鋼桁架橋計(jì)算書畢業(yè)設(shè)計(jì).docx

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1、 目錄 1.設(shè)計(jì)資料 1 1.1基本資料 1 1.2構(gòu)件截面尺寸 1 1.3單元編號(hào) 3 1.4荷載 5 2.內(nèi)力計(jì)算 7 2.1 荷載組合 7 2.2內(nèi)力 8 3.主桁桿件設(shè)計(jì) 10 3.1驗(yàn)算內(nèi)容 10 3.2截面幾何特征計(jì)算 11 3.3剛度驗(yàn)算 14 3.4強(qiáng)度驗(yàn)算 15 3.5疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 16 3.6總體穩(wěn)定驗(yàn)算 17 3.7局部穩(wěn)定驗(yàn)算 17 4.撓度及預(yù)拱度驗(yàn)算 18 4.1撓度驗(yàn)算 18 4.2預(yù)拱度 19 5.節(jié)點(diǎn)應(yīng)力驗(yàn)算 20 5.1節(jié)點(diǎn)板撕破強(qiáng)度檢算 20 5.2節(jié)點(diǎn)板中心豎直截面的法向應(yīng)力驗(yàn)算 21 5.3腹桿與

2、弦桿間節(jié)點(diǎn)板水平截面的剪應(yīng)力檢算 22 6.課程設(shè)計(jì)心得 22 23 1. 設(shè)計(jì)資料 1.1 基本資料 (1) 設(shè)計(jì)規(guī)范 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）； 《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）； (2) 工程概況 該橋?yàn)?8m下承式公路簡支鋼桁架梁橋，共8個(gè)節(jié)間，節(jié)間長度為6m，主桁高10m，主桁中心距為7.00m，縱梁中心距為3m，橋面布置2行車道，行車道寬度為7m。 (3) 選用材料 主桁桿件材料采用A3鋼材。 (4) 活載等級(jí) 采用公路I級(jí)荷載。 1.2 構(gòu)件截面尺寸 各構(gòu)件截面對(duì)照圖

3、 各構(gòu)件截面尺寸統(tǒng)計(jì)情況見表1-1： 表1-1 構(gòu)件截面尺寸統(tǒng)計(jì)表 編號(hào) 名稱 類型 截面形狀 H B1 (B) tw tf1(tf) B2 tf2 C 1 下弦桿E0E2 用戶 H型 0.46 0.46 0.01 0.012 0.46 0.012 2 下弦桿E2E4 用戶 H型 0.46 0.46 0.012 0.02 0.46 0.02 3 上弦桿A1A3 用戶 H型 0.46 0.46 0.012 0.02 0.46 0.02 4 上弦桿A3A3 用戶 H型 0.46 0.46

4、 0.02 0.024 0.46 0.024 5 斜桿E0A1 用戶 H型 0.46 0.6 0.012 0.02 0.6 0.02 6 斜桿A1E2 用戶 H型 0.46 0.44 0.01 0.012 0.44 0.012 7 斜桿E2A3 用戶 H型 0.46 0.46 0.01 0.016 0.46 0.016 8 斜桿A3E4 用戶 H型 0.46 0.44 0.01 0.012 0.44 0.012 9 豎桿 用戶 H型 0.46 0.26 0.01 0.012

5、 0.26 0.012 10 橫梁 用戶 H型 1.29 0.24 0.012 0.024 0.24 0.024 11 縱梁 用戶 H型 1.29 0.24 0.01 0.016 0.24 0.016 12 下平聯(lián) 用戶 T型 0.16 0.18 0.01 0.01 13 橋門架上下橫撐和短斜撐 用戶 雙角 0.08 0.125 0.01 0.01 0.01 14 橋門架長斜撐 用戶 雙角 0.1 0.16 0.01 0.01 0.01 15 橫聯(lián)上橫撐

