令狐采学创作
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1 •设计资料1 1.1基本资料1 1.2构件截面尺寸1 1.3单元编号4 1.4荷载5 2. 内力计算7 2.1荷载组合7 2.2内力8
3. 主桁杆件设计10 3.1验算内容H)
3.2截面几何特征计算11 3.3刚度验算14 3.4强度验算15 3.5疲劳强度验算16 3.6总体稳定验算17 3.7局部稳定验算17 4. 挠度及预拱度验算18 4.1挠度验算18 4.2预拱度19
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5. 节点应力验算19
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5.1节点板撕破强度检算19
5.2节点板中心竖直截面的法向应力验算20 5.3腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算21 6.课程设计心得22
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1•设计资料
1・1基本资料
(1) 设计规范
《公路桥涵设汁通用规范》(JTGD60-2004)：
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(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,主桁髙10m, 主桁中心距为7.00m,纵梁中心距为3m,桥而布置2行车道，行车道宽度为7mo
(3) 选用材料
主桁杆件材料采用A3钢材。 (4) 活载等级 采用公路I级荷载。
1・2构件截面尺寸
齐构件截面对照图
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各构件截而尺寸统讣情况见表1-1:
表1-1构件截而尺寸统计表 编 名称 号 1 下弦杆E0E2 用户 类型 截而 形状 H型 H B1 (B) 0.46 tw tfl(tf ) 0.012 B2 0.4 6 0.4 6 0.4 6 0.4 6 0.6 0.4 4 0.4 6 0.4 4 0.2 6 tf2 C 0.46 0.01 0.012 2 下弦杆E2E4 用户 H型 0.46 0.46 0.012 0.02 0.02 3 上弦杆A1A3 用户 H型 0.46 0.46 0.012 0.02 0.02 4 5 6 上弦杆A3A3 斜杆E0A1 斜杆A1E2 用户 用户 用户 H型 H型 H型 0.46 0.46 0.46 0.46 0.6 0.44 0.02 0.012 0.01 0.024 0.02 0.012 0.024 0.02 0.012 7 斜杆E2A3 用户 H型 0.46 0.46 0.01 0.016 0.016 8 斜杆A3E4 用户 H型 0.46 0.44 0.01 0.012 0.012 9 竖杆 用户 H型 0.46 0.26 0.01 0.012 0.012 10 横梁 用户 H型 1.29 0.24 0.012 0.024 0.2 4 0.2 4 0.024 11 12 13 纵梁 下平联 桥门架上下横撑和短 斜撑 桥门架长斜撑 用户 用户 用户 H型 T型 双角 1.29 0.16 0.08 0.24 0.18 0.125 0.01 0.01 0.01 0.016 0.01 0.01 0.016 0.0 1 14 用户 双角 0.1 0.16 0.01 0.01 0.0 1 0.0 1 15 横联上横撑 用户 双角 0.1 0.1 0.01 0.01 16 17 18 横联下横撑和斜杆 上平联 纵梁间水平斜杆 纵梁间横向连接 用户 用户 用户 用户 双角 T型 角钢 角钢 0.08 0.252 0.1 0.09 0.125 0.24 0.1 0.09 0.01 0.012 0.01 0.009 0.01 0.0 1 0.012 0.01 19 0.009 令狐采学创作
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制动撑架 用户 T型 0.16 0.18 0.01 0.01 1・3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)主桁单元编号
A Z • f f f f -w- / 8 % £ -8 __ — ___ !± \\ k V z f f 1 f / 1 .g 1 / r\\ \\\\ a \\ \\ s % 5
—z l 2刑 / —4-4 / 8 a -1 \\\\ / 1 令狐采学创作
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(1) 钢桥自重
按A3钢材程序自动添加。 (2) 桥而板自重
桥面板采用C55混凝上，厚度为250mm,宽度为7m,取容重尸25WV.\"化 假设桥而 板不参与受
力，将其视为恒载施加任纵梁上，两纵梁各自承担50%。
(/, = 0.250x 7 x 25kN / m = 43.75WV / m
那么，每片纵梁承担21.875kN/m的荷载。
(3) 桥面铺装
不计外侧护墙和内侧护栏基座的作用，沥青混凝上容重Z=23^.ZH3，防水混凝土容重
尸24kN・m' o则二期恒载集度为：
6 = (0.09 x 23+0.05 x 24) x IkN / m = 22.89 kN ! m
(4) 汽车活载
根据《公路桥涵设计通用规范》，取公路I级荷载。其中，车道荷载的均布荷载标准值 qk =\\Q.5kNIm ,集中荷载标准值人=180+驾二”x(48-5) = 352AN ,计算剪力效应时， 上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。
在Midas中，立义了 2个车道，并泄义冲击系数。
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（5） 汽车荷载制动力
根据《公路桥涵设计通用规范》第4.3.6条，汽车荷载制动力标准值为：
Pv]= （10.5 x 48+352） x 10%=85.6/UV
但公路I级荷载的制动力标准值不得小于165kN,所以取标准值为165kN.
