钢桥课程设计书-跨度L=72m单线铁路下承载式简支栓焊钢桁梁设计

三、主桁杆件截面检算主桁杆件截面检算结果列于表4。下面选择有代表性者加以说明。1.受拉杆件（以下弦杆为例）由表1知：控制计算内力为；疲劳检算内力值为，（1）刚度计算由表3计算，下弦杆，，。（2）强度计算由表3得下弦杆的净面积（3）疲劳检算根据《桥规》，疲劳应力为拉—拉构件时，简算公式为：式中：—疲劳容许应力幅；—双线桥的双线系数；—损伤修正系数；—板厚修正系数。查规范表3.27-1得下弦杆的疲劳容许应力幅类别为Ⅲ，查表3.27-1知其疲劳容许应力幅为；对于单线铁路；桥梁跨度为，取；下弦杆板厚代入简算公式：2.受压杆件（以上弦杆为例）由表1计算知上弦杆在主力或附加力作用下均只受压力。由表1得计算内力为主力控制，（1）刚度计算由表3计算，上弦杆，，。（2）强度计算由表3得上弦杆的净面积（3）整体稳定检算，查《桥规》表3.2.6，按照线性内插计算得：容许应力折减系数容许应力：；计算应力：（4）局部稳定检算a、水平板按照《桥规》，查表5.3.3，当时，水平板的宽厚比最大值为b、竖板按照《桥规》，查表5.3.3，当时，竖板的宽厚比最大值为3.拉弯杆件（吊杆）由于本设计中无桥面系设计，即无挂杆的主平面外弯矩，因此挂杆只按照强度等进行检算。（注：按设计要求需对交汇于E2节点的所有杆件进行截面检算，除上述下弦杆、吊杆外的其它杆件，其强度、刚度、局部稳定性、整体稳定性以及疲劳验算的方法均相同，检算过程不再累述，检算结果详见表4）四、杆端高强螺栓计算按照《钢桥规范》第6.1.1条，高强度螺栓容许抗滑承载力为：式中——高强螺栓的容许抗滑承载力；——高强螺栓连接处的抗滑面数；——高强螺栓连接的钢材表面抗滑移系数，不大于0.45；——高强螺栓的设计预拉力，为；——安全系数，采用1.7。主桁腹杆杆端高强度螺栓个数n应满足。为杆件的承载力，对于主桁杆件：受拉杆件；受压杆件；受拉压杆件。一下各取一杆件举例说明：1拉杆:杆件承载力螺栓数个；2压杆:杆件承载力螺栓数个；3拉压杆:杆件承载力螺栓数个。主桁杆件检算表表4杆件名称刚度强度局部稳定整体稳定疲劳高强螺栓水平板竖板计算应力容许应力杆件承载力螺栓个数需要实有项次123456789101112单位MpaMpaMpaMpaMpakN个个上弦杆A1A378.32100.00–123.3222.899.21–112.50.64–128.73605.1868.1096200.0037.8514.75A3A3'76.9–121.8616.176.65–114.30.65–130.374782.8490.3496100.00200.0035.7615.77下弦杆E0E278.7195.6867.82130.7451285.23112100.00200.00E2E480.06104.978.79125.47512096.71112100.00200.00中间斜杆A1E297.27148.08122.35130.73097.658.5164180.00200.00E2A396.63–73.0727.511.6–62.83–89.622351.6344.4288100.00200.0048.361843A3E497.2747.8830.0011.15–40.13–85.865.71130.74198.479.388100.00200.0049.6518.88竖杆A3E3152.7369.9871.89130.72700.850.0156180200.00A2E2152.73–22.1522.339.2–19.97–59.91897.2116.945618020060.7422.76第四部分：弦杆拼接计算一、E2节点弦杆拼接计算1拼接板截面设计《钢桥规范》第9.0.7条规定，主桁受拉杆件拼接板净面积应比被拼接杆件净面积大10％。