6、 用戶 雙角 0.1 0.1 0.01 0.01 0.01 16 橫聯(lián)下橫撐和斜桿 用戶 雙角 0.08 0.125 0.01 0.01 0.01 17 上平聯(lián) 用戶 T型 0.252 0.24 0.012 0.012 18 縱梁間水平斜桿 用戶 角鋼 0.1 0.1 0.01 0.01 19 縱梁間橫向連接 用戶 角鋼 0.09 0.09 0.009 0.009 20 制動(dòng)撐架 用戶 T型 0.16 0.18 0.01 0.01

7、1.3 單元編號(hào) (1) 主桁單元編號(hào) (2) 橋面系單元編號(hào) (3) 主桁縱向聯(lián)結(jié)系單元編號(hào) (4) 主桁橫向聯(lián)結(jié)系單元編號(hào) 1.4 荷載 (1) 鋼橋自重 按A3鋼材程序自動(dòng)添加。 (2) 橋面板自重 橋面板采用C55混凝土，厚度為250mm，寬度為7m，取容重。假設(shè)橋面板不參與受力，將其視為恒載施加在縱梁上，兩縱梁各自承擔(dān)50%。 那么，每片縱梁承擔(dān)21.875kN/m的荷載。 (3) 橋面鋪裝 不計(jì)外側(cè)護(hù)墻和內(nèi)側(cè)護(hù)欄基座的作用，瀝青混凝土容重，防水混凝土容重。則二期恒載集度為： (4) 汽車活載 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》，

8、取公路I級(jí)荷載。其中，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。 在Midas中，定義了2個(gè)車道，并定義沖擊系數(shù)。 (5) 汽車荷載制動(dòng)力 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》第4.3.6條，汽車荷載制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為： 但公路I級(jí)荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kN，所以取標(biāo)準(zhǔn)值為165kN。 (6) 橫向風(fēng)荷載 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》第4.3.7條，橫橋向風(fēng)荷載假定水平地垂直作用于橋梁各部分迎風(fēng)面的形心上，其標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： 式中：——橫橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（）； ——基本風(fēng)壓（），查表取南京市50年

9、一遇的風(fēng)壓0.4； ——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓； ——橫向迎風(fēng)面積（），按橋跨結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際尺寸計(jì)算； ——橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速（），查表取27.1）； ——高度Z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速（）； ——距地面或水面的高度（）； ——空氣重力密度（）； ——設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，此處取0.9； ——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，查表取為1.00； ——陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，按B類地表取1.70； ——考慮地面粗糙度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)，查表取為1.19； ——風(fēng)載阻力系數(shù)，查表取1.8； ——重力加速度，取9.81。 假設(shè)鋼桁架橋下弦桿高度Z=30m，分別計(jì)算上弦桿、下弦桿、腹桿等橫

10、向風(fēng)荷載。計(jì)算結(jié)果如下表： 迎風(fēng)桿件 擋風(fēng)有效寬度(m) 橫向風(fēng)荷載(kN/m) 上弦桿 0.46 1.416 下弦桿 0.46 1.417 豎桿 0.26 0.821 端斜桿 0.6 1.824 中間斜桿 0.46 1.367 2. 內(nèi)力計(jì)算 2.1 荷載組合 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》第4.1.5-4.1.6條規(guī)定進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，根據(jù)不同的效應(yīng)組合分別進(jìn)行包絡(luò)可得到各類組合下的最不利效應(yīng)值。組合情況如下表： 編號(hào) 組合 極限狀態(tài) 類型 說明 1 cLCB1 承載能力 相加 基本組合(永久荷載): 1.2D 2 cLCB2

11、 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M 3 cLCB3 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.1W 4 cLCB4 承載能力 相加 基本組合: 1.2D-1.1W 5 cLCB5 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M+0.784BRK 6 cLCB6 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M+0.88W 7 cLCB7 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M-0.88W 8 cLCB8 承載能力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M+0.686BRK+0.77W 9 cLCB9 承載能