（6） 横向风荷载
根据《公路桥涵设讣通用规范》第4.3.7条，横桥向风荷载假左水平地垂直作用于桥 梁各部分迎风而的形心上，英标准值按下式计算：
心=如叭 d 2g
吟如
° 2g
吆=«讥
了 = 0.012017 严晌 z
式中：F皿一一横桥向风荷载标准值（3）:
\\Vn --- 基本风压（kN/m2）»査表取南京市50年一遇的风压0.4kN f nF ； 巴一一设计基准风压：
AM—一横向迎风面积（〃F）,按桥跨结构各部分的实际尺寸计算； V10一一桥梁所在地区的设计基本风速（川/S）,査表取27.1/H/5）: V,一一髙度Z处的设计基准风速（加/s）： Z ——距地而或水而的高度（m ）;
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y一一空气重力密度(jWV/m3)；
忍一一设计风速重现期换算系数，此处取0.9： 匕一一地形、地理条件系数，査表取为1.00： k,— 一阵风风速系数，按B类地表取1.70：
k2— 一考虑地面粗糙度类別和梯度风的风速髙度变化修正系数，查表取为1.19； — 一风载阻力系数，查表取 g ------ 重力加速度,取9.81m/s2 o
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 算结果如下表: 迎风杆件 上弦杆 下弦杆 竖杆 端斜杆
挡风有效宽度(m) 0.46 0.46 0.26 0.6 0.46 横向风荷载(kN/m) 1.416 1.417 0.821 1.824 1.367 中间斜杆 2•内力计算
2・1荷载组合
根据《公路桥涵设计通用规范》第4.1.5-4.1.6条规上进行荷载效应组合，根拯不同的
效应组合分别进行包络可得到各类组合下的最不利效应值。组合情况如下表: 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 组合 cLCBl cLCB2 cLCB3 cLCB4 cLCBS cLCB6 cLCB7 cLCB8 cLCB9 cLCBlO cLCBll cLCB12 cLCB13 极限状态 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 类型 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 说明 基本组合(永久荷载):1.2D 基本组合:1.2D+1.4M 基本组合:1.2D+1.1W 基本组合:1.2D-1.1W 基本组合：1.2D+1.4M+0.784BRK 基本组合：1.2D+1.4M+0.88W 基本组合：1.2D+1.4M-0.88W 基本组合：1.2D+1.4M+0.686BRK+0.77W 基本组合：1.2D+1.4M+0.686BRK-0.77W 基本组合(永久荷载):1.0D 基本组合：1.0D+1.4M 基本组合：1.0D+1.1W 基本组合:1.0D-1.1W 令狐采学创作
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14 cLCB14 承载能力 相加 基本组合：1.0D+1.4M+0.784BRK 令狐采学创作
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15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
CLCB15 CLCB16 CLCB17 CLCB18 CLCB19 CLCB20 CLCB21 CLCB22 CLCB23 CLCB24 CLCB25 CLCB26 CLCB27 CLCB28 CLCB29 CLCB30 CLCB31 CLCB32 CLCB33 CLCB34 CLCB35 CLCB36 CLCB37 CLCB38 CLCB39 CLCB40 基本组合包 络 短期组合包 络 长期组合包 络 弹性验算包 承载能力 承载能力 承载能力 承载能力 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 使用性能 承载能力 使用性能 使用性能 使用性能 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 相加 包络 包络 包络 包络 基本组合：1.0D+1.4M+0.88W 基本组合：1.0D+1.4M-0.88W 基本组合：1.0D+1.4M+0.686BRK+0.77W 基本组合：1.0D+1.4M+0.686BRK-0.77W 短期组合:1.0D+0.7M 短期组合：1.0D+0.75W 短期组合：1.0D-0.75W 短期组合：1.0D+0.7M+0.7BRK 短期组合：1.0D+0.7M+0.75W 短期组合：1.0D+0.7M-0.75W 短期组合：1.0D+0.7M+0.7BRK+0.75W 短期组合：1.0D+0.7M+0.7BRK-0.75W 长期组合:1.0D+0.4M 长期组合：1.0D+0.4M+0.7BRK 长期组合：1.0D+0.4M+0.75W 长期组合：1.0D+0.4M-0.75W 长期组合：1.0D+0.4M+0.7BRK+0.75W 长期组合：1.0D+0.4M+0.7BRK-0.75W 弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M 弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0W 弹性阶段应力验算组合:1.0D-1.0W 弹性阶段应力验算组合：1.0D+1.0M+0.7BRK 弹性阶段应力验算组合：1.0D+1.0M+1.0W 弹性阶段应力验算组合：1.0D+1.0M-1.0W 弹性阶段应力验算组合： 1.0D+1.0M+0.7BRK+1.0W 弹性阶段应力验算组合： 1.0D+1.0M+0.7BRK-1.0W cLCBl-18 CLCB19-26 CLCB27-32 CLCB33-40 2・2内力
