单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计

单线铁路下螺栓焊接简支钢桁架梁桥课程设计声明：理智中学号：班级水平：桥梁集团铁工6班电文：电子邮件：老师：李延强设计时间：2012年5月1日至6月列表第一章设计资料1第一节基本信息2第二节设计内容3第三节设计要求3第二章主桁架构件的内力计算3第一节主要作用下主桁架构件内力计算3第二节侧向附加力计算主桁架构件的内力7第三节制动力下主桁架构件附加力计算9第四节疲劳内力计算11第五节主桁架构件内力组合12第三章主桁架构件的截面设计14第一节下弦杆剖面设计14第二节上弦杆截面设计16第三节末端斜顶出器截面设计18第四节中间斜顶出器截面设计20v节吊杆截面设计22第VI节构件连接高强度螺栓计算26第四章当前连接计算和下端节点设计27区段E2节点代码接合计算27第二节节点板强度计算28第五章挠度计算和预拱度设计31第一节中的挠曲计算31第二节自由凸轮设计32第一章设计资料第一节基本信息1设计规范：铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)、铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005)。2结构轮廓尺寸：跨度计算L=80 0.2(50-71)=75.8m；钢梁有10个节距；节距长度d=L/10=7.58m；主梯边梁高度H=11d/8=118m3材料：主桁架构件材料Q345q，板厚4活荷载等级：中等-荷载五项载荷(1)主桁架计算桥面P1=10kn/m，桥p2=6.29 kn/m，主桁架P3=14.51kn/m，连接线P4=2.74 kn/m，检查设备P5=1.02 kn/m，螺栓、螺母和垫圈P6=0.02 (p2 P3 P4)，焊缝p7=0.015(p2 P3 P4)；上述总计为17.69kN/m(每个桁架)，约为18kN/m(2)大梁，梁计算大梁(每线)P8=4.73kn/m(桥面除外)，梁(每张图纸)p9=2.10kn/m6风强度w0=1.25 kn/m2，K1K2K3=1.0。7连接：工厂采用焊接，现场采用高强度螺栓连接，印度支架采用流线型螺栓，花键直径为22毫米，孔径为23毫米。高强度螺栓设计预拉伸p=200kn，防滑系数=0.45。第二节设计内容1主桁架构件的内力计算；2主桁架构件剖面设计三弦连接计算和下端节点设计；4挠曲检查和凸轮设计；5空间分析模型的全桥计算。第三节设计要求主要桁架内力计算、设计用表格概括。主要桁架内力计算表项目如下：l，p，Np，k，Nk，1 ，1 f，(1 ) NK，a，纵向风，桥梁框架效应风和弯矩，制动力和弯矩；主要桁架内力计算建议使用Microsoft Excel电子表格。中间数据最多保留三位小数，生成的数据只需要保留一位小数。明确的步骤，正确的计算，整洁的图画，装订成册。第二章主桁架构件的内力计算第一节主作用下主桁架构件内力计算一项载荷桥面P1=10kn/m，桥面p2=6.29kn/m，主桁架P3=14.51，参考系统P4=2.74kn/m，检查设备P5=1.02 kn/m，螺栓、螺母和垫圈P6=0.02 (p2 P3 P4)，焊缝p7=0.015 (p2 P3 P4)每个主要梯边梁受到一定的载荷强度p=10 6.29 14.51 2.74 1.02 0.02(6.29 14.51 2.74)0.015(6.29 14.51 2.74)/2=17.69 kn/m，大约使用p=18kn/m。