钢桁架桥计算报告书毕业设计方案.doc
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1、目录1.设计资料11.1基本资料11.2构件截面尺寸11.3单元编号31.4荷载52.内力计算72.1荷载组合72.2内力83.主桁杆件设计103.1验算内容103.2截面几何特性计算113.3刚度验算143.4强度验算153.5疲劳强度验算163.6总体稳定验算173.7局部稳定验算174.挠度及预拱度验算184.1挠度验算184.2预拱度195.节点应力验算205.1节点板撕破强度检算205.2节点板中心竖直截面法向应力验算215.3腹杆与弦杆间节点板水平截面剪应力检算226.课程设计心得221. 设计资料1.1 基本资料(1) 设计规范公路桥涵设计通用规范(JTG D60-);公路桥涵钢
2、构造及木构造设计规范(JTJ 025-86);(2) 工程概况该桥为48m下承式公路简支钢桁架梁桥,共8个节间,节间长度为6m,主桁高10m,主桁中心距为7.00m,纵梁中心距为3m,桥面布置2行车道,行车道宽度为7m。(3) 选用材料主桁杆件材料采用A3钢材。(4) 活载级别采用公路I级荷载。1.2 构件截面尺寸各构件截面对照图各构件截面尺寸记录状况见表1-1:表1-1 构件截面尺寸登记表编号名称类型截面形状HB1(B)twtf1(tf)B2tf2C1下弦杆E0E2顾客H型0.460.460.010.0120.460.0122下弦杆E2E4顾客H型0.460.460.0120.020.460
3、.023上弦杆A1A3顾客H型0.460.460.0120.020.460.024上弦杆A3A3顾客H型0.460.460.020.0240.460.0245斜杆E0A1顾客H型0.460.60.0120.020.60.026斜杆A1E2顾客H型0.460.440.010.0120.440.0127斜杆E2A3顾客H型0.460.460.010.0160.460.0168斜杆A3E4顾客H型0.460.440.010.0120.440.0129竖杆顾客H型0.460.260.010.0120.260.01210横梁顾客H型1.290.240.0120.0240.240.02411纵梁顾客H型1
4、.290.240.010.0160.240.01612下平联顾客T型0.160.180.010.0113桥门架上下横撑和短斜撑顾客双角0.080.1250.010.010.0114桥门架长斜撑顾客双角0.10.160.010.010.0115横联上横撑顾客双角0.10.10.010.010.0116横联下横撑和斜杆顾客双角0.080.1250.010.010.0117上平联顾客T型0.2520.240.0120.01218纵梁间水平斜杆顾客角钢0.10.10.010.0119纵梁间横向连接顾客角钢0.090.090.0090.00920制动撑架顾客T型0.160.180.010.011.3 单
5、元编号(1) 主桁单元编号(2) 桥面系单元编号(3) 主桁纵向联结系单元编号(4) 主桁横向联结系单元编号1.4 荷载(1) 钢桥自重按A3钢材程序自动添加。(2) 桥面板自重桥面板采用C55混凝土,厚度为250mm,宽度为7m,取容重。假设桥面板不参加受力,将其视为恒载施加在纵梁上,两纵梁各自承担50%。那么,每片纵梁承担21.875kN/m荷载。(3) 桥面铺装不计外侧护墙和内侧护栏基座作用,沥青混凝土容重,防水混凝土容重。则二期恒载集度为:(4) 汽车活载依照公路桥涵设计通用规范,取公路I级荷载。其中,车道荷载均布荷载原则值,集中荷载原则值,计算剪力效应时,上述集中荷载原则值应乘以1.
6、2系数。在Midas中,定义了2个车道,并定义冲击系数。(5) 汽车荷载制动力依照公路桥涵设计通用规范第4.3.6条,汽车荷载制动力原则值为:但公路I级荷载制动力原则值不得不大于165kN,因此取原则值为165kN。(6) 横向风荷载依照公路桥涵设计通用规范第4.3.7条,横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各某些迎风面形心上,其原则值按下式计算:式中:横桥向风荷载原则值();基本风压(),查表取南京市50年一遇风压0.4;设计基准风压;横向迎风面积(),按桥跨构造各某些实际尺寸计算;桥梁所在地区设计基本风速(),查表取27.1);高度Z处设计基准风速();距地面或水面高度();空气重力密度(
7、);设计风速重现期换算系数,此处取0.9;地形、地理条件系数,查表取为1.00;阵风风速系数,按B类地表取1.70;考虑地面粗糙度类别和梯度风风速高度变化修正系数,查表取为1.19;风载阻力系数,查表取1.8;重力加速度,取9.81。假设钢桁架桥下弦杆高度Z=30m,分别计算上弦杆、下弦杆、腹杆等横向风荷载。计算成果如下表:迎风杆件挡风有效宽度(m)横向风荷载(kN/m)上弦杆0.461.416下弦杆0.461.417竖杆0.260.821端斜杆0.61.824中间斜杆0.461.3672. 内力计算2.1 荷载组合依照公路桥涵设计通用规范第4.1.5-4.1.6条规定进行荷载效应组合,依照不
8、同效应组合分别进行包络可得到各类组合下最不利效应值。组合状况如下表:编号组合极限状态类型阐明1cLCB1承载能力相加基本组合(永久荷载):1.2D2cLCB2承载能力相加基本组合:1.2D+1.4M3cLCB3承载能力相加基本组合:1.2D+1.1W4cLCB4承载能力相加基本组合:1.2D-1.1W5cLCB5承载能力相加基本组合:1.2D+1.4M+0.784BRK6cLCB6承载能力相加基本组合:1.2D+1.4M+0.88W7cLCB7承载能力相加基本组合:1.2D+1.4M-0.88W8cLCB8承载能力相加基本组合:1.2D+1.4M+0.686BRK+0.77W9cLCB9承载能
9、力相加基本组合:1.2D+1.4M+0.686BRK-0.77W10cLCB10承载能力相加基本组合(永久荷载):1.0D11cLCB11承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M12cLCB12承载能力相加基本组合:1.0D+1.1W13cLCB13承载能力相加基本组合:1.0D-1.1W14cLCB14承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M+0.784BRK15cLCB15承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M+0.88W16cLCB16承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M-0.88W17cLCB17承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M+0.686BRK+0.77W18cLCB1
10、8承载能力相加基本组合:1.0D+1.4M+0.686BRK-0.77W19cLCB19使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M20cLCB20使用性能相加短期组合:1.0D+0.75W21cLCB21使用性能相加短期组合:1.0D-0.75W22cLCB22使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M+0.7BRK23cLCB23使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M+0.75W24cLCB24使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M-0.75W25cLCB25使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M+0.7BRK+0.75W26cLCB26使用性能相加短期组合:1.0D+0.7M+0.7BR