内力计算均采用Midas/civil 2010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的计算结果如下图:
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承载能力极限状态基本组合轴力包络
E 4^2.16 75O.W Q\" 31C.43 120.1® 04» — — -45.X ・ UZS* -219.78 •307.03 ― E C5C HI: MAA » *54 \"4 Z53 x-** set XE a 秋 sZsqq JO .护Z7 X 承载能力极限状态基本组合弯矩・y包络包络
4S.77 *28 43.19 32.11
初Q2
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■1224 •23.32 -3A41 •45. SO -5>S®
aaui： f s
MAX : S7
MIN : g ______________
慌忙MUI:
• E kNF 口用8 8刀印30
切
承载能力极限状态基本组合弯矩-z包络包络 基本组合 轴向(kN) 单元 1 2 3 4 最大 755.47 666.75 1456.39 1416.05 最小 414.86 464.53 1016.70 951.25 短期组合 轴向(kN) 最大 656.08 565.42 1237.53 1203.03 最小 441.70 466.24 1041.89 986.38 长期组合 轴向(kN) 最大 441.70 466.24 1041.89 986.38 最小 441.70 466.24 1041.89 986.38 弹性验算 轴向(kN) 最大 675.25 566.64 1255.53 1228.12 最小 422.53 465.02 1023.89 961.29 令狐采学创作
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5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 30 31 32 33 34 35 36 37 80 81 82 83 84 85 86 664.53 66737 1444.53 1404.05 -918.10 -951.83 -966.48 -945.18 -1293.07 -1292.00 -1024.75 1015.94 -459.75 228.19 -1074.04 987.17 -471.49 221.12 278.19 七・91 243.63 -24.89 244.76 -11.95 274.26 434.97 369.89 969.09 933.24 -1189.36 -1175.55 -1163.48 -1163.70 -1561.35 -1562.47 -1465.54 761.24 -584.35 173.79 -1421.49 789.35 -571.89 178.29 221.79 -34.74 197.53 -30.08 201.59 -29.73 225.13 548.56 549.07 1197.08 1181.74 -929.98 -955.89 -966.87 ■949.44 455.59 402.21 1009.82 974.34 -985.10 -977.33 -969.94 -969.12 -1300.74 -1301.72 -1205.04 775.58 -484.71 176.58 -1176.65 795.13 -476.61 178.29 222.42 -27.18 197.49 -25.10 201.64 -23.82 225.28 455.59 402.21 1009.82 974.34 -985.10 -977.33 -969.94 -969.12 -1300.74 -1301.72 -1205.04 775.58 -484.71 176.58 -1176.65 795.13 -476.61 178.29 222.42 -27.18 197.49 -25.10 201.64 -23.82 225.28 455.59 402.21 1009.82 974.34 -985.10 -977.33 -969.94 -969.12 -1300.74 -1301.72 -1205.04 775.58 -484.71 176.58 -1176.65 795.13 -476.61 178.29 222.42 -27.18 197.49 -25.10 201.64 -23.82 225.28 563.28 572.16 1226.17 1211.10 -920.93 -952.44 -966.59 -946.40 -1293.47 -1292.50 -1032.92 850.15 -460.06 193.57 -1079.52 825.92 -471.74 184.45 232.24 -8.00 203.14 -24.90 204.27 -12.58 228.69 440.87 379.12 980.72 944.99 -994.15 -980.78 -970.22 -972.16 -1301.73 -1302.97 -1229.40 764.99 -488.09 174.59 -1190.36 791.00 -477.24 177.72 221.17 -29.91 197.15 -25.11 201.60 ・ 25.41 -1294.47 -1293.74 -1057.29 839.56 -463.43 191.57 -1093.22 821.79 -472.37 183.89 230.99 -10.73 202.80 -24.91 204.24 -14.17 228.27 224.85 疲劳荷载组合包括设汁载荷中的恒载和活载（包括冲击力、离心力，但不考虑活载发展 系数）。