2计算影响线面积注意：影响线在下面是压迫，是负值。向上拉，正数(1)县影响线最大终止距离影响线面积A1 a3: L1=15.16，L2=60.64，=0.2而且，E2e 4: L1=22.74，L2=53.06，=0.3，剩下的弦计算方法如上所示，计算结果见下表2.1(2)斜顶出器，E0 a1: L1=7.58，L2=68.22，=0.1A1E2:其馀斜顶按上述方法计算，结果列在表中。(3)吊杆3固定来历4活荷载内力(1)均匀活荷载k变换和载荷长度l查找表插值结果(单片主桁架)(2)冲击系数代码，末端斜顶：中间斜顶出器：吊杆：(3)静态活荷载内力(4)活荷载发展平衡系数活载荷开发平衡系数：其馀构件计算相同的值，并将计算结果列在表2.1中第二节侧向附加力下主桁架构件的内力计算1.平面纵向效果的弦附加力平面纵隔的横向风分布集图计算：横向风需要将横向力与主电结合，而主力包含列车活荷载的内力，因此横向风仅考虑有车的情况，根据设计任务书的要求，风压w=k1k2k3w0=1.01.25kpa，油车风压=0.8W=1.0kPa哈平纵电线的均匀风荷载桁架高度h=10.4225m，h=大梁高度轨道高度=1.29 0.4=1.69mw下=0 . 50 . 4h(1-0.4)(h 3)w =0 . 50 . 410 . 4225(1-0.4)(1.69 3)1.0=4.8985kn/m上坪纵贯线的均匀风荷载w上方=0.50.4 h 0.2 (1-0.4) (h 3) w =0 . 50 . 410 . 4225 . 2(1-0.4)(1.69 3)1.0=2.6473 kn/m列车摇晃力以5.5KN/m沿桥长度计算，并根据相应的分布系数分布在上下平面纵杆上=0.25.5=1.1KN/m，=1.05.5=5.5KN/m，风和摆动力同时达到最大值的可能性较小，因此两者的计算结果不是重叠，而是较大，因此上平面从连接计算结果为2.6473kN/m，下平面从连接计算结果为5.5KN/m。2.弦承重以A1A3、E0E2为例，影响折线图如下双桥龙门效应的末端斜顶和末端下弦附加力腿门框穿的风总量计算结果见表2.1。第三节制动力下主桁架构件附加力的计算1下弦杆制动力计算以下代码E2E4举例说明了根据结构动力学方法，三角形影响线顶点左活载荷之和等于右和时生成最大内力的活载荷布置的位置。解决方案x=8.9918m因此，腿活总重量=主传动作用下的内力包含在冲击系数中，阻尼力计算为静态活载荷的7%。制动力双级斜顶出器制动力计算E0E1杆力影响线顶点位置距离左端点支撑7.58m，并将列车负载的4轴重量Pl放置在影响线顶点。因为影响线是三角形，所以根据结构动力学中描述的规则，如果满足以下条件，则活荷载位置是产生最大负载力时的荷载即使将3轴重量或5放置在顶点位置，也不能满足上述条件，因此上述载荷是创建最大载荷力时的活载荷。阻尼力产生的构件内力Nt和M2:轴向力下弦杆弯矩第四节疲劳内力计算1.疲劳轴向力疲劳负载组合包括设计负载的固定负载和活负载(包括冲击、离心力，不考虑活负载开发系数)。如果列车的垂直活载荷包括垂直功率，则列车的垂直静态活载荷应乘以工作功率系数(1 f)。此外，第4.3.5条还规定，熔接和成本折叠(螺栓)元件和接合需要疲劳强度计算，如果疲劳应力均为压缩应力，则不计算疲劳。疲劳计算使用功率工作系数代码，末端斜顶：中间斜顶出器：吊杆：剩馀计算的内力显示在表2-1中。