11、K-0.75W27cLCB27使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M28cLCB28使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK29cLCB29使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M+0.75W30cLCB30使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M-0.75W31cLCB31使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK+0.75W32cLCB32使用性能相加长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK-0.75W33cLCB33使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M34cLCB34使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0W35cLCB35使用性能
12、相加弹性阶段应力验算组合:1.0D-1.0W36cLCB36使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK37cLCB37使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+1.0W38cLCB38使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M-1.0W39cLCB39使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK+1.0W40cLCB40使用性能相加弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK-1.0W41基本组合包络承载能力包络cLCB1-1842短期组合包络使用性能包络cLCB19-2643长期组合包络使用性能包络cLCB27-3
13、244弹性验算包络使用性能包络cLCB33-402.2 内力内力计算均采用Midas/civil 计算。(1) 主桁内力对荷载组合进行包络,承载能力极限状态基本组合下计算成果如下图:承载能力极限状态基本组合轴力包络承载能力极限状态基本组合弯矩-y包络包络承载能力极限状态基本组合弯矩-z包络包络基本组合短期组合长期组合弹性验算轴向 (kN)轴向 (kN)轴向 (kN)轴向 (kN)单元最大最小最大最小最大最小最大最小1755.47414.86656.08441.70441.70441.70675.25422.532666.75464.53565.42466.24466.24466.24566.6
14、4465.0231456.391016.701237.531041.891041.891041.891255.531023.8941416.05951.251203.03986.38986.38986.381228.12961.295664.53434.97548.56455.59455.59455.59563.28440.876667.37369.89549.07402.21402.21402.21572.16379.1271444.53969.091197.081009.821009.821009.821226.17980.7281404.05933.241181.74974.34974.
15、34974.341211.10944.999-918.10-1189.36-929.98-985.10-985.10-985.10-920.93-994.1510-951.83-1175.55-955.89-977.33-977.33-977.33-952.44-980.7811-966.48-1163.48-966.87-969.94-969.94-969.94-966.59-970.2212-945.18-1163.70-949.44-969.12-969.12-969.12-946.40-972.1613-1293.07-1561.35-1294.47-1300.74-1300.74-1
16、300.74-1293.47-1301.7314-1292.00-1562.47-1293.74-1301.72-1301.72-1301.72-1292.50-1302.9730-1024.75-1465.54-1057.29-1205.04-1205.04-1205.04-1032.92-1229.40311015.94761.24839.56775.58775.58775.58850.15764.9932-459.75-584.35-463.43-484.71-484.71-484.71-460.06-488.0933228.19173.79191.57176.58176.58176.5
17、8193.57174.5934-1074.04-1421.49-1093.22-1176.65-1176.65-1176.65-1079.52-1190.3635987.17789.35821.79795.13795.13795.13825.92791.0036-471.49-571.89-472.37-476.61-476.61-476.61-471.74-477.2437221.12178.29183.89178.29178.29178.29184.45177.7280278.19221.79230.99222.42222.42222.42232.24221.1781-6.91-34.74
18、-10.73-27.18-27.18-27.18-8.00-29.9182243.63197.53202.80197.49197.49197.49203.14197.1583-24.89-30.08-24.91-25.10-25.10-25.10-24.90-25.1184244.76201.59204.24201.64201.64201.64204.27201.6085-11.95-29.73-14.17-23.82-23.82-23.82-12.58-25.4186274.26225.13228.27225.28225.28225.28228.69224.85疲劳荷载组合涉及设计载荷中恒载
19、和活载(涉及冲击力、离心力,但不考虑活载发展系数)。列车竖向活载涉及竖向动力作用时,应将列车竖向静活载乘以运营动力系数(1+f)。同步,焊接及非焊接(栓接)构件及连接均需进行疲劳强度检算,当疲劳应力均为压应力时,可不检算疲劳。疲劳计算采用动力运营系数。其值按下式计算:式中: L桥梁跨度(m),承受局部活载杆件为影响线加载长度;活载冲击力动力系数。3. 主桁杆件设计3.1 验算内容依照主桁杆件受力性质不同,分别对相应杆件进行下表所列项目检算。项目验算内容验算杆件类型12345刚度局部稳定整体稳定强度疲劳各类杆件压杆压杆各类杆件浮现拉应力受循环荷载杆件用试算法设计各类杆件环节:a) 参照性质相近(
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