12、力 相加 基本組合: 1.2D+1.4M+0.686BRK-0.77W 10 cLCB10 承載能力 相加 基本組合(永久荷載): 1.0D 11 cLCB11 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M 12 cLCB12 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.1W 13 cLCB13 承載能力 相加 基本組合: 1.0D-1.1W 14 cLCB14 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M+0.784BRK 15 cLCB15 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M+0.88W 16 cLCB16

13、 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M-0.88W 17 cLCB17 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M+0.686BRK+0.77W 18 cLCB18 承載能力 相加 基本組合: 1.0D+1.4M+0.686BRK-0.77W 19 cLCB19 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M 20 cLCB20 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.75W 21 cLCB21 使用性能 相加 短期組合: 1.0D-0.75W 22 cLCB22 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M+0

14、.7BRK 23 cLCB23 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M+0.75W 24 cLCB24 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M-0.75W 25 cLCB25 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M+0.7BRK+0.75W 26 cLCB26 使用性能 相加 短期組合: 1.0D+0.7M+0.7BRK-0.75W 27 cLCB27 使用性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M 28 cLCB28 使用性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M+0.7BRK 29 cLCB29 使用

15、性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M+0.75W 30 cLCB30 使用性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M-0.75W 31 cLCB31 使用性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M+0.7BRK+0.75W 32 cLCB32 使用性能 相加 長期組合: 1.0D+0.4M+0.7BRK-0.75W 33 cLCB33 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M 34 cLCB34 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0W 35 cLCB35 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算

16、組合: 1.0D-1.0W 36 cLCB36 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M+0.7BRK 37 cLCB37 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M+1.0W 38 cLCB38 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M-1.0W 39 cLCB39 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M+0.7BRK+1.0W 40 cLCB40 使用性能 相加 彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合: 1.0D+1.0M+0.7BRK-1.0W 41 基本組合包絡(luò) 承載能力 包

17、絡(luò) cLCB1-18 42 短期組合包絡(luò) 使用性能 包絡(luò) cLCB19-26 43 長期組合包絡(luò) 使用性能 包絡(luò) cLCB27-32 44 彈性驗(yàn)算包絡(luò) 使用性能 包絡(luò) cLCB33-40 2.2 內(nèi)力 內(nèi)力計(jì)算均采用Midas/civil 2010計(jì)算。 (1) 主桁內(nèi)力 對(duì)荷載組合進(jìn)行包絡(luò)，承載能力極限狀態(tài)基本組合下的計(jì)算結(jié)果如下圖： 承載能力極限狀態(tài)基本組合軸力包絡(luò) 承載能力極限狀態(tài)基本組合彎矩-y包絡(luò)包絡(luò) 承載能力極限狀態(tài)基本組合彎矩-z包絡(luò)包絡(luò) 基本組合 短期組合 長期組合 彈性驗(yàn)算 軸向 (kN)

18、 軸向 (kN) 軸向 (kN) 軸向 (kN) 單元 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 1 755.47 414.86 656.08 441.70 441.70 441.70 675.25 422.53 2 666.75 464.53 565.42 466.24 466.24 466.24 566.64 465.02 3 1456.39 1016.70 1237.53 1041.89 1041.89 1041.89 1255.53 1023.89 4 1416.05 951.25 1203.03

19、 986.38 986.38 986.38 1228.12 961.29 5 664.53 434.97 548.56 455.59 455.59 455.59 563.28 440.87 6 667.37 369.89 549.07 402.21 402.21 402.21 572.16 379.12 7 1444.53 969.09 1197.08 1009.82 1009.82 1009.82 1226.17 980.72 8 1404.05 933.24 1181.74 974.34 974.34 974.3

20、4 1211.10 944.99 9 -918.10 -1189.36 -929.98 -985.10 -985.10 -985.10 -920.93 -994.15 10 -951.83 -1175.55 -955.89 -977.33 -977.33 -977.33 -952.44 -980.78 11 -966.48 -1163.48 -966.87 -969.94 -969.94 -969.94 -966.59 -970.22 12 -945.18 -1163.70 -949.44 -969.12 -969.12

