单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 21 式中?——系数,焊接杆件取1.8;
h——杆件两翼缘板外缘距离,即截面宽度,h?460mm。
因端斜杆采用H形截面,且失稳平面为主桁平面,和弯矩作用平面不一致。按《钢桥规范》第4.2.2条,此?'1可用作?2。
NAm?3769.632?10424.88?88.72MPa?0.15?1????18.25MPa
所以应考虑弯矩因构件受压而增大所引用的值?1?1?1?n1N?22?EAm?1?1.4?3769.632?45.92?102??210000?424.882?0.874
式中?——构件在弯矩作用平面内的长细比; E——钢材的弹性模量(MPa);
n1——压杆容许应力安全系数。主力组合时取用n1?1.7,[?]应按主力组合采用;主力加附加力组合时取用n1?1.4,[?]应按主力加附加力组合采用。
??NAm??1M?1?2Wm?3769.632?10424.88?0.507?194.1668?230?1000.874?0.628?169073?113.12MPa?0.507?1.2?200?121.68MPa
局部稳定验算同上,见附表3。 4. 局部稳定检算略,见附表3 5. 强度验算
?F?NAm?MWm?3769.632?10424.88?239.833?230?100169073?121.35MPa?1.2?200?240MPa
第四节 腹杆计算
一、以斜杆E4A5计算为例。
由表知斜杆E4A5为以压为主的拉压杆件,计算内力由主力控制算内力
N??575.57KN?1068.04KN检算疲劳的计
Nn,max??970.97KNNn,min?524.55KN
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 22 由表3-1知杆E4A5的毛截面面积Am?280.00cm2,净截面面积Aj?232.16cm2
1. 初选截面
选用腹板 1-□408×10 翼缘 2-□460×26
截面面积、惯性矩计算方法同上。 2. 刚度验算
?max??y?95.97?????100,通过验算 3. 总体稳定验算
由 ?max??y?95.97?????100,查表内插得 ?1?0.448
??1068.04?10280?38.14MPa??????0.448?200?89.6MPa
,通过验算
4. 局部稳定验算 1) 翼缘板
b按照《钢桥规范》,查表 5.3.3,当??50时,板件的宽厚比?0.14???5
?b(46?1)22.6翼缘板
???8.6?0.14?95.97?5?18.44,通过验算。
2) 腹板
b按照《钢桥规范》,查表 5.3.3,当??50时,板件的宽厚比?0.14???10
?b40.81腹板
???40.8?0.4?95.97?10?48.39,通过验算。
5. 疲劳强度检算
由表 2.1 可知 Nmin??970.97KN,Nmax?524.55KN得
?min?NminAjNmaxAj???970.97?10232.16524.55?10232.16??41.82MPa
?max???22.59MPa
???min?max?41.8222.59??1.85
可知E4A5为以压为主的拉压杆件,验算公式为
rdrn'?max?rtrp[?0]
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 23 rd?rn???max?1?1?22.59?22.59MPa?1?0.38?130.7?49.67MPa
通过验算。 6. 拉力强度验算
杆件同时承受拉力,故还应验算其净截面的拉力强度
??NAj?575.57?10174.88?32.91?200MPa,通过验算。
二、吊杆计算
1. 初选截面
选用腹板 1-□432×10 翼缘 2-□260×14
截面面积,惯性矩计算方法同上。 2. 求吊杆下端的弯矩值 作用在纵梁上的恒载p?p12?p8?9.73KNm
由恒载产生纵梁对横梁的作用力Np?p???9.73?8.66?84.262KN 当l?17.32m和??0.5时,k?57.984KNm
由活载产生纵梁对横梁的作用力Nk?k???57.984?8.66?502.14KN 由恒载产生的简支梁弯矩Mp?Np(B?c2)?84.262?(6.4?22)?185.376KN.m
由静活载产生的简支梁弯矩Mk?Nk(B?c2)?502.14?(6.4?22)?1104.708KN.m
冲击系数1??横梁??Np?1?2840?17.32?1.488
16(0.338?0.1128)?1.0375Nk(1??)?84.262502.14?1.488?0.1128,??1?
横梁Mpk?Mp??(1??)Mk?185.376?1.0375?1.488?1104.708?1890.824KN/mMBp?3u(2?0.5?)ibis?3Mp,MBpk?3u(2?0.5?)ibis?3Mpk
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 24 a?c2.2?2L668.25u???0.656,??1??0.593
B6.4L1126.25ib?EIbB?817078640E?1276.68Ecm,is?EIsL?42933E668.25?64.25Ecm
恒载作用下竖杆弯矩
MBp??3(2?0.5?0.593)?3(2?0.5?0.593)?1276.68E64.25E?31276.68E64.25E?3?0.656?185.376??9.905KN?m
MBp???0.656?1890.824??101.029KN?m
3. 刚度验算
《钢桥规范》规定仅受拉力且长度≤16m 的腹杆容许最大长细比为180,由表3.1可知
?y?160.14?180,通过验算。
4. 疲劳强度验算
吊杆无附加力,在主力作用下,吊杆除受到轴力外,还受到横向钢架作用产生的弯矩,故应检算轴力与弯矩共同作用下的疲劳。
由表 2.1 可知 Nmin?155.88KN,Nmax?815.71KN得 吊杆A1E1净截面积Aj?103.12cm,毛惯性矩栓孔惯性矩?Ix?4?(净惯性矩
?max?11232Imx?42933cm4。
4?2.3?1.4?1.4?2.3?22.4)?6465cm42;
Ijx?Imx??Ix?42933?6465?36468cmMmaxWjMminWj815.71?10103.123
?142.821MPa
NmaxAjNminAj????101.029?10?23364689.905?10?23364683?min???155.88?10101.029??21.676MPa
???min?max21.676142.821?0.152??1
故rdrn(?min??max)?1.0?1.0?(142.821?21.676)?121.145?rt[?0]?1?130.7?130.7MPa 通过验算。
单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计 25 第五节 杆端高强螺栓计算
按照《钢桥规范》第6.1.1条,高强度螺栓容许抗滑承载力为: P?m?0NK?1?0.45?2001.7?52.94kN
式中P——高强螺栓的容许抗滑承载力;
m——高强螺栓连接处的抗滑面数;
?0——高强螺栓连接的钢材表面抗滑移系数,不大于0.45;
N——高强螺栓的设计预拉力,M22为200kN;
K——安全系数,采用1.7。
主桁腹杆杆端高强度螺栓个数n应满足n?[N]P。
[N]为杆件的承载力,对于主桁杆件:
受拉杆件[N]?Aj[?n]; 受压杆件[N]?Am?1[?];
受拉压杆件[N]?max{Aj[?n],Am?1[?]}。 一下各取一杆件举例说明:
1) 拉杆E2E4
杆件承载力 [N]?螺栓数 实际用
n?Aj[?n]?400.8?130.7?105238.4652.94?1?5238.46kN
[N]P??99个;
n?104个