土木工程重載運(yùn)輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì)

重載運(yùn)輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì)西北民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱重載運(yùn)輸下的鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì)姓名xxxxx學(xué)號(hào)xxxxxxxxxxx學(xué)院土木工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)橋梁工程班指導(dǎo)教師xxxxxx重載運(yùn)輸下鐵路簡支鋼桁梁橋加固設(shè)計(jì)專業(yè)：土木工程姓名：xx指導(dǎo)老師：xxxxxxxxx摘要該鐵路橋位于甘肅省嘉峪關(guān)市境內(nèi)，建于上世紀(jì)60年代，共三跨，其中兩跨為上承式簡支鋼桁梁橋，一跨為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。由于鋼橋服役年限較長，且橋上交通運(yùn)輸量的逐年增長及運(yùn)輸速度的不斷提高，橋梁安全運(yùn)營可能存在隱患。本設(shè)計(jì)根據(jù)鐵路橋梁標(biāo)準(zhǔn)中—活載及今后將施行的重載運(yùn)營要求,依照《鐵路橋梁檢定規(guī)范》對此鋼桁橋的各受力桿件強(qiáng)度、連接點(diǎn)強(qiáng)度、橫向剛度等進(jìn)行相關(guān)檢算、分析。通過計(jì)算得出此鋼橋在重載作用下，下弦桿及部分節(jié)點(diǎn)板承載力不足。依據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》及《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對該鋼橋采用增大截面和施加預(yù)應(yīng)力的方法進(jìn)行加固，并給出相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)計(jì)算。經(jīng)分析驗(yàn)算，這兩種加固方案合理、能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的加固要求，加固后該橋的承載力及橫向剛度能滿足目前及今后重載運(yùn)營指標(biāo)，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。關(guān)鍵詞：鐵路鋼桁梁橋，承載力驗(yàn)算，加固設(shè)計(jì)，增加橫截面積、預(yù)應(yīng)力節(jié)點(diǎn)板ABSTRACTWithintheterritoryoftherailwaybridgeislocatedinthecityofJiaYuGuaningansuprovince,builtinthe1960s,atotalofthreecross,twoofthecrossforthesimplysupportedsteeltrussbearingtype,acrossforprestressedconcretebeambridge.Becausetheservicelifeofsteelbridgeislonger,andtrafficonthebridgeincreasedyearbyyear,andtheconstantimprovementofthetransportationspeed.Bridgessafetyoperationtheremaybeahiddendanger.Accordingtotherailwaybridgestandardliveloadandthefuturewillbeimplementedoverloadoperationrequirementsandinaccordancewith<<therailwaybridgeverificationcode>>,wecheckedthemaingirderofsteelbridgebar,andverticalandhorizontalbeams,longitudinalandtransversestiffnessetcrelatedcheckcomputationanalysis.Foundthesteelbridgeundertheeffectofoverloading,thebearingcapacityofthebottomchordandpartialnodeplate.Accordingto<<thebasicspecificationsfordesignofrailwaybridges>>and<<therailwaybridgegirdersteelstructuredesignspecification>>,weshallincreaseinmaingirderofthesteelbridgereinforcementscheme,andgivesthecorrespondingreinforcementdesign.Throughanalysisandcalculation,thecalculationofthisreinforcementschemeiscorrectandreasonable.Afterstrengthening,thebridgebearingcapacityandlateralstiffnessisstrongenoughKeywords:Railwaysteeltruss,Bearingcapacity,Ischeckedandreinforcement,Increaseinmaingirder，prestreessing,目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 2ABSTRACT 2前言 61.1國內(nèi)現(xiàn)役鋼橋概況 61.2本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢 71.3課題目的及意義 71.4工程概況 