21、-969.12 -946.40 -972.16 13 -1293.07 -1561.35 -1294.47 -1300.74 -1300.74 -1300.74 -1293.47 -1301.73 14 -1292.00 -1562.47 -1293.74 -1301.72 -1301.72 -1301.72 -1292.50 -1302.97 30 -1024.75 -1465.54 -1057.29 -1205.04 -1205.04 -1205.04 -1032.92 -1229.40 31 1015.94 761.24

22、839.56 775.58 775.58 775.58 850.15 764.99 32 -459.75 -584.35 -463.43 -484.71 -484.71 -484.71 -460.06 -488.09 33 228.19 173.79 191.57 176.58 176.58 176.58 193.57 174.59 34 -1074.04 -1421.49 -1093.22 -1176.65 -1176.65 -1176.65 -1079.52 -1190.36 35 987.17 789.35 821.

23、79 795.13 795.13 795.13 825.92 791.00 36 -471.49 -571.89 -472.37 -476.61 -476.61 -476.61 -471.74 -477.24 37 221.12 178.29 183.89 178.29 178.29 178.29 184.45 177.72 80 278.19 221.79 230.99 222.42 222.42 222.42 232.24 221.17 81 -6.91 -34.74 -10.73 -27.18 -27.18 -

24、27.18 -8.00 -29.91 82 243.63 197.53 202.80 197.49 197.49 197.49 203.14 197.15 83 -24.89 -30.08 -24.91 -25.10 -25.10 -25.10 -24.90 -25.11 84 244.76 201.59 204.24 201.64 201.64 201.64 204.27 201.60 85 -11.95 -29.73 -14.17 -23.82 -23.82 -23.82 -12.58 -25.41 86 27

25、4.26 225.13 228.27 225.28 225.28 225.28 228.69 224.85 疲勞荷載組合包括設(shè)計(jì)載荷中的恒載和活載(包括沖擊力、離心力，但不考慮活載發(fā)展系數(shù))。列車豎向活載包括豎向動(dòng)力作用時(shí)，應(yīng)將列車豎向靜活載乘以運(yùn)營動(dòng)力系數(shù)(1+μf)。同時(shí)，焊接及非焊接(栓接)構(gòu)件及連接均需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢算，當(dāng)疲勞應(yīng)力均為壓應(yīng)力時(shí)，可不檢算疲勞。疲勞計(jì)算采用動(dòng)力運(yùn)營系數(shù)。其值按下式計(jì)算： 式中： L—橋梁跨度（m），承受局部活載桿件為影響線加載長度； —活載沖擊力的動(dòng)力系數(shù)。 3. 主桁桿件設(shè)計(jì) 3.1 驗(yàn)算內(nèi)容 根據(jù)主桁桿件受力性質(zhì)的

26、不同，分別對(duì)相應(yīng)桿件進(jìn)行下表所列項(xiàng)目的檢算。 項(xiàng)目 驗(yàn)算內(nèi)容 驗(yàn)算桿件類型 1 2 3 4 5 剛度 局部穩(wěn)定 整體穩(wěn)定 強(qiáng)度 疲勞 各類桿件 壓桿 壓桿 各類桿件 出現(xiàn)拉應(yīng)力的受循環(huán)荷載桿件 用試算法設(shè)計(jì)各類桿件的步驟： a) 參考性質(zhì)相近（只內(nèi)力性質(zhì)及大小，桿長及截面式樣，材料和連接方式）的已有設(shè)計(jì)資料，初步擬定截面尺寸； b) 根據(jù)初步擬定的截面尺寸，算出進(jìn)行各類檢算所需的截面幾何特征數(shù)據(jù)； c) 按上表要求進(jìn)行各項(xiàng)檢算。如初選截面不合適，則進(jìn)行修改，重新計(jì)算，直至符合要求； d) 為了減少桿件類型，以簡化制造，同類桿件的內(nèi)力相差不大者應(yīng)