2吊杆疲劳力矩作用于大梁的恒荷载p=9.73KN|m均布载荷下大梁对梁的作用力Np=72.5858KNL=14.92m和a=0.5时k=60.988KNm纵向梁对活荷载作用下梁的力恒荷载产生的简支梁弯矩静态活荷载产生的简支梁弯矩冲击系数第五节主桁架构件内力组合1主力集团两周前和附加力的组合表2.1主桁架构件的内力计算第三章主桁架构件的截面设计第一节下弦杆剖面设计1、中下弦杆1.设计数据最大内力设计：=5044.6KN疲劳内力幅度：=3539.7KN主桁架下弦杆均具有拉杆零件，通常具有疲劳强度控制设计2第一次选取的构件剖面可选web 1-40014，法兰2-46030，每侧4行样条线，光圈d=23cm厘米；总剖面面积=33200使用excel表格计算云形线弱化区域=82330=5520，其馀的计算结果为同样，下弦杆E2E4也设计和计算二、结束下弦杆E0E22.1.设计数据最大内力设计：=1933.4KN疲劳内力幅度：=1365.1KN此杆通常是具有疲劳强度控制设计的拉杆零件，计算为表格这根杆要承受弯矩，所以截面选择比较多计算弯曲应力时，净截面惯性矩为第二节上弦杆截面设计以上面的弦A1A3为例。1.设计数据设计控制内力：=-3330.2k，构件几何图形长度：7.58m，材质：Q345q上弦杆是由整体稳定性控制设计的压缩构件2.第一个选定的截面如下新标注竖板：2-46024水平平板：4112，剩馀相应的剖面性质由表格计算因此，刚性稳定性等符合要求以同样的方式进行设计1.设计数据设计控制内力：=-4879.4KN，构件几何图形长度：7.58m，材质：Q345q上弦杆是由整体稳定性控制设计的压缩构件2.第一个选定的截面如下新标注竖板：2-49030水平板：40020，其馀相应的剖面性质由表格计算第三节末端斜顶截面设计1.设计数据2.第一个选定的截面端斜顶出器是弯曲构件，按杆设计，按弯曲构件执行每个检查。选择web 1-41612，法兰2-60022上表计算表明其刚度符合要求3全面稳定检查而且，4.区域稳定检查5.强度计算第四节中间斜顶截面设计1.以斜顶E4A5为例。设计数据，此杆主要是压力和拉力，压杆设计和杠杆进行疲劳检查初步选取剖面选择踢面：2-44012，水平板-43610验算2.负载设计：因为此杆主要是拉力和压力，所以先按杆设计，然后计算疲劳强度，最后计算到桌子上3.这是压杆，按压杆设计凭票计算4.设计此杆是根据疲劳强度设计的杆，由表格计算由表格中的资料确认，刚性强度符合要求v节吊杆截面设计1设计数据最大内力设计：=847.2KN疲劳支承振幅：=612KN，2.第一个选定的截面可选腹板1-43610，凸缘平板2-26012，表格计算刚度检查钢桥规范参照拉、长16m的腹板允许的最大张弦比为180，表3.1参照 x=54.9、y=144.84疲劳强度检查吊杆没有附加力，在主力作用下，吊杆除了受轴向力外，还会受到侧钢框架作用下的弯矩，因此要计算轴力和弯矩作用下的疲劳。横杆影响线表3.1主要桁架构件尺寸和检查摘要第VI节构件连接高强度螺栓计算高强度螺栓根据钢桥规范第6.1.1条允许防滑支撑力如下。高强度螺栓的许用防滑承载力；高强度螺栓连接的防滑面数；高强度螺栓连接的钢表面防滑系数，0.45以上；高强度螺栓设计预张力；安全系数，使用1.7。在主桁架腹板的末端，必须满足高强度螺栓的数量n。对于结构桁架构件，构件的支撑力：拉杆零件；压杆；张力支柱。单击每个构件以举例说明。一个杠杆构件的支撑力螺栓数；2个压杆拉3拉压杆第四章当前连接计算和下端节点设计第一节E2节点代码接合计算1拼接板截面设计钢桥规范第9.0.7条规定，张道的拉杆加强板的净面积必须比接合条的净面积大10%。根据前面表3-1的计算结果，负载(2-46012，1-43610)的净面积的一半为杆(2-4602