钢结构课程设计计算书(完整)

钢桥课程设计

设计任务书

简支上承式焊接双主梁钢桥设计

（题目）

学生姓名黄广峰

学号*********

班级0912103

成绩

指导教师钱宏亮唐海红

土木工程系2011 —2012 学年春季学期

2012年7月2日

目录

1 设计题目与基本资料 (1)

1.1 设计题目 (1)

1.1.1设计资料 (1)

1.2 设计内容及步骤 (2)

1.2.1 设计内容 (2)

1.2.2 设计步骤 (2)

2 内纵梁设计 (3)

2.1 永久作用效应计算 (3)

2.2 可变作用效应计算 (4)

2.3 内纵梁和横梁的连接 (5)

3 外纵梁设计 (6)

3.1 永久作用效应计算 (6)

3.2 可变作用效应计算 (6)

3.3 外纵梁与横梁连接 (8)

4 中横梁设计 (8)

4.1 主跨部分的弯矩和剪力 (9)

4.1.1 永久作用效应 (9)

4.1.2 可变作用效应 (10)

4.2 主跨截面 (12)

4.2.1 最大弯曲应力验算 (13)

4.2.2 最大剪应力验算 (13)

4.2.3 折算应力验算 (13)

4.2.4 横梁整体稳定验算 (14)

4.2.5 刚度验算 (14)

4.2.6 疲劳验算 (14)

4.2.7 加劲肋设置 (15)

4.2.8 横梁与主梁连接 (15)

4.2.9 翼板与腹板的焊接 (15)

4.3 横梁悬臂部分设计 (16)

4.3.1 最大弯曲应力验算 (17)

4.3.2 最大剪应力验算 (17)

4.3.3 整体稳定验算 (17)

4.3.4 疲劳验算 (17)

4.3.5 悬臂部分加劲肋设计 (18)

4.3.6 横梁与主梁的连接 (18)

4.3.7 翼缘与腹板焊接 (18)

4.4 横梁在主梁出的拼接 (18)

5主梁的设计 (19)

5.1 主梁上的永久作用效应 (19)

5.2主梁上的可变作用效应 (20)

5.2.1 计算横向分布系数 (20)

5.2.2 计算可变作用效应 (21)

5.3 截面尺寸拟定 (24)

5.4 主梁验算 (24)

5.4.1 跨中最大弯曲应力验算 (24)

5.4.2 支点最大剪应力 (25)

5.4.3 折算应力验算 (26)

5.5 横梁整体稳定性验算 (27)

5.6 刚度验算 (28)

5.7 疲劳验算 (28)

5.8 加劲肋设置 (29)

5.9 翼缘与腹板焊接 (31)

5.10 局部稳定验算 (32)

6 水平纵联的设计 (32)

6.1 设计基准风压计算 (32)

6.2 水平纵联杆件内力及验算 (33)

6.2.1 水平纵联斜杆 (33)

6.2.2 水平纵联直杆验算 (34)

6.3 水平纵联连接 (35)

6.3.1 水平纵联斜杆 (35)

6.3.2 水平纵联直杆 (35)

1 设计题目与基本资料

1.1 设计题目

简支上承式焊接双主梁钢桥设计

1.1.1设计资料：

1）桥梁跨径及桥宽：桥梁跨径：34m 梁长：33.96m 计算跨径：33.6m

桥宽：净9m+2×1.0m

2）设计荷载

公路—I级，人群荷载3.0kN/m2~3.5kN/m2,，每侧的栏杆及人行道构件的自重作用力为5kN/m；计算风荷载时，按照桥梁建于河北省刑台市进行考虑

3）材料

➢设计用钢板：

型号16Mnq，即Q345qD，其技术标准应符合《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008

Q345qD的设计参数为：弹性模量Es=2.1×105MPa，热膨胀系数为1.2×105/°，

拉、抗压及抗弯强度f=295MPa，剪应力f v=170MPa，剪切模量G=0.81×105MPa；

型号为A3，即Q235qD，其技术标准应符合《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008

本设计中用A3钢

（2）其他普通钢筋：采用热轧R235、HRB335钢筋，凡钢筋直径≥12mm，均采用HRB335钢筋；凡钢筋直径<12mm，均采用R235钢筋

（3）桥面板混凝土：C50微膨胀钢纤维混凝土，容重取25kN/m3

4）设计依据

参考书：

《现代钢桥》（上册），吴冲主编，人民交通出版社，2006年9月第一版，P117~P163 《钢桥》（第二版），徐君兰，孙淑红主编，人民交通出版社，2011年4月第二版，P9~P21

《钢桥构造与设计》，苏彦江主编，西南交通大学出版社，2006年12月第一版，P12~P28

设计规范：

《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-89

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86

《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004

《公路工程技术标准》JTG B01-2003

《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008

《钢结构设计规范》GB50017-2003

其他相关规范

注：1.可变荷载中的汽车荷载（包括车道荷载和车辆荷载）取用《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004第24~25页的数值及尺寸。

2. 计算汽车荷载冲击力时，冲击系数取用《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-89 第23页表2.

3.2-2中的相关公式进行计算。

3. 进行强度及稳定性验算时，容许应力应乘以《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86 第6页的表1.2.10中的提高系数。

4. 荷载组合时，取用标准值。

1.2 设计内容及步骤

1.2.1 设计内容：

1）主要承重构件的设计荷载计算：包括内纵梁、外纵梁、中横梁、主梁、联接系等；

2）根据设计荷载选择适合的构件截面及型式；

3）相关的强度及稳定性验算；

4）设计图纸的绘制：包括钢板梁桥的平面布置图，横梁的断面布置图，连接件的细部构造图等。

1.2.2 设计步骤：

荷载传递路径：桥面板→纵梁→横梁→主梁

1）混凝土桥面板：板厚为15cm；

设计为支承于纵梁之间的简支板；

2)内纵梁S2：中到中的间距为2.5m，两端简支；

承受的荷载主要有：恒载（桥面板）+活载（汽车荷载+冲击力）；

根据计算出的荷载值选择合适的构件截面型式；

3)外纵梁S1：两端简支，承受人行道、桥面板等的恒载及汽车荷载；