81.5設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 9第一章全橋結(jié)構(gòu)及構(gòu)件圖 101.1全橋構(gòu)造布置 101.2主桁桿件截面組成表 121.3上下平縱聯(lián)桿件截面組成及尺寸表 141.4端、中橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸表 161.5縱橫梁截面組成及尺寸表 171.6縱梁間橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸 181.7小結(jié) 19第二章橋梁各桿件截面幾何特性計(jì)算 192.1主桁桿件截面幾何特性計(jì)算 192.2縱梁及橫梁截面幾何特性計(jì)算 272.3上下平縱聯(lián)桿件截面幾何特性計(jì)算 292.4主桁桿件及縱橫梁毛截面幾何特性值匯總表 312.5主桁桿件因栓孔損失的截面幾何特性值計(jì)算 312.6主桁桿件及縱橫梁凈截面幾何特性值計(jì)算表 332.7小結(jié) 34第三章橋梁結(jié)構(gòu)檢算中構(gòu)件有效面積計(jì)算 353.1無綴板受壓桿件有效面積計(jì)算 353.2有綴板受壓桿件有效面積計(jì)算 393.3受壓桿件按綴板強(qiáng)度檢算時(shí)桿件有效面積計(jì)算 423.4主桁受拉桿件有效面積計(jì)算 443.5各桿件連接或接頭的有效面積計(jì)算 47第四章主桁各桿件影響線面積計(jì)算 554.1各桿件影響線圖 55第五章主桁桿件承載力檢定計(jì)算 605.1主桁桿件檢定容許換算均布活載k計(jì)算 605.2主桁桿件及連接接頭檢定承載系數(shù)K值計(jì)算表 60第六章主桁節(jié)點(diǎn)板的承載力檢定計(jì)算 636.1節(jié)點(diǎn)板的抗撕裂強(qiáng)度檢算 636.2節(jié)點(diǎn)板的法向應(yīng)力檢定計(jì)算 676.2.2節(jié)點(diǎn)中心處豎向截面法向應(yīng)力檢算表 726.3節(jié)點(diǎn)板水平剪應(yīng)力檢定計(jì)算 73第七章縱橫梁檢算 757.1橫梁與主梁連接驗(yàn)算 75第八章橋梁平縱聯(lián)、橫聯(lián)長細(xì)比檢算 768.1主桁平縱聯(lián)長細(xì)比檢算 768.2橫聯(lián)長細(xì)比檢算 77第九章 建立Midas分析模型 809.1恒載的施加 809.2橫向附加力的施加 809.3縱向附加力的施加 829.4列車活載的施加 829.5接觸網(wǎng)桿荷載的施加 84第十章 用Midas軟件對結(jié)構(gòu)檢算分析 8510.1檢算荷載組合及檢算應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn) 8510.2中-活載加網(wǎng)桿作用下Midas軟件檢算 8610.3重載加網(wǎng)桿作用下Midas軟件檢算 90第十一章增大截面法加固下弦桿（X5） 101由MIDAS檢算得出的結(jié)果可知下弦桿X5應(yīng)力超出《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中規(guī)定的極限值，因此需要對其進(jìn)行加固，本章采用增大截面法對其進(jìn)行加固。 10111.1X5桿件（下弦桿）加固設(shè)計(jì) 10111.2X5桿件（下弦桿）加固后驗(yàn)算 10411.3小結(jié) 106第十二章節(jié)點(diǎn)板加固 10712.1H2處節(jié)點(diǎn)板加固設(shè)計(jì)及驗(yàn)算 10712.2B1處節(jié)點(diǎn)板加固設(shè)計(jì)及驗(yàn)算 11112.2 小結(jié) 113第十三章體外預(yù)應(yīng)力筋加固下弦桿（X5） 11413.1預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)構(gòu)件穩(wěn)定 11413.2預(yù)應(yīng)力加固的方法 11413.3預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì) 11613.4錨固端設(shè)計(jì) 118第十四章加固施工 12414.1增大截面法加固下弦桿（X5）的施工 12414.2節(jié)點(diǎn)板加固的施工 12414.3預(yù)應(yīng)力加固施工 125參考文獻(xiàn) 126答謝 127前言1.1國內(nèi)現(xiàn)役鋼橋概況鋼橋因其有許多優(yōu)點(diǎn)如鋼材的抗拉、抗剪、抗壓強(qiáng)度高，自重輕，跨越能力強(qiáng)，鋼橋施工速度快等而廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)服役到一定年限時(shí)，其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性不滿足現(xiàn)今運(yùn)營要求，此時(shí)應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測、檢算，找出結(jié)構(gòu)存在的缺陷，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固和修復(fù)。在橋梁工程中，鋼結(jié)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用。由于現(xiàn)今交通運(yùn)輸量大幅增長、行車密度及車輛載重日益增加，現(xiàn)役鋼橋中有相當(dāng)一部分已滿足不了承載能力和使用性能上的運(yùn)營要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有鐵路鋼橋3300多座，其中將近有一半是解放前建造的，而且其中絕大多數(shù)是中小跨度的橋梁，跨度小于32m的鋼橋約占鋼橋總數(shù)的70%，這些橋梁大多數(shù)修建時(shí)采用的設(shè)計(jì)荷載等級(jí)低，用現(xiàn)行的荷載等級(jí)檢驗(yàn)大都承載力不足。