列车竖向活载包括竖向动力作用时，应将列车竖向静活载乘以运营动力系数（1+讨）。 同时，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
. . 14 1 + 厲=1 + ---------
f 40 +L
式中：L—桥梁跨度（m）,承受局部活载杆件为影响线加载长度;
“。一活载冲击力的动力系数。
1+“/ =1+
14 =1+ 山=1 + 0」6 = 1」6
40 +L 40 + 48
计
算
：
3•主桁杆件设计
3・1验算内容
根据主桁杆件受力性质的不同，分别对相应杆件进行下表所列项目的检算。
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项目 1 2 3 4 5 验算内容 刚度 局部稳定 整体稳定 强度 验算杆件类型 各类杆件 压杆 压杆 各类杆件 出现拉应力的受循环荷载杆件 用试算法设计齐类杆件的步骤： a）参考性质相近（只内力性质及大小，杆长及截而式样，材料和连接方式）的已有
设计资料，初步拟左截而尺寸：
b） 根据初步拟定的截而尺寸，算出进行各类检算所需的截面几何特征数据：
c） 按上表要求进行各项检算。如初选截而不合适，则进行修改，重新计算，直至符 合要求： d） 为了减少杆件类型，以简化制造，同类杆件的内力相差不大者应尽疑采用相同的 截而。
3・2截面几何特征计算
（1）下弦杆E2E4
n
D1 tv t£l D2 tfZ
5 3.
46 012
n
46 02
5 ---------------------------- n
n
选用腹板1-436x12,翼缘2-460x20：每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm; 毛截面坷=2x46x2 + 43.6x1.2 = 23632cm2 栓孔削弱而积M = 2x4x2.2x2.3 = 40.4&加
净截而而积儿=心- A4 = 236.32-40.48 = 195・84＜肿 （2）下弦杆
E0E2
选用腹板1-436x12, 翼缘2-460x12；每侧有4排栓孔，孔径d = 23cm;
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毛截面 A耕=2 x 46 x 1.2 4- 43.6 xl = 154cm2 栓孔削弱而枳 A4 = 2x4xl.4x2.3 = 25.76c///2 净截而而积①=&厂AA = 154-25.76=12&2初沪 (3)上弦杆A1A3
选用腹板1-436x12,翼缘2-460x20；每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm; 毛截而 4. = 2x46x2 + 43.6x1.2 = 236.32cm2 栓孔削弱而积 AA = 2x4x2.2x23 = 40.48c/n2 净截面而积 4 = 7 - AA = 272.24-40.48 = 195.84r〃f ⑷上弦杆A3A3
460x24：每侧有4排栓孔，孔径d = 23cm; 毛截而 亀=2 x 46 x 2.4+41.2 X 2.0 = 3O3.2cnr 栓孔削弱而积 M = 2 x 4x 2.6 x 2.3 = 47.84cw2 净截而而积 4 =比 - AA = 303.2-47.84 = 255.36c,zr ⑸斜腹杆E0A1
选用腹板1-420x12,翼缘2-600x20；每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm;
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H
0.45 m
B1 0.45 m tw 0.012 m t£l
0.02 m
0.45 ITi
tfZ 0.02 m
rl 0
m
r2
Q
m
0.46 B1 0.48 oTT' 0.C24 tw 0.4S tfl 0.C24 B2 0~
5\"
rl r2
选用腹板1-412x20,翼缘2-
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毛截而 A,” = 2X60x2.0+42.0xl.2 = 2904莎 栓孔削弱而积 M = 2x4x2.2x2.3 = 40.4&M
净截而而积 A, = &厂 AA = 290.4-40.48 = 249.92cm1 (6)斜腹杆A1E2
选用腹板1-436x10,翼缘2-440x12：每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm; 毛截而观，=2x44x1.2 +43.6x1 = 1492肿 栓孔削弱而积AA = 2x4x1.4x2.3 = 25.7&肿 净截而而积 4 =札-AA = 149.2 - 25.76 = l234k〃F (7) 斜腹杆E2A3
