42米钢桥设计计算书(中南大学).

42m钢桁架铁路桥设计

学院：土木工程学院

班级：桥梁

姓名：

学号：

指导老师：

42m钢桁架桥课程设计

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B0=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（ZG25п）

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Φ22。

四、容许应力

16Mnq钢的基本容许应力：

轴向应力[]σ=200MPa 弯曲应力[]wσ=210MPa

剪应力[]τ=120MPa

端部承压（磨光顶紧）应力[]cσ=300 MPa。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%=0.7581; 检查设备P5=1.00kN/m；

桥面P1=10.00kN/m；焊缝P7=(P2+P3+P4)×1.5%=0.3791。

计算主桁恒载时，按每线恒载P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7。

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B0=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 sinθ=0.8639 cosθ=0.5040

斜撑倾角α sinα=0.6036 cosα=0.7973

其它见尺寸图：

第二章 主桁架杆件内力计算

一、内力组成：

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

每片主桁所承受的恒载内力：

()12345671

19.63/2

P P P P P P P P kN m =

++++++= 恒载布满全跨，故恒载为： 上弦杆31A A ：

19.63(16.33)320.62p N P KN =Ω=⨯-=-∑

下弦杆'

22E E ：

19.6318.375360.70p N P KN =Ω=⨯=∑

下弦杆02E E 为：

19.6310.21200.39p N P KN =Ω=⨯=∑