48米下承式简支栓焊钢桁梁桥课程设计讲解

现代钢桥课程设计

学院：土木工程学院

班级：1210

姓名：罗勇平

学号：1208121326

指导教师：周智辉

时间：2015年9月19日

目录

第一章设计说明 .............................................. 错误！未定义书签。第二章主桁杆件内力计算 . (5)

第三章主桁杆件截面设计与检算 (14)

第四章节点设计与检算 (23)

第一章 设计说明

一、设计题目

单线铁路下承式简支栓焊钢桁梁设计

二、设计依据

1. 设计规范

铁道部《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005) 铁道部《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005) 2. 结构基本尺寸

计算跨度L=48m ；桥跨全长L=49.10m ；节间长度d=8.00m ；主桁

节间数n=6；主桁中心距B=5.75m ；平纵联宽度B 0=5.30m ；主桁高度H=11.00m ；纵梁高度h=1.45m ；纵梁中心距b=2.00m ；主桁斜角倾角︒=973.53θ，809.0sin =θ，588.0cos =θ。 3. 钢材及基本容许应力

杆件及构件用Q370qD ；高强度螺栓用20MnTiB 钢；精制螺栓用

BL3；螺母及垫圈用45号优质碳素钢；铸件用ZG25Ⅱ；辊轴用锻钢35。钢材的基本容许应力参照《铁路桥梁钢结构设计规范》。 4. 结构的连接方式及连接尺寸 连接方式：桁梁杆件及构件采用工厂焊接，工地高强度螺栓连接；

人行道托架采用精制螺栓连接。

连接尺寸：焊缝的最小焊脚尺寸参照《桥规》；高强度螺栓和精

制螺栓的杆径为22φ，孔径为mm d 23=。 5. 设计活载等级 标准中—活载。 6. 设计恒载

主桁m kN p /70.123=；联结系m kN p /80.24=；桥面系m kN p /50.62=；

高强度螺栓%3)(4326⨯++=p p p p ；检查设备m kN p /00.15=；桥面m kN p /00.101=；焊缝%5.1)(4327⨯++=p p p p 。 计算主桁恒载时，按桥面全宽恒载7654321p p p p p p p p ++++++=。

三、设计内容

1. 确定主桁型式及主要参数；

2. 主桁杆件内力计算(全部)，并将结果汇制于2号图上；

3. 交汇于E 2、A 3节点（要求是两个大节点）的所有杆件截面设计与

检算；

4. 主桁下弦E2节点设计与检算；

5. 绘制主桁E2节点图(3号图)。

四、设计内容

1. 设计说明书1份；

2. 2、3号图各一张。

五、要求

1. 计算书条理清楚、语句通顺、计算正确；

2. 结构图按制图要求比例恰当、粗细线条明确、尺寸标注清楚、投

影关系无误。

第二章 主桁杆件内力计算

说明：计算图式采用平面铰接桁架，主力（包括恒载和活载）作用在

主桁平面内。

一、影响线

二、恒载计算：

据第一章所提供的资料，每片主桁所承受的恒载内力：

()995.165.07654321=++++++⨯=p p p p p p p p

近似地采用p=17kN/m. 三、活载计算：

静活载取换算均布活载k ，由所求杆件内力的影响线最大纵坐标

位置α值和加载长度L 查表求得。

弦杆E 0E 2:α=1/6，L=48m ，由内插法求得k=50.20(kN/m)（一片

主桁，下同）

弦杆E 2E 2':α=1/2，L=48m ，k=47.25(kN/m)

弦杆A 1A 3:α=1/3，L=48m ，k=48.10(kN/m) 端斜杆E 0A 1:α=1/6，L=48m ，k=50.20(kN/m) 斜杆E 2A 3:α'=1/6，L'=19.2m ，k=60.19(kN/m)

α=1/6，L=28.8m ，k=55.06(kN/m)

斜杆A 1E 2:α'=1/6，L'=38.4m ，k=52.09(kN/m)

α=1/6，L=9.6m ，k=73.63(kN/m)

吊杆A 1E 1:α=1/2，L=16m ，k=59.70(kN/m) 吊杆A 3E 3:α=1/2，L=16m ，k=59.70(kN/m)

四、恒载内力和活载内力：采用响线面积法求恒载内力和活载内力。 1. 弦杆E 0E 2:

影响线最大纵距：

606061.011

4840

8y 21=⨯⨯==

LH l l 影响线面积：

()m y L 5455.14606060.0485.05.0=⨯⨯=⋅=Ω 恒载内力：

()kN p N P 27.2475455.1417=⨯=Ω= 静活载内力：

()kN k N k 18.7305455.1420.50=⨯=Ω= 动力系数：

3182.1484028

1402811=++=++

=+L μ ()2569.01818

.7303182.12727

.2471=⨯=+=k p N N a μ

其余各杆的a 值计算结果见2号图上所示，其中最大的max a 为： ()()2729.025

.473182.117

11max =⨯=

+=

+=

k

k p

N p

N N a μμ

活载发展均衡系数：

()()0027.12569.02729.06

116

11max =-+=-+=a a η 弦杆E 0E 2的总内力为（计算静强度时的最大内力）：

()()

kN N N N k p I 35.1212 18.7303182.10027.127.2471=⨯⨯+=++=μη

计算疲劳时，应采用动力运营系数，

2045.148

40181401811=++=++

=+L f μ，且不考虑活载发展均衡系数，计算疲劳时的最大内力为：

()()kN N N N k f p 1126.81

18

.7302045.127.2471max =⨯+=++=μ