选用腹板1-428x10,翼缘2-460x16：每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm; 毛截而 ％ = 2 x 46X1.6 + 42.8 x 1.0 = 190cm2 栓孔削弱而积A4 = 2x4x1.8x2.3 = 33
净截面而积 A,=札 - AA = 190-33.12 = 156.88cw2
(8)斜腹杆A3E4
选用腹板1-436x10,翼缘2-440x12：每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm;
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毛截而 ％ = 2 x 44x 1 ・2 + 43.6x 1 = 14927/ 栓孔削弱而积 A4 = 2x4xl.4x2.3 = 25.76c///2 净截而而积 A,=代-AA = 149.2-25.76 = 123・44r〃F
⑼竖杆
选用腹板1-436x10,翼缘2-260x12；每侧有4排栓孔,孔径d = 23cm;
毛截而坷=2x26xl.24-43.6xl = 106(7用 栓孔削弱而积AA = 2x4x1.4x 23 = 25.7&肿 净截而而积儿=每-AA = 106-25.76 = 80.24c沪
特征 值 下弦杆 E0E2 154 67.9 62314.4 19470.8 下弦杆 E2E4 234.4 270.7 96526.1 32451.4 上弦杆 A1A3 272.24 382.63 10 40560.3 7 上弦杆 A3A3 343.76 723.57 80 47961.1 8 斜腹杆 E0A1 333.84 482.01 152838. 60 87396.9 0 斜腹杆 A1E2 183.04 110.99 79179.8 1 22718.2 4 斜腹杆 E2A3 226.08 213.24 101007・ 30 33183.9 9 斜腹杆 A3E4 183.04 110.99 79179.8 1 22718.2 4 竖杆 132.64 78.06 51809.9 2 5128.64 A.,. /、 1. 120510・ 143130・
利用Midas计算截而特征，如下表: 3.3刚度验算
(1)下弦杆E2E4
利用迈达斯计算截而特性有7, = 32451.38c,H4
4 杆件自由长度/. = 60(k7n
入= ± = f 50.98S\"] = 100 iz 11.77
验算通过。
令狐采学创作
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由于Ay 令狐采学创作 (2)下弦杆E0E2 利用迈达斯计算截而特性有/. =25811.31cm4 4 杆件自由长度L= 600cm 庄_ /2581L3i 188.64 = 11.7⑷ ^ = - = — = 51.29 < (2] = 100 k 11.7 验算通过。 由于入5入，无需验算。 同理，可计算其他杆件的稳龙性，结果如下表: 杆件 下弦杆 E0E2 154 下弦杆 E2E4 234.4 120510. 10 40560.3 7 600 21.04 12.21 28.52 49.16 上弦杆 A1A3 234.4 120510. 10 40560.3 7 600 21.04 12.21 28.52 49.16 上弦杆 A3A3 343.76 8 47961.1 8 600 20.41 11.81 29.40 50.80 斜腹杆 E0A1 333.84 6 87396.9 0 1166.2 21.40 16.18 28.04 56.98 斜腹杆 A1E2 183.04 79179.8 1 22718.2 4 1166.2 20.80 11.14 28.85 82.76 斜腹杆 E2A3 226.08 101007・ 30 33183.9 9 1166.2 21.14 12.12 28.39 76.10 斜腹杆 A3E4 183.04 79179.8 1 22718.2 4 1166.2 20.80 11.14 28.85 82.76 竖杆 132.64 51809.9 2 5128.64 1000 19.76 6.22 30.36 112.57 /v 82220.9 1 143130・ 152838・ /・ 25811.3 <• 1 仏 iy • Iz Ay 600 20.88 11.70 28.74 51.29 《钢桥规范》规左仅受拉力且长度46m的腹杆容许最大长细比为180,所以竖杆验算 通过，所有杆件均能满足刚度要求。 3・4强度验算 ■ K.72K3A4CO1 4£22n«4CCl —3M14»tCCl — —：OI«KO*tC<» H •19953S*OX •5・17S)・*OX CBC-1:莖 2H MAX . 8 ； “ __________ 兀牛空忙MFA 工勺 h.tnw*2 &的X 令狐采学创作 令狐采学创作 计算结果表明，最大拉应力为68.13MPa,最大压应力51.75MPa,不超过各板厚对应的抗 拉、压强度设计值。 3.5疲劳强度验算 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)规左，对于只受压的构件可 不进行疲劳强度验算，对出现拉应力 的受循环荷载杆件•V cm2 进行疲劳^max MPa 强P 度N kN 验a MPa 算。 