27、盡量采用相同的截面。 3.2 截面幾何特征計(jì)算 (1) 下弦桿E2E4 選用腹板1-43612，翼緣2-46020；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (2) 下弦桿E0E2 選用腹板1-43612，翼緣2-46012；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (3) 上弦桿A1A3 選用腹板1-43612，翼緣2-46020；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (4) 上弦桿A3A3 選用腹板1-41220，翼緣

28、2-46024；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (5) 斜腹桿E0A1 選用腹板1-42012，翼緣2-60020；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (6) 斜腹桿A1E2 選用腹板1-43610，翼緣2-44012；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (7) 斜腹桿E2A3 選用腹板1-42810，翼緣2-46016；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (8) 斜腹桿

29、A3E4 選用腹板1-43610，翼緣2-44012；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 (9) 豎桿 選用腹板1-43610，翼緣2-26012；每側(cè)有4排栓孔，孔徑d＝23cm; 毛截面 栓孔削弱面積 凈截面面積 利用Midas計(jì)算截面特征，如下表： 特征值 下弦桿E0E2 下弦桿E2E4 上弦桿A1A3 上弦桿A3A3 斜腹桿E0A1 斜腹桿A1E2 斜腹桿E2A3 斜腹桿A3E4 豎桿 154 234.4 272.24 343.76 333.84 183.04 226

30、.08 183.04 132.64 67.9 270.7 382.63 723.57 482.01 110.99 213.24 110.99 78.06 62314.4 96526.1 120510.10 143130.80 152838.60 79179.81 101007.30 79179.81 51809.92 19470.8 32451.4 40560.37 47961.18 87396.90 22718.24 33183.99 22718.24 5128.64 3.3 剛度驗(yàn)算 (1) 下弦桿E2E4 利

31、用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 桿件自由長度 驗(yàn)算通過。 由于，無需驗(yàn)算。 (2) 下弦桿E0E2 利用邁達(dá)斯計(jì)算截面特性有 桿件自由長度 驗(yàn)算通過。 由于，無需驗(yàn)算。 同理，可計(jì)算其他桿件的穩(wěn)定性，結(jié)果如下表： 桿件 下弦桿E0E2 下弦桿E2E4 上弦桿A1A3 上弦桿A3A3 斜腹桿E0A1 斜腹桿A1E2 斜腹桿E2A3 斜腹桿A3E4 豎桿 154 234.4 234.4 343.76 333.84 183.04 226.08 183.04 132.64 82220.91 120510.10 120510.

32、10 143130.8 152838.6 79179.81 101007.30 79179.81 51809.92 25811.31 40560.37 40560.37 47961.18 87396.90 22718.24 33183.99 22718.24 5128.64 600 600 600 600 1166.2 1166.2 1166.2 1166.2 1000 20.88 21.04 21.04 20.41 21.40 20.80 21.14 20.80 19.76 11.70 12.21

33、 12.21 11.81 16.18 11.14 12.12 11.14 6.22 28.74 28.52 28.52 29.40 28.04 28.85 28.39 28.85 30.36 51.29 49.16 49.16 50.80 56.98 82.76 76.10 82.76 112.57 《鋼橋規(guī)范》規(guī)定僅受拉力且長度≤16m的腹桿容許最大長細(xì)比為180，所以豎桿驗(yàn)算通過，所有桿件均能滿足剛度要求。 3.4 強(qiáng)度驗(yàn)算 承載能力極限狀態(tài)基本組合應(yīng)力圖 計(jì)算結(jié)果表明，最大拉應(yīng)力為68.13MPa

