0031 0.0040 1.0007 0.0187 1.0031 0.0351 7.6356 0.0840 1.6528 0.1729 0.6865 1.0059 2.2726 1.0140 1.2755 1.0288 1.1144 A3A3' 76.00 0.125 -43.13 0.125 31.68 0.125 -0.88 0.125 -22.00 0.125 3.52 0.125 14.08 0.125 -6.16 0.50 0.50 +9.50 –9.50 -2519.39 0.3157 1897.73 -77.79 -1360.73 258.47 904.24 -414.79 786.10 0.2993 -7.3012 0.2504 -1.3184 0.1615 -0.3521 0.2228 斜杆 E2A3 A3E4 A1E1 A3E3 A2E2 A4E4 0.1116 1.0186 竖杆

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