杆件 1 2 3 4 5 6 7 8 80 86 31 33 35 37 82 84 轴向(kN) 恒载 恒+汽 497.49 486.81 1087.65 1064.06 497.81 487.18 1087.82 1064.25 132.89 132.41 590.30 126.14 590.17 125.91 123.85 123.73 920.08 885.95 1998.89 1946.74 918.27 885.03 1998.62 1947.12 512.79 511.75 1160.75 484.12 1160.13 483.27 483.65 483.67 疲劳荷载(kN) kN % 497.49 486.81 1087.65 1064.06 497.81 487.18 1087.82 1064.25 132.89 132.41 590.30 126.14 590.17 125.91 123.85 123.73 987.69 949.81 2144.69 2087.97 985.54 948.69 214435 2088.38 573.57 572.44 1252.02 541.40 125132 540.45 541.22 541.26 188.64 162.88 30.54 60.64 0.50 188.64 162.88 29.89 58.31 0.51 272.24 231.76 46.93 92.54 0.51 272.24 231.76 45.91 90.09 0.51 188.64 162.88 30.56 60.51 0.51 188.64 162.88 29.91 58.24 0.51 272.24 231.76 46.94 92.52 0.51 272.24 231.76 45.92 90.11 0.51 132.64 106.88 12.43 53.67 0.23 132.64 106.88 12.39 53.56 0.23 183.04 157.28 37.53 79.60 0.47 183.04 157.28 8.02 183.04 157.28 37.52 34.42 0.23 79.56 0.47 4 \"mln MPa Q978.04 51.85 140 ] 895.38 47.47 140 2048.26 75.24 2021.48 74.25 949.42 958.81 50.33 50.83 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 2074.41 76.20 2031.08 74.61 517.21 38.99 519.68 39.18 1164.08 63.60 485.25 486.82 493.56 496.52 26.51 26.60 37.21 37.43 1176.25 64.26 183.04 157.28 8.01 34.36 0.23 132.64 106.88 11.59 50.64 0.23 132.64 106.88 11.58 50.64 0.23 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.17-1,按轴向受力杆件, 计算疲劳强度。下而以杆件单元1为例说明： 由上表可知 Nmin=497・49kN、Nmax=920.08kN 得: N min 497.49x1(X)0 O mln = =30.54MM 162.88x100 max 920.08x1(X)0 = 60.64MPa 162.88x100 =3054 = 0.50 60.64 查《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.17-4,判定杆件验算截而 为第C类容许应力类别，根据表1.2.17-2所列公式讣算疲劳容许应力: |/7] = min{ 165 J 40} = l-0.6p N 978.04 「“ cr =—= = --------- = 51・ 4 令狐采学创作 令狐采学创作 因此，a<(aj,满足规范要求。 英他需进行疲劳强度验算的杆件也都满足要求，计算结果列于上表。 3・6总体稳定验算 根据《公路桥涵钢结构及木结构设讣规范》(JTJ 025-86)规肚，对于受压的构件需进行总 体稳圧验算。 单元 9 10 11 12 13 14 30 34 32 36 81 83 85 %Q](kN) -2196.66 ・2231.87 ・2249.25 ・2223.38 ・3006.28 ・ 3013.06 入 49.16 49.16 49.16 49.16 50.8 50.8 56.98 56.98 76.1 76.1 112.57 112.57 112.57 , , , 0.781 0.781 0.781 0.781 0.77 0.77 0.726 0.726 0.579 0.579 0.364 0.364 0.364 272.24 272.24 272.24 272.24 343.76 343.76 333.84 333.84 226.08 226.08 132.64 132.64 132.64 %. 5 [6 ・80.6884 ・ 81.9817 ・82.6201 ・81.6699 ・87.4529 ・87.6501 ・61.7442 109.34 109.34 109.34 109.34 107.8 107.8 101.64 101.64 81.06 81.06 50.96 50.96 50.96 -2061.27 -2028.8 -1078.13 ・1084.45 ・ 32.02 -60.7716 -47.688 -47.9675 -2.41405 -2.50302 -2.26176 -33.2 -30 以14号单元为例，即中间上弦杆为例说明: 由Az=50.8,査《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.16-2,内插 求得机=0・77。 