34、，最大壓應(yīng)力51.75MPa，不超過各板厚對(duì)應(yīng)的抗拉、壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 3.5 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）規(guī)定，對(duì)于只受壓的構(gòu)件可不進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)出現(xiàn)拉應(yīng)力的受循環(huán)荷載桿件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。 軸向 (kN) 疲勞荷載（kN） 桿件 恒載 恒+汽 1 497.49 920.08 497.49 987.69 188.64 162.88 30.54 60.64 0.50 978.04 51.85 140 2 486.8

35、1 885.95 486.81 949.81 188.64 162.88 29.89 58.31 0.51 895.38 47.47 140 3 1087.65 1998.89 1087.65 2144.69 272.24 231.76 46.93 92.54 0.51 2048.26 75.24 140 4 1064.06 1946.74 1064.06 2087.97 272.24 231.76 45.91 90.09 0.51 2021.48 74.25 140 5 4

36、97.81 918.27 497.81 985.54 188.64 162.88 30.56 60.51 0.51 949.42 50.33 140 6 487.18 885.03 487.18 948.69 188.64 162.88 29.91 58.24 0.51 958.81 50.83 140 7 1087.82 1998.62 1087.82 2144.35 272.24 231.76 46.94 92.52 0.51 2074.41 76.20 140 8 10

37、64.25 1947.12 1064.25 2088.38 272.24 231.76 45.92 90.11 0.51 2031.08 74.61 140 80 132.89 512.79 132.89 573.57 132.64 106.88 12.43 53.67 0.23 517.21 38.99 140 86 132.41 511.75 132.41 572.44 132.64 106.88 12.39 53.56 0.23 519.68 39.18 140 31

38、590.30 1160.75 590.30 1252.02 183.04 157.28 37.53 79.60 0.47 1164.08 63.60 140 33 126.14 484.12 126.14 541.40 183.04 157.28 8.02 34.42 0.23 485.25 26.51 140 35 590.17 1160.13 590.17 1251.32 183.04 157.28 37.52 79.56 0.47 1176.25 64.26 140 37

39、 125.91 483.27 125.91 540.45 183.04 157.28 8.01 34.36 0.23 486.82 26.60 140 82 123.85 483.65 123.85 541.22 132.64 106.88 11.59 50.64 0.23 493.56 37.21 140 84 123.73 483.67 123.73 541.26 132.64 106.88 11.58 50.64 0.23 496.52 37.43 140 根據(jù)《公路橋

40、涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）表1.2.17-1，按軸向受力桿件，計(jì)算疲勞強(qiáng)度。下面以桿件單元1為例說明： 由上表可知Nmin＝497.49kN、Nmax＝920.08kN得： 查《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）表1.2.17-4，判定桿件驗(yàn)算截面為第C類容許應(yīng)力類別，根據(jù)表1.2.17-2所列公式計(jì)算疲勞容許應(yīng)力： 因此，，滿足規(guī)范要求。 其他需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算的桿件也都滿足要求，計(jì)算結(jié)果列于上表。 3.6 總體穩(wěn)定驗(yàn)算 根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）規(guī)定，對(duì)于受壓的構(gòu)件需進(jìn)行總體穩(wěn)

41、定驗(yàn)算。 單元 (kN) 9 -2196.66 49.16 0.781 272.24 -80.6884 109.34 10 -2231.87 49.16 0.781 272.24 -81.9817 109.34 11 -2249.25 49.16 0.781 272.24 -82.6201 109.34 12 -2223.38 49.16 0.781 272.24 -81.6699 109.34 13 -3006.28 50.8 0.77 343.76 -87.4529 107.8 14 -301

42、3.06 50.8 0.77 343.76 -87.6501 107.8 30 -2061.27 56.98 0.726 333.84 -61.7442 101.64 34 -2028.8 56.98 0.726 333.84 -60.7716 101.64 32 -1078.13 76.1 0.579 226.08 -47.688 81.06 36 -1084.45 76.1 0.579 226.08 -47.9675 81.06 81 -32.02 112.57 0.364 132.64 -2.41405 50

