钢桥课程设计48米单线铁路下承式栓焊简支梁主桁设计.docx

1、精品 Word 文档，知识共享！48 米单线铁路下承式栓焊简支梁主桁设计目录第一部分设计说明书一、设计资料-4二、钢梁上部总体布置及尺寸拟定-41、钢桁架梁桥的优缺点-42、设计假定和计算方法-43、主桁杆件截面选择-54、节点设计原则-55、设计思路和步骤-56、参考文献-6第二部分设计计算书一、打开软件-7二、创建模型-71 设定造作环境-72 定义材料和截面-73 建立节点和单元-84 输入边界条件-85. 输入荷载（1）加载自重96. 运行结构分析（1）107. 查看结果108. 输入荷载（2）活载添加129 运行结构分析（2）-1310查看结果-13三、主力求解-141 冲击系数-1

2、42 活载发展均衡系数-143 活载产生内力14四、横向附加力产生主桁内力计算151. 由已知条件确定横向控制力152. 用软件计算横向力作用下的桁架杆件内163. 桥门架效应计算17五、纵向荷载产生主桁内力计算-18六、内力组合-19七、截面验算-211验算内容-212. 主桁杆件截面几何特征计算213. 主桁杆件截面验算24八、节点设计计算与验算27第一部分设计说明书一、设计资料1. 设计规范：铁路桥梁设计规范2. 活载等级：中活载3. 结构轮廓尺寸：计算跨度 48 米，桥全长 48.6 米，桁高 11 米，主桁中距5.75 米，节间长度 8 米，倾斜角q= sin-1 0.8094. 材

3、料：主桁采用 16Mnq 钢，板厚限于 24mm，高强螺栓用 40B 钢5. 连接：工厂焊接，工地栓接，基本参数为：栓直径 23mm，预紧力 200KN，摩擦系数 0.456. 恒载：钢桥桥面为明桥面，双侧人行道，自重按 34KN/m 计，风力为1000KN/m*m二、钢梁上部总体布置及尺寸拟定一、钢桁架梁桥的优缺点钢桁架梁桥具有自重轻、跨度大，结构形式更趋于合理，形成更多优美、实用的体系等优点。钢结构的构件适合于工业化制造与标准设计，便于运输和安装，施工期限短，不受季节限制。如果意外遭到破坏，可以更换损坏构件， 容易修复。钢桁架梁桥的主要缺点是：构件容易锈蚀，需要定期检查、除锈、油漆，维护费

4、用高；列车过桥时，钢桥发出的噪音大，而且随着车速的提高更加明显。二、设计假定和计算方法由于本设计中所有干见的高度不超过其长度的十分之一，根据桥规规定，不考虑节点刚性次应力。所有杆件按照桁架单元建立模型，不考虑杆件的压弯、拉弯效应。三、主桁杆件截面选择根据相关同类设计资料，如下选择杆件杆件类型截面编号单元（号码）截面组成（mm*mm）上弦1上弦边杆7、102440*18；1400*102上弦中杆8、92440*22；1400*18下弦3下弦边杆1、2、5、62440*22；1420*84下弦中杆3、42440*18；1400*10端斜杆5端斜杆11、212560*18；1400*10中间斜杆6中

5、斜杆一13、192420*10；1420*87中斜杆二15、172440*14；1400*8竖杆8竖杆12、14、16、18、202260*12；1420*10四、节点设计原则钢桁梁的节点构造和受理相当复杂，它连接了位于主桁平面、平纵联平面 和横联平面三个正交平面的杆件，这些杆件的内力通过节点取得平衡。节点将 不同受力类型的杆件联结成一个空间稳定的结构，它是钢桁梁不可缺省的部分。在设计节点时，应注意：各杆件截面中心线应尽量在节点处交于一点，杆端连 接螺栓群的合力线尽量与杆件截面重心线重合。主桁杆件的杆端螺栓数用等强 度法计算，联结系杆件杆端螺栓数用内力法计算。弦杆拼接处，节点板强度一 般不够，