2 _ 1561.8x 1 () _ §] 303.2 Am 0.77x140=107.8MP\" 满足要求。 英他需进行总体稳左验算的杆件也都满足要求，计算结果列于上表。 3・7局部稳定验算 单元 9 10 11 12 H (m) 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 B (m) 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 tw (m) 0.012 0.012 0.012 0.012 0.02 tf (m) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.024 腹板 % 31.14 31.14 31.14 31.14 19.45 翼缘板 限值 % 10.59 10.59 10.59 10.59 8.81 • 九， 限值 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 49.16 49.16 49.16 49.16 50.80 35.00 35.00 35.00 35.00 35.48 28.52 28.52 28.52 28.52 29.40 13 令狐采学创作 令狐采学创作 14 30 34 32 36 81 83 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.60 0.60 0.46 0.46 0.26 0.26 0.02 0.012 0.012 0.01 0.01 0.01 0.01 0.024 0.02 0.02 0.016 0.016 0.012 0.012 0.012 19.45 31.14 31.14 37.00 37.00 37.67 37.67 37.67 50.80 55.62 55.62 74.29 74.29 112.57 112.57 112.57 35.48 38.37 38.37 49.57 49.57 50.00 50.00 50.00 8.81 13.77 13.77 13.00 13.00 9.57 9.57 9.57 29.40 28.04 28.04 28.39 28.39 30.36 30.36 30.36 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 85 0.46 0.26 0.01 下•而以19号单元为例说明: 对翼缘板，根据《公路桥涵钢结构及木结构设汁规范》（JTJ 025-86）表1.2.22,当人＜60 , 板的宽厚比賽14。 600-12 b 7 , 一 =—=—= 13.36 ＜14, J 22 翼缘板局部稳定满足要求。 对腹板，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范MJTJ 025-86 ）表1.2.22,当人＞50, 板的宽厚比专＜ {0.62： +5,50}询。 -=\"&U2 = 31」4 ＜ 0・6入 + 5 = 0.6x55.62+5 = 38.37 J 14 腹板局部稳定满足要求。 4•挠度及预拱度验算 4・1挠度验算 为保证行车的安全平稳，应保证一怎的竖向刚度。根据《公路桥涵钢结构及木结构实 际规范》（JTG 025-86）第1.1.5条，汽车荷载（不计冲击力）所引起的竖向挠度，对于简 支梁不应超过L/800。 令狐采学创作 令狐采学创作 活载作用（不计冲击力）下桁架位移图令狐采学创作 2•力*J X-O«-DJ0OX*CO0 M006=l Moot-L FKJOE- 141 COMB.- M空 H>OOE- KI LA51E-O02 MV>I|巴不 MAX t 9 冊 6 Ml ______________ 令狐釆学创作 桁架在活载作用(不计冲击力)下，竖向最大挠度为1.65cm,简支梁挠度限制 L/800 =4800/800 = 6cm. 1.65cm<6cm，桁架竖向刚度满足要求。 4・2预拱度 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTG 025-86)第1.1.6条，桥跨结构应设 置预拱度，苴值等于结构重力与切静活载所产生的竖向挠度和：起拱应做成平顺曲线。 如桥而在 竖曲线上，预 过跨径的1/1600时，可不设预拱度。 拱度应与竖曲线纵坡一致。当结构重力和静活载所产生的挠度不超 NCOE-1 NOOK- I gm— NOOE- H9 CCHD.- 4^£CC««30 恒载+活载作用下桁架位移图 C8C^ltd.CB2 NA> : ? MR : MP _____________ Ku：馄电 cn 桁架在恒载+活载共同作用下，跨中挠度为 g s鬻・3,本桥需设置预 拱度：1.65 + (4.97-1.65)/2 = 33 5。 