43、.96 83 -33.2 112.57 0.364 132.64 -2.50302 50.96 85 -30 112.57 0.364 132.64 -2.26176 50.96 以14號(hào)單元為例，即中間上弦桿為例說明： 由λz＝50.8，查《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）表1.2.16-2，內(nèi)插求得φ1＝0.77。 滿足要求。 其他需進(jìn)行總體穩(wěn)定驗(yàn)算的桿件也都滿足要求，計(jì)算結(jié)果列于上表。 3.7 局部穩(wěn)定驗(yàn)算 單元 H B tw tf 腹板 翼緣板 （m） （m） （m） （m） 限值

44、 限值 9 0.46 0.46 0.012 0.02 31.14 49.16 35.00 10.59 28.52 14.00 10 0.46 0.46 0.012 0.02 31.14 49.16 35.00 10.59 28.52 14.00 11 0.46 0.46 0.012 0.02 31.14 49.16 35.00 10.59 28.52 14.00 12 0.46 0.46 0.012 0.02 31.14 49.16 35.00 10.59 28.52 14.00 13 0.46

45、 0.46 0.02 0.024 19.45 50.80 35.48 8.81 29.40 14.00 14 0.46 0.46 0.02 0.024 19.45 50.80 35.48 8.81 29.40 14.00 30 0.46 0.60 0.012 0.02 31.14 55.62 38.37 13.77 28.04 14.00 34 0.46 0.60 0.012 0.02 31.14 55.62 38.37 13.77 28.04 14.00 32 0.46 0.46 0.01 0.016

46、 37.00 74.29 49.57 13.00 28.39 14.00 36 0.46 0.46 0.01 0.016 37.00 74.29 49.57 13.00 28.39 14.00 81 0.46 0.26 0.01 0.012 37.67 112.57 50.00 9.57 30.36 14.00 83 0.46 0.26 0.01 0.012 37.67 112.57 50.00 9.57 30.36 14.00 85 0.46 0.26 0.01 0.012 37.67 112.57

47、 50.00 9.57 30.36 14.00 下面以19號(hào)單元為例說明： 對(duì)翼緣板，根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）表1.2.22，當(dāng)，板的寬厚比。 ， 翼緣板局部穩(wěn)定滿足要求。 對(duì)腹板，根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）表1.2.22，當(dāng)，板的寬厚比。 腹板局部穩(wěn)定滿足要求。 4. 撓度及預(yù)拱度驗(yàn)算 4.1 撓度驗(yàn)算 為保證行車的安全平穩(wěn)，應(yīng)保證一定的豎向剛度。根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)實(shí)際規(guī)范》（JTG 025-86）第1.1.5條，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）所引起的豎向撓度，對(duì)于簡支梁不應(yīng)超過。

48、 活載作用（不計(jì)沖擊力）下桁架位移圖 桁架在活載作用（不計(jì)沖擊力）下，豎向最大撓度為1.65cm，簡支梁撓度限制，，桁架豎向剛度滿足要求。 4.2 預(yù)拱度 根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 025-86）第1.1.6條，橋跨結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值等于結(jié)構(gòu)重力與1/2靜活載所產(chǎn)生的豎向撓度和；起拱應(yīng)做成平順曲線。如橋面在豎曲線上，預(yù)拱度應(yīng)與豎曲線縱坡一致。當(dāng)結(jié)構(gòu)重力和靜活載所產(chǎn)生的撓度不超過跨徑的1/1600時(shí)，可不設(shè)預(yù)拱度。 恒載+活載作用下桁架位移圖 桁架在恒載+活載共同作用下，跨中撓度為4.97cm。，本橋需設(shè)置預(yù)拱度：。 5. 節(jié)點(diǎn)應(yīng)力驗(yàn)算 5.1

