桥梁midas解读

单线铁路下承式栓焊支钢桁梁桥空间分析计算目录第一章计算资料 (1)第一节基本资料 (1)第二节计算内容 (1)第二章桁架梁桥空间模型 (2)第一节调整后的构件截面尺寸 (2)第二节空间模型 (3)第三章恒载和活载作用下竖向变形 (3)第一节恒载作用下的竖向变形 (4)第二节活载作用下的竖向变形 (4)第四章主力和各项附力单独作用下的受力 (5)第一节主力单独作用下的受力 (5)第二节横风荷载单独作用下的受力 (8)第三节制动力单独作用下的受力 (12)第五章主力和各项附力组合作用下的受力 (13)第一节主力和横向附力组合作用下的受力 (13)第二节主力和纵向附力组合作用下的受力 (17)第六章自振特性计算 (19)第一节一阶振型计算 (19)第二节二阶振型计算 (20)第三节三阶振型计算 (20)第四节四阶振型计算 (21)第五节五阶振型计算 (22)第七章总结 (22)第一章计算资料第一节基本资料1、设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002D2-2005）。

2、结构轮廓尺寸：计算跨度 L= 106.5m，钢梁分10个节间，节间长度 d=L/10=10.65 m，主桁高度 H=11d/8= 14.64 m，主桁中心距 B=5.75 m，纵梁中心距 b= 2.0m，纵联计算宽度 B0= 5.30 m，采用明桥面，双侧人行道。

3、材料：主桁杆件材料 Q345q，板厚≤40mm，高强度螺栓采用 40B，精致螺栓采用 BL3，支座铸件采用 ZG35Ⅱ,辊轴采用 35 号锻钢。

4、活载等级：中—活荷载。

5、恒载：结构自重根据实际计算，明桥面恒载、横向力、纵向力均按照《铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005）》6、连接：工厂采用焊接，工地采用高强度螺栓连接，人行道托架采用精致螺栓，栓径均为 22mm，孔径均为 23mm．高强度螺栓设计预拉力 P=200KN,抗滑移系数μ0=0.45。

第二节计算内容1、全桥建模，汇总各杆件调整后的截面。

2、计算恒载、活载作用下竖向变形（图示和数值说明）。

3、计算主力、各项附加力单独作用的构件轴力、弯矩、轴向应力、弯曲应力、组合应力、支座反力（图示和数值说明）。

4、根据规范要求计算主力和各项附加力组合作用下的构件轴力、弯矩、轴向应力、弯曲应力、组合应力、支座反力（图示和数值说明）。

5、计算结构前 5 阶自振模态。

第二章桁架梁桥空间模型第一节调整后的构件截面尺寸采用如下构件截面建立桁架梁桥空间模型。

表 2-1 桁架梁桥构件截面特征值表（单位 m）杆号名称类型截面形状H B1（B）tw Tf1（tf）B2 tf2 c1 下弦杆 E0E2 用户H 型截面0.46 0.46 0.01 0.012 0.46 0.0122 下弦杆 E2E4 用户H 型截面0.46 0.46 0.018 0.024 0.46 0.0243 下弦杆 E4E5 用户H 型截面0.46 0.46 0.024 0.024 0.46 0.0244 上弦杆 A1A3 用户H 型截面0.46 0.46 0.018 0.024 0.46 0.0245 上弦杆 A3A5 用户H 型截面0.46 0.46 0.024 0.036 0.46 0.0366 斜杆 E0A1 用户H 型截面0.46 0.6 0.018 0.024 0.6 0.0247 斜杆 A1E2 用户H 型截面0.46 0.46 0.01 0.016 0.46 0.0168 斜杆 E2A3 用户H 型截面0.46 0.46 0.012 0.02 0.46 0.029 斜杆 A3E4 用户H 型截面0.46 0.46 0.01 0.016 0.46 0.01610 斜杆 E4A5 用户H 型截面0.46 0.46 0.01 0.016 0.46 0.01611 竖杆用户H 型截面0.46 0.26 0.01 0.012 0.26 0.01212 横梁用户H 型截面 1.29 0.24 0.012 0.024 0.24 0.02413 纵梁用户H 型截面 1.29 0.24 0.01 0.016 0.24 0.01614 下平纵联斜杆用户H 型截面* 0.213 0.18 0.01 0.012 0.18 0.01215 制动撑架用户H 型截面* 0.213 0.18 0.01 0.012 0.18 0.01216 桥门架楣杆用户槽钢0.25 0.1 0.01 0.01 0.1 0.0117 横联上横撑（端) 用户槽钢0.25 0.1 0.01 0.01 0.1 0.0118 横联上横撑（中) 用户H 型截面0.25 0.18 0.01 0.01 0.18 0.0119 横联楣杆用户双角钢截面0.08 0.125 0.01 0.01 0.0120 上平纵联斜杆用户H 型截面0.25 0.18 0.01 0.01 0.18 0.0121 纵联间水平斜杆用户角钢* 0.1 0.1 0.01 0.0122 纵联间横向连接用户角钢* 0.09 0.09 0.01 0.01第二节空间模型建立后的空间模型如下图所示：提取研究的主桁杆件编号如下图所示：主桁杆件各构件特征值如下图所示：主桁杆件各构件特征值如下图所示：第三章恒载和活载作用下竖向变形第一节恒载作用下的竖向变形恒载作用下的变形形状如下图所示，最大竖向位移在跨中处，为37.5mm。

支座处竖向位移最小，为零。

第二节活载作用下的竖向变形活载作用下，桁梁的竖向变形如下图所示。

最大值也发生在跨中，为92mm，据《铁路桥涵设计基本规范TB10002D1-2005》规定可知，简支钢桁梁在列车静活载作用下的竖向容许挠度值为L/900=109.9mm，故本钢桁梁桥满足容许挠度要求。