5•节点应力验算 5・1节点板撕破强度检算 由设计图量得各截而长度： 厶 2 = 45.55cm /B = 26.00cm /u =60.16cm /35 = 57.63cm /36 = 46.75cm /67 = 21.86cm 各截面的强度： N^=2x (26.00 — 3 x 2.3) x 1.2 [cr] = 45.84 [a] 也=2 x (60」6 - 6.5 x 23) xl.2x 0.75 0] = 81.380] N 込=2x (57.63 - 0.5 x 2.3) x 1.2 x 0.75 [a] = 101.66 [a] N% = 2 x (46.75-2.3)xl.2x 0.75 [a] = 80.01 [a] /V67 =2x(21.86-1.5x 23) xl.2x 0.75 [a] = 33」4[可 令狐采学创作 令狐米学创作 1-2-3-4 截而的撕破强度=(79.92+45.84+81.38)[cr]=207.14[cr] 1-2-3-5 截而的撕破强度=(79.92+45.84+101.66)[a]=227.42[a] 1-2-3-6-7 截面的撕破强度=(79.92+45.84+80.01 + 33.14)[a]=238.91 [cr] 已知32号单元杆件截面的净而积①=157.28cm， 故 1 ・ 1 At[a] = 1」x 157.280] = 173.010] 以上三个截而的撕破强度均不小于连接32号单元杆件强度的1.1倍，故撕破强度无问 题。 5.2节点板中心竖直截面的法向应力验算 肖点板竖直最弱截而法向应力检算 节点中心而积 已知节点板 D.: 2—1430x12x1960 内拼接板 4—PL200xl2xll70:片： 皿200x10x60 毛截面积 An =1.2x143x2+4x20x(1.2+1.0) = 519.2cm2 扣孑 LM = 2x23x(13x1.2+4x1.2+4x1.0) = 112.24cm2 令狐采学创作 令狐采学创作 净截而积 A =入 一 U = 519・2 -112.24 = 406.96cnr 节点中心书截而的形心对x轴的距离： 亡=2x143x1.2x(143/2-24) = 3］伽】 J 519.2 _ •皿 对x轴的毛截而惯性矩： ■ ■ 几=2 —xI.2xI433+I43xl.2x(—-24)2 + —x2xl.2x(483-83) w， L12 2 」12 = 2x(2.924xlO5 +3.872xlO5) + O.22xlO5 = 13.812xlO5cm4 对形心轴的毛截而惯性矩： J=Cn_A厂 e2 = 13.812 x 105 - 519.2x 31.42 =8.693x10s cm4 对形心轴的净截而惯性矩： I(=人一 2 x 2.3 x ［1 ・2 x (5.82 +13.82 + 21 ・& + 29.82 + 37.82 + 45.82 + 53.82 + 65.82 + 77.82) +3・4x（17・4‘ +25才 +37才 +45・4沖 =&693x1（/-1.705X105 = 6.988x10s cm4 节点板边缘对形心轴的距离： 外缘：＞1 = 55cm 内缘：y2 = 88cm 作用在%点中心的拉力为2021.48RN （由主桁架的设计计算得到） 法向应力 N Ne 2613.83x10' 2613.83x10-x314 x 550 = 64.26+ 64.65 = 128.91MPa(拉) 254 406.96 xlO 6.988xl0 xlO ・ 4. Zm - N Ne 2613.83x10’ 2613.83x10'x314 x 880 = 503-83.1 = 一 32・8MPa(压) 5428.693xlOxlO 5I9.2X10 6均不大于9］，安全。 5・3腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算 斜杆在基本组合作用下内力分别为：651.82kN（拉），-238.48RN（斥）（由主桁架的设讣计 算得到）作用在节点上的水平力： • 6 , T =（弘2 + 弘5 ）cos & = （651.82+238.48） x—= 580.6kN 令狐采学创作 令狐采学创作 肖点板水平最弱截而剪应力检算 承受此水平力的最危险断面全长196cm,其毛截面积 人=2x1.2x196 = 470.4cm2 1.5T 皿沁0.7呵\"MPa,安全。 6•课程设计心得 本设计根据题目要求，完成了截而尺寸拟立、荷载左义、荷载组合、内力计算等工作, 根据作用效应和构造要求，对桁架进行强度、刚度、疲劳和稳左性方面的验算。以正常使 用极限状态对挠度进行了验算。最后，以中间节点为例对节点进行设汁和验算。计算结果 满足规范规泄的各项限值。 下面是本课程设计后关于JTJ025-86规范的思考： 结构布置结束后，需对构件截而作初步估算。主要是截面形状与尺寸的假泄。钢梁可 选择槽钢、轧制或焊接H型钢截而等。根据荷载与支座情况，其截而髙度通常在跨度的 V20~ly50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确立时，可回避钢梁的 整体稳定的复杂讣算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，英板件厚度可 按规范中局部稳泄的构造规立预估。通常50 另外，在材料的选择上，比较常用的是0235 （类似A3）和Q345 （类似16Mn）0通常 令狐采学创作 令狐采学创作 主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。 当强度起控制作用时，可选择16Mn：稳左控制时，宜使用A3。在本设汁的局部稳左验算 中，如果使用16Mn钢材，则无法通过验算，因此本设计过程中将材料从最初的16Mn钢 改为A3钢，最后通过验算。 通过本课程设讣，熟悉了钢桥规范的内容和要求，但仍然有很多地方需要在今后的学 习中进一步加强理解。 令狐采学创作 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容