根据前面表3-1计算结果杆(2-460×16，1-428×12)一半净面积为：杆(2-460×36，1-412×32)一半净面积为：节点板选用厚度：一块节点板作为外拼接板提供的面积初选内拼接板为4-200×24(一侧两块)，两块内拼接板净面积为内外拼接板净面积为通过验算。2拼接螺栓和拼接板长度单抗滑面高强螺栓的容许承载力为：一侧节点板所需高强螺栓数：个(取13排，共52个)一侧两块内拼接板所需高强螺栓数：个(取8排，共32个)3内拼接板长度内拼接板一侧32个高强度螺栓，排成8排，端距取50mm，其长度为E2处拼接板螺栓布置示意图E2处拼接板螺栓布置示意图以下弦杆与在节点中心的拼接为例。由于弦杆截面对轴对称，故只需取轴一侧的半个截面进行计算。二、A3节点弦杆拼接计算由于弦杆截面对轴对称，故只需取轴一侧的半个截面进行计算。1、拼接板截面设计根据第二章表3计算结果，已知：杆半毛面积：杆半毛面积：节点板选用厚度：节点板供给拼接面积：根据《桥规》规定：主桁受压杆件的拼接板有效面积应大于被拼接压杆有效面积（）的10%。在节点内拼接时，拼接板的受压容许应力折减系数采用0.9；在节点外拼接时，拼接板容许应力折减系数与该压杆的受压容许应力折减系数相同。因此，拼接板与节点板共需净面积选用2□200×20作为内拼接板，供给面积为：内、外拼接板（节点板）合计供给面积为：3、拼接螺栓拼接板在节点中心截面承受循环压力，其承载力应按杆的疲劳强度确定，但《桥规》未给出弦杆拼接板及节点板的疲劳强度，用基本容许应力计算，这样计算的连接较安全。节点板每端需要高强螺栓数：实际用48个。上、下拼接板每端共需要高强螺栓数：实际用28个。4、内拼接板长度内拼接板实际用28个螺栓，排成4行7列，端距采用70mm，间距按节点板样板标准栓孔布置，具体情况见下图，可以得出内拼接板长度：A3处拼接板螺栓布置示意图第五部分：节点板设计为保证横梁长度一致，本设计节点的节点板均采用。节点板的平面尺寸系先根据杆端连接螺栓排列需要拟定，再根据强度检算确认。对节点为，节点板平面尺寸按外形方整，裁制简便，根据等强度原则，经修改定案后，长，高。对节点，为便于拼接安装，中间斜杆取截面尺寸相同，上下弦杆宽度一致（均为460mm），节点板平面尺寸按外形方整，裁制简便，根据等强度原则，经修改定案后，长亦为，高。节点板上实际螺栓个数的确定：在节点板最小轮廓线与设计轮廓线之间空下的栓孔位置，应按《桥规》规定的容许最大栓距补上一定数量的螺栓。此时即可统计出节点板、拼接板和杆件上的实际螺栓个数，如表5。主桁杆件检算表表5螺栓位置E2节点板上拼接板上A1E2E2A3E0E2E2E4E2A2E0E2，E2E4需要58.1544.4285.2396.7116.942*27.92实际6464104104562*32螺栓位置A3节点板上拼接板上E2A3A3E4A1A3A3A’3A3E3A1A3,A3A’3需要44.4279.368.1090.3450.012*23.72实际88889696562*28第六部分：节点板强度检算为了保证节点板在交汇杆件外力作用下有足够的强度，对节点板的各个可能破坏截面应进行强度检算。《桥规》要求任何可能破坏截面的强度均应比作用于该截面的杆件强度大，并规定了破坏截面的容许应力：1.法向应力，容许应力为；2.剪应力与斜应力，容许应力为。一、节点E2强度检算1、节点板撕破强度检算由设计图知各截面长度为：各截面的强度撕裂强度为：1-2-4-5截面：=（195+108.4+192.5）=495.91-2-4-7截面：=（195+108.4+254.55）=557.951-2-4-6-8截面：=（195+108.4+54.9+216.15）=574.453-2-4-5截面：=（192.5+108.4+192.5）=493.4已知A1E2杆件净截面积为故以上四个截面的撕破强度均不小于所连接杆件A1E2强度的1.1倍。