中南大学钢桥课程设计

《钢桥》课程设计任务书

（土木工程10 级 2013-2014 学年第1 学期）

一、设计题目

跨度L=68m 单线铁路下承式简支栓焊钢桁梁设计

二、设计依据

1. 相关规范

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=68m；桥跨全长L=68.10m；节间长度d=8.50m；主桁

节间数n=8；主桁架高度h=10.50m、11.00m、11.50m。

3. 钢材及基本容许应力

杆件及构件用Q345qD；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φ22，孔径为d = 23mm。

5. 设计活载等级

标准中—活载。 6. 设计恒载

主桁高度为11.00m ，主桁m kN p /50.143=，联结系4 2.80kN /m p =； 桥面

系2 6.50kN /m p =；

高强螺栓6234=++p p p p ⨯（）

3%；检查设备5 1.00kN /m p =； 桥面111.00kN /m p =； 焊缝7234=++ 1.5%p p p p ⨯（）

。 计算主桁恒载时，按桥面全宽恒载1234567=++++++p p p p p p p p

7 其它荷载: 风荷载、列车摇摆力、列车制动力等 三、设计内容

1. 主桁杆件内力计算(全部)，并将结果汇整于3 号图上；

2. 主桁杆件截面设计与检算(交汇于E 2、A 3 节点的杆件)；

3. 主桁 E 2、A 3 节点拼接计算与节点设计及检算；

4. 分别绘制主桁 E 2、A 3 节点图(两张3 号图)。 四、提交文件 1. 设计说明书 1 份； 2. 3 号图3 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。

钢桥课程设计计算书

第一章：设计依据

一、设计规范

中华人民共和国铁道部2005年《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）；

中华人民共和国铁道部2005年《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005），以下简称《桥规》。

二、钢材

杆件 Q345qD。

高强螺栓 20MnTiB钢。

螺母垫圈 45号优质碳素钢。

焊缝力学性能不低于基材。

精制螺栓 BL3。

铸件 ZG25II。

辊轴锻钢35号。

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22

φ。四、容许应力

Q345qD的基本容许应力：

轴向应力[]=200Mpa

σ；

弯曲应力[]=210Mpa

σ；

w

剪应力[]=120Mpa

τ；

端部承压（磨光顶紧）应力[]=300Mpa c 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）：

桥面 []1=11.00kN /m p ； 桥面系 []2=6.50kN/m p ； 主桁架 []m kN p /5.143=； 联结系 []4=2.80kN/m p ； 检查设备 []5=1.00kN/m p ；

高强螺栓 6234=++p p p p ⨯（）

3%； 焊缝 7234=++ 1.5%p p p p ⨯（）

。 计算主桁恒载时，按桥面全宽恒载 1234567=++++++p p p p p p p p 。 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 示见《桥规》。 七、结构尺寸

计算跨度L=68.00m ；

节间长度d=8.50m ； 主桁节间数8n =；

主桁高度11.00m H =；

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 ；纵向制动力产生内力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 N Ⅰ N Ⅰ=P N +(1)k N ημ+

主力加风力（或摇摆力）N Ⅱ N Ⅱ=

'1

()1.2w w N N N ++Ⅰ 主力+制动力N Ⅲ N Ⅲ=1

()1.25

t N N +Ⅰ 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。

二、.影响线

主桁各杆的的影响线图形及计算公式如下图1所示：