6、需要设置内拼接板加强。所有杆件应尽量向节点中心靠拢，连接螺栓 应布置紧凑。五、设计思路和步骤1. 初步选定截面；2. 桁架节点单元编号或者用软件建模；3. 分析受力情况；4. 用软件求解主力作用下主桁内力；5. 求解附加力作用下主桁内力；6. 内力组合，求解出控制内力；7. 计算各杆件的几何尺寸并且根据杆件受力特性分别验算强度、刚度、稳定性等；8. 计算设计要求的螺栓数量及布置，绘制节点图。六、参考文献1. 现代钢桥 吴冲主编人民交通出版社 20062. 桥梁工程 夏禾主编高等教育出版社 20113. 桥梁工程裘伯永等 中国铁道出版社 20044. 钢桥李富文等 中国铁道出版社 19935.

7、钢桥徐君兰等 人民交通出版社第二部分设计计算书一、荷载计算一、打开软件二、创建模型1. 设定造作环境文件/新项目文件/保存（钢桥）2. 定义材料和截面材料/添加类型钢材；钢材规范GB（S）；数据库16Mnq截面/添加用户定义；并按下列拟定截面输入一片梁模型创建单元编号：杆件类型截面编号单元（号码）截面组成（mm*mm）上弦1上弦边杆7、102440*18；1400*102上弦中杆8、92440*22；1400*18下弦3下弦边杆1、2、5、62440*22；1420*84下弦中杆3、42440*18；1400*10端斜杆5端斜杆11、212560*18；1400*10中间斜杆6中斜杆一13、1

8、92420*10；1420*87中斜杆二15、172440*14；1400*8竖杆8竖杆12、14、16、18、202260*12；1420*103. 建立节点和单元建立节点输入第一点（0，0，0）且复制 6 次间距 8, 0, 0输入下一点（8，11，0）且复制 4 次间距 8, 0, 0； 建立单元按要求创建，并且使每一个单元的截面材料属性与前面定义的保持一致4、 输入边界条件1 定义 X、Z 的平动约束，7 定义 Z 的平动约束，见下图5输入荷载（1）加载自重（A） 选择：荷载/自重静力荷载工况：名称桁架杆件自重；类型恒荷载（D） 自重系数：z=-1操作：添加（B） 其他恒载：参照已有的

9、设计资料，估计取值联结系 2.8kN/m 桥面系 7.1kN/m 高强螺栓 0.5kN/m 检查设备 1.0kN/m 桥面重 5kN/m所以，每片主桁除了桁架杆件自重以外，承受恒载强度为p=0.5*（2.8+7.1+0.5+1.0）+5=10.7 kN/m选择：荷载/梁单元荷载（标准）静力荷载工况：名称桁架其他恒载；类型恒荷载（D） 如下图：5、运行结构分析6、查看结果选择结果输出文本结果，截取桁架杆架在自重作用下的内力列表如下：查看桁架在自重作用下的变形和杆件内力图：8、输入荷载（2）活载添加选择：荷载/移动荷载分析数据/移动荷载规范/China 选择：荷载/移动荷载分析数据/车道/添加车道

10、名称01车道荷载分布车道单元车辆移动方向往返偏心距离2.875 米桥梁跨度48 米选择两点,输入坐标选择：荷载/移动荷载分析数据/车辆/用户定义荷载类型列车特殊车辆铁路普通活载类型车辆荷载车辆荷载名称中-活载列车荷载（以中-荷载的一半的值进行加载） 选择：荷载/移动荷载分析数据/移动荷载工况9、运行结构分析（2）10、查看结果选择结果输出文本结果，截取桁架杆架在活载下的内力列表如下：按默认形式打印桁架单元的内力单位体系: kN , m单元材料截面工况内力-I内力-J- -113桁架 001162.2162.2213桁架 001162.2162.2314桁架 001285.5285.5414桁架 001285.5285.5513桁架 001162.2162.2613桁架 001162.2162.2711桁架 001-253.8-253.8812桁架 001-253.8-253.8912桁架 001-253.8-253.81011桁架 001-253.8-253.81115桁架 001-275.8-275.81218桁架 00197.197.11316桁架 001155.7155.71418桁架 0010.00.01517桁架 001-53.9-53.91618桁架 00187.287.21717桁架 001-53.9-53.91818桁架 0010.00.01916桁架