故撕破强度无问题。2、节点板中心竖直截面的法向应力检算（1）计算依据节点板中心竖直截面在其一侧杆件外力的水平分力作用下承受法向应力，在其一侧杆件外力竖直分力作用下承受剪力。对于节点，沿节点板薄弱面破坏法向力和剪力分别为：2.截面几何特性计算由于弦杆在E2节点中断，竖直最弱截面只包括节点板与拼接板面积，见图10，该界面面积计算如表6。E2节点板竖直截面面积计算表6截面组成毛截面面积扣孔面积净面积mmcm2cm2cm22□1700×202×170.0×2=680.02×16×2.3×2=147.2532.84□200×244×20×2.4=192.02×4×2.3×2.4=44.2147.8合计=872.0=1191.4=680.6图10节点板竖直最弱截面强度简算截面中性轴x-x距弦杆中心轴K-K的距离计算：对中性轴X-X惯性矩与计算：对中性轴x-x面积矩计算：中性轴至节点板下边缘与上边缘距离距离计算：3.强度检算节点板下边缘法向应力：节点板上边缘法向应力：中性轴处最大剪应力：腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算斜杆A1E2、E2A3在主力作用下分别为2370.94kN（拉）、-1648.04kN（压）（由主桁架的设计计算得）作用在节点板上的水平力承受此水平力的最危险断面全长226cm，其毛截面积所以，安全。二、节点A3强度检算1、节点板撕破强度检算由设计图量得各截面长度：各截面的强度截面撕裂强度：1-2-3-5截面：=（170.85+108.4+237.1）=516.351-2-3-6截面：=（170.85.6+108.4+260.25）=539.51-2-3-7-8截面：=（170.85+108.4+54.9+216.5=550.654-2-3-5截面：=（237.1+108.4+237.1）=582.6已知A3E4杆件净截面积为故以上四个截面的撕破强度均不小于所连接杆件A1E2强度的1.1倍。故撕破强度无问题。2、节点板中心竖直截面的法向应力检算（1）计算依据节点板中心竖直截面在其一侧杆件外力的水平分力作用下承受法向应力，在其一侧杆件外力竖直分力作用下承受剪力。对于节点，沿节点板薄弱面破坏法向力和剪力分别为：2.截面几何特性计算由于弦杆在A3节点中断，竖直最弱截面只包括节点板与拼接板面积，见图10，该界面面积计算如表6。E2节点板竖直截面面积计算表6截面组成毛截面面积扣孔面积净面积mmcm2cm2cm22□1700×202×170.0×2.0=680.02×14×2.3×1.8=115.9564.14□200×204×20×2.0=160.02×4×2.3×2.0=36.8123.2合计=840.0=152.7=687.3图10节点板竖直最弱截面强度简算截面中性轴x-x距弦杆中心轴K-K的距离计算：对中性轴X-X惯性矩与计算：对中性轴x-x面积矩计算：中性轴至节点板下边缘与上边缘距离距离计算：3.强度检算节点板下边缘法向应力：节点板上边缘法向应力：中性轴处最大剪应力：腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算斜杆E2A3、A3E4在主力作用下分别为-1648.04kN（压）、1004.84kN（拉）(由主桁架的设计计算得）作用在节点板上的水平力承受此水平力的最危险断面全长210cm，其毛截面积所以，安全。【参考文献】[2]裘伯永，盛兴旺，乔建东，文雨松编著.桥梁工程.北京：中国铁道出版社，2007[3]吴冲主编.现代钢桥.北京：人民交通出版社，2006基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机