49、 節(jié)點(diǎn)板撕破強(qiáng)度檢算 由設(shè)計(jì)圖量得各截面長度： 各截面的強(qiáng)度： 1—2—3—4截面的撕破強(qiáng)度= 1—2—3—5截面的撕破強(qiáng)度= 1—2—3—6—7截面的撕破強(qiáng)度= 主桁節(jié)點(diǎn)板幾種可能的撕破方式 已知32號(hào)單元桿件截面的凈面積 故 以上三個(gè)截面的撕破強(qiáng)度均不小于連接32號(hào)單元桿件強(qiáng)度的1.1倍，故撕破強(qiáng)度無問題。 5.2 節(jié)點(diǎn)板中心豎直截面的法向應(yīng)力驗(yàn)算 節(jié)點(diǎn)板豎直最弱截面法向應(yīng)力檢算 節(jié)點(diǎn)中心面積 已知節(jié)點(diǎn)板： 內(nèi)拼接板：；： 毛截面積 扣孔 凈截面積 節(jié)點(diǎn)中心書截面的形心對(duì)x軸的距離： 對(duì)x軸的毛截

50、面慣性矩： 對(duì)形心軸的毛截面慣性矩： 對(duì)形心軸的凈截面慣性矩： 節(jié)點(diǎn)板邊緣對(duì)形心軸的距離： 外緣： 內(nèi)緣： 作用在節(jié)點(diǎn)中心的拉力為（由主桁架的設(shè)計(jì)計(jì)算得到） 法向應(yīng)力 、均不大于，安全。 5.3 腹桿與弦桿間節(jié)點(diǎn)板水平截面的剪應(yīng)力檢算 斜桿在基本組合作用下內(nèi)力分別為：651.82kN(拉)，(由主桁架的設(shè)計(jì)計(jì)算得到)作用在節(jié)點(diǎn)上的水平力： 節(jié)點(diǎn)板水平最弱截面剪應(yīng)力檢算 承受此水平力的最危險(xiǎn)斷面全長196cm，其毛截面積 ，安全。 6. 課程設(shè)計(jì)心得 本設(shè)計(jì)根據(jù)題目要求，完成了截面尺寸擬定、荷載定義、荷載組合、內(nèi)力計(jì)算等工作，

51、根據(jù)作用效應(yīng)和構(gòu)造要求，對(duì)桁架進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、疲勞和穩(wěn)定性方面的驗(yàn)算。以正常使用極限狀態(tài)對(duì)撓度進(jìn)行了驗(yàn)算。最后，以中間節(jié)點(diǎn)為例對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)限值。 下面是本課程設(shè)計(jì)后關(guān)于JTJ025-86規(guī)范的思考： 結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是截面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時(shí)，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。通常50<

52、λ<150，簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓構(gòu)件，可選擇鋼管或H型鋼截面等。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題是混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范沒有的。 當(dāng)預(yù)估的截面不滿足時(shí)，加大截面應(yīng)該分兩種情況區(qū)別對(duì)待：如果強(qiáng)度不滿足，通常加大組成截面的板件厚度，其中，抗彎不滿足加大翼緣厚度，抗剪不滿足加大腹板厚度；如果變形超限，通常不應(yīng)加大板件厚度，而應(yīng)考慮加大截面的高度，否則會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。 另外，在材料的選擇上，比較常用的是Q235（類似A3）和Q345（類似16Mn）。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。經(jīng)濟(jì)考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí)，可選擇16Mn；穩(wěn)定控制時(shí)，宜使用A3。在本設(shè)計(jì)的局部穩(wěn)定驗(yàn)算中，如果使用16Mn鋼材，則無法通過驗(yàn)算，因此本設(shè)計(jì)過程中將材料從最初的16Mn鋼改為A3鋼，最后通過驗(yàn)算。 通過本課程設(shè)計(jì)，熟悉了鋼橋規(guī)范的內(nèi)容和要求，但仍然有很多地方需要在今后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加強(qiáng)理解。