第四章主力和各项附力单独作用下的受力第一节主力单独作用下的受力由《铁路桥涵基本规范TB10002D1-2005》可知，主力包括桥梁恒载、列车静活载和横向摇摆力，横向附力主要是横向风力，纵向附力主要是制动力（牵引力）。

4.1.1主力作用下的轴力活载加载系数未考虑活载均衡发展系数，主力作用作用下主桁杆件的最大和最小轴力如下图由此可知，主桁杆件最大轴力为E4E5杆4170KN，最小轴力为A3’A5’杆－5121KN。

4.1.2 主力作用下的轴向应力主力作用下主桁杆件的最大和最小轴向应力如下图：由图可知，主力作用下主桁的最大轴向应力为E2‘E4’杆 214MPa，最小轴向应力为A3A5杆 -120MPa。

4.1.3 主力作用下的弯矩主力作用下的最大和最小弯矩如图所示：由此可知，主桁杆件最大弯矩为 A1’A3’杆 45KN·m，最小轴力为A1’A3’杆－45 KN·m。

4.1.4 主力作用下的弯曲应力主力作用下主桁杆件的最大和最小弯曲应力如下图：由图可知，主力作用下主桁的最大轴向应力 E0’E2’杆 69MPa，最小轴向应力为 E’0E2’杆-69MPa。

4.1.5 主力作用下的组合应力主力作用下主桁杆件的最大和最小组合应力如下图：由图可知，主力作用下主桁的最大组合应力 E2E4 杆260MPa，最小轴向应力为 A1A3杆-155MPa。

4.1.6 主力作用下的支座反力主力作用下支座的最大和最小反力如下图(单位：KN)：由图可知，在主力作用下，支座竖向反力最大为 3189KN，最小为 672KN。

由《铁路桥梁钢结构设计规范 TB10002D2-2005》，钢材 Q345q 的轴向应力容许值为 200MPa，弯曲应力容许值为 210MPa，以上应力均满足规范要求。

第二节横风荷载单独作用下的受力4.2.1 横风荷载作用下的轴力考虑横风荷载时，要区分桥上有车情况和无车情况。

当桥上有车通过时，横向风力作用面积大，对结构受力的影响也就更大。

因此，根据规范，分别计算无车横风荷载和有车横风荷载作用下的结构受力。

无车横风荷载作用下的轴力如下图所示，最大轴力为 E0E2 杆371KN，最小轴力为E4’E5’杆-300KN。

有车横风荷载作用下的轴力如下图所示，最大轴力为 E0E2 杆430KN，最小轴力为 E4’E5’杆—394KN。

4.2.2 横风荷载作用下的弯矩无车横风荷载作用下的轴力如下图所示，最大弯矩为 E0A1杆 124KN·m，最小弯矩为 E0A1杆-89KN·m。

有车横风荷载作用下的轴力如下图所示，最大弯矩为 E0A1 杆 103KN·m，最小弯矩为 E0A1杆-105KN·m。

4.2.3 横风荷载作用下的轴向应力无车横风荷载作用下的轴向应力如下图所示，最大轴向应力为 E0E2 杆24MPa，最小轴向应力为 E2’E4’杆-18MPa。

有车横风荷载作用下的轴向应力如下图所示，最大轴向应力为 E0E2 杆28MPa，最小轴向应力为 E2’E42 杆-25MPa。

4.2.4 横风荷载作用下的弯曲应力无车横风荷载作用下的弯曲应力如下图所示，最大弯曲应力为 E0A1 杆19MPa，最小弯曲应力为 E0A1杆-20MPa。

有车横风荷载作用下的弯曲应力如下图所示，最大弯曲应力为 E0A1 杆16MPa，最小弯曲应力为 E0A1杆-16MPa。

4.2.5 横风荷载作用下的组合应力无车横风荷载作用下的组合应力如下图所示，最大组合应力为 E0E2 杆43MPa，最小组合应力为E1A0 杆-42MPa。

有车横风荷载作用下的组合应力如下图所示，最大组合应力为 E0E2 杆44MPa，最小组合应力为 E1A1 杆-34MPa。

4.2.6 横风荷载作用下的支座反力无车横风荷载作用下的支座反力如下图所示(单位：KN)有车横风荷载作用下的支座反力如下图所示(单位：KN)4.2.7 横风荷载作用下的桥门架效应上平纵联所受的横向力是经由两端的桥门架传至下弦节点，使端斜杆和下弦杆产生附加内力，端斜杆受弯变形如图所示。

（此图为无车横风荷载作用）第三节制动力单独作用下的受力4.3.1制动力作用下的轴力制动力作用下的轴力如下图所示，最大轴力为 E0E2杆 188KN，最小轴力为E0A1杆-4KN。

4.3.2 制动力作用下的弯矩制动力作用下的弯矩如下图所示，最大弯矩为 E0E2杆8KN·m，最小弯矩为E0’E2’杆-5KN·m。

4.3.3 制动力作用下的轴向应力制动力作用下的轴向应力如下图所示，最大轴向应力为 E0E2 杆12MPa.4.3.4 制动力作用下的弯曲应力制动力作用下的弯曲应力如下图所示，最大弯曲应力为 E2E4 杆 4MPa.4.3.5 制动力作用下的组合应力制动力作用下的组合应力如下图所示，最大组合应力为 E0E2 杆12MPa.4.3.6 制动力作用下的支座反力制动力作用下的支座反力如下图所示(单位：KN):第五章主力和各项附力组合作用下的受力第一节主力和横向附力组合作用下的受力据《铁路桥涵设计基本规范 TB10002D1-2005》，桥梁设计时，应仅考虑主力与一个方向（横桥向或顺桥向）的附加力相结合。