中南大学_课程设计_钢桥

中南大学_课程设计_钢桥

中南大学土木建筑学院桥梁方向

钢桥课程设计说明书

姓名：

班级：

学号：

指导老师：

年月

钢桥课程设计任务书

一、设计目的：

跨度L=42米单线铁路下承载式简支栓焊钢桁梁桥部分设计。

二、设计依据：

1. 设计《规范》

现行桥规，也可采用铁道部1986TB12-85《铁路桥涵设计规范》简称《老桥规》。

2. 结构基本尺寸

计算跨度L=42m；桥跨全长L=42.10m；节间长度d=7.00m；

主桁节间数n=6；主桁中心距B=5.75m；平纵联宽B

=5.30m；

主桁高度H=12.00m；纵梁高度h=1.45m；纵梁中心距b=2.00m；

3. 钢材及其基本容许应力：

杆件及构件——16Mna；高强螺栓——40B；精制螺栓——ML3；螺母及垫圈——45号碳素钢；铸件——ZG25；辊轴——锻钢35钢材的基本容许应力参照1986年颁布的《铁路桥涵设计规范》。

4. 结构的连接方式：

桁梁杆件及构件，采用工厂焊接，工地高强螺栓连接；

人行道托架采用精制螺栓连接；

焊缝的最小正边尺寸参照《桥规》；

高强螺栓和精制螺栓的杆径为Φ22，孔径d=23mm；

5. 设计活载等级——标准中活载

6. 设计恒载

主桁P3=16.8kN/m；联结系P4=2.85kN/m；桥面系P2=7.39kN/m；

高强螺栓P6=(P2+P3+P4)×3%；检查设备P5=1.00kN/m；

桥面P1=10.00kN/m；焊缝P7=(P2+P3+P4)×1.5%；

计算主桁恒载时，按每线恒载P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7。

三、设计内容：

1. 主桁杆件内力计算，并将计算结果汇整于2号图上；

2. 围绕E2节点主桁杆件截面选择及检算；

3. 主桁E2节点设计及检算；

4. 绘制主桁E2节点图(3号图)。

四、提交文件：

1．设计说明书；

2． 2、3号图各一张。

要求：计算正确，书写条理清楚，语句通顺；结构图绘制正确，图纸采用的比例恰当，线条粗细均匀，尺寸标准清晰。

第一章 设计依据

一、设计规范

中华人民功和国铁道部1986年《铁道桥涵设计规范》（TBJ2—85），以下简称《桥规》。

二、钢材

杆件 16锰桥（16Mnq ） 高强螺栓 40硼（40B ）

螺母垫圈 甲45（A45） 焊缝 力学性能不低于基材

精制螺栓 铆螺3（ML3） 铸件 铸钢25п（ZG25∏）

琨轴 35号缎钢（DG35）

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22Φ。

四、容许应力

16Mnq 钢的基本容许应力：

轴向应力 []200MPa σ= 弯曲应力 []210w MPa σ=

剪应力 []120MPa τ=

端部承压（磨光顶紧）应力[]300c MPa σ=，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）：

主桁316.8/P KN m =；联结系4 2.85/P KN m =； 桥面系27.39/P KN m =；

高强螺栓()62343%0.8112/P P P P KN m =++⨯=；检查设备5 1.00/P

KN m =；

桥面110.00/P KN m =； 焊缝()7234 1.5%0.4056/P P P P KN m =++⨯=；

计算主桁恒载时，按每线恒载123456739.2568/P P P P P P P P KN 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 42m =；桥跨全长L 42.10m =；节间长度d 7.00m =；

主桁节间数n 6=；主桁中心距B 5.75m =；平纵联宽0B 5.30m =；

主桁高度H 12.00m =；纵梁高度h 1.45m =；纵梁中心距b 2.00m =；斜杆长度 S 13.89m =； 斜杆倾角θ sin 0.8639θ= cos 0.5040θ=

斜撑倾角α sin 0.6036α= cos 0.7973α=

其它见尺寸图：

桥门架结构图

第二章 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p N

p N p =∑Ω

静活载内力k N

k N k =Ω

竖向活载产生的内力：

(1)k N ημ+

横向风力（或列车摇摆力）所产生的内力w N 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w N '；纵向制动力所产生的内力t N 。

根据《桥规》规定，设计时候杆件轴力应该按下列情况考虑：

主力

I N =P N +(1)k N ημ+

主力加风力（或摇摆力）

N ∏ ='1()1.2

I w w N N N ++

主力+制动力

N ∏I =1()1.25

I t N N + 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。不考虑节点刚性的次内力。主桁各杆的内力图2和表1。

二、影响线

三、恒载所产生的内力

根据第一章所提供的资料，，每片主桁所承受的恒载内力：

()1234567119.63/2

P P P P P P P P kN m =++++++=