為了能滿足當(dāng)前和今后的運(yùn)輸發(fā)展需要，提高橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)勢在必行，這就需要對鋼橋進(jìn)行加固改造。1.2本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢目前，我國加固鋼橋的方法主要可分為：不改變原結(jié)構(gòu)受力體系（如加大構(gòu)件截面、采用新材料等）、改變結(jié)構(gòu)受力體系（簡支變連續(xù)、施加體外預(yù)應(yīng)力、增加主桁片、增加支墩、施加斜拉索等）。其中前種方法實(shí)際運(yùn)用較多，理論和技術(shù)也相對比較成熟。改變結(jié)構(gòu)體系的加固方法也有不少運(yùn)用，如加桁片、增加支墩等對提高橋梁的剛度和豎向承載力有很大的作用，但用這些方法時(shí)還要考慮到實(shí)際狀況是否允許，要因地制宜。預(yù)應(yīng)力加固鋼橋方面的實(shí)踐在我國寥寥可數(shù)。目前國內(nèi)還沒有關(guān)于預(yù)應(yīng)力加固鋼橋系統(tǒng)的研究成果，只有一兩篇文章涉及到此內(nèi)容，且研究內(nèi)容的深度和廣度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而在國外預(yù)應(yīng)力加固鋼桁架橋已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用了。且有較完整的理論體系。英國的Monmouth鐵路橋是一個(gè)上承式的鍛鐵桁架橋，其跨度為45.27m。在橋建成之后一段時(shí)間，曾經(jīng)采用增加下部箱形截面對來原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固。但是后來箱形截面內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致橫截面面積減小。因此1957年，對兩根下弦桿利用四根高強(qiáng)鋼筋施加了預(yù)應(yīng)力。鋼筋對稱地布置在弦桿的周圍，并在距離為39.0m的兩個(gè)裝配焊接錨固區(qū)間進(jìn)行張拉。八根鋼筋用液壓千斤頂同時(shí)進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力增加了5.56mm的反拱度。為了減小鋼筋的下垂，在中間每隔4.47m設(shè)置一個(gè)永久性的柔性支撐。為避免鋼筋腐蝕，將其包裹在外包塑料的密封材料中，并將張拉端突出的螺紋端也用塑料套管進(jìn)行保護(hù)。1.3課題目的及意義本設(shè)計(jì)是土木工程橋梁專業(yè)方向畢業(yè)生在校期間最后一次全面性、總結(jié)性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。它既是本專業(yè)學(xué)生在教師指導(dǎo)下運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能解決具體問題的一次初步嘗試，又是本專業(yè)學(xué)生走向工作崗位前的一次“實(shí)戰(zhàn)演習(xí)”。其目的主要有以下幾個(gè)方面：（1）通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，使學(xué)生受到工程技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的基本訓(xùn)練以及工程技術(shù)人員所必需的綜合訓(xùn)練。（2）勇于創(chuàng)新，并能正確地將獨(dú)創(chuàng)精神與科學(xué)態(tài)度相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、謙虛謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科學(xué)品質(zhì)。（3）初步掌握鋼桁梁橋檢算、加固設(shè)計(jì)流程和方法，嚴(yán)格要求學(xué)生，使學(xué)生在步入工作崗位后，可以較快的適應(yīng)工作，縮短理論到實(shí)踐的過渡時(shí)間。1.4工程概況此鋼桁梁橋位于甘肅省嘉峪關(guān)市境內(nèi)，是鏡鐵山支線跨越北大河的一座上承式鋼桁梁橋。該橋建于1960年，該橋上部結(jié)構(gòu)是由2-64米的簡支上承式鋼桁梁橋+1-27米的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋組成。每跨鋼橋是由兩個(gè)主桁片組成，通過上下平縱聯(lián)、中間橫聯(lián)、端橫聯(lián)等構(gòu)件將兩片桁架連接成空間整體。兩片主桁的中心間距為4m，桁架高8m，每跨鋼橋有8個(gè)節(jié)間，每個(gè)節(jié)間長度8m。桁架從端部起每隔8m在上弦節(jié)點(diǎn)處安裝有橫梁,橫梁高1.45m，縱梁安裝在鋼橫梁上，，縱梁中心距為2m，梁高1.45m。在縱梁腹板側(cè)面每隔4m處安裝有懸臂托架，人行道安裝在懸臂托架上。預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨是由兩片27.7m的預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁通過濕接縫和橫隔板相連組成的。該橋下部結(jié)構(gòu)是由一個(gè)工字型墩身截面重力式橋墩、一個(gè)工字型墩身截面高墩及兩個(gè)橋臺(tái)組成。其中重力式橋墩高44.37m，另一個(gè)橋墩高78.13m，基礎(chǔ)均為矩形截面的沉井基礎(chǔ)。線路情況：該橋是單線、平坡（4‰）直線橋梁。荷載：該橋設(shè)計(jì)荷載采用中—活載，基本風(fēng)壓強(qiáng)度取800Pa。地質(zhì)情況：河床為卵石土，基本承載力=1000KPa。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸量大大增加，列車荷載也隨之增大，由于該橋建于上世紀(jì)六十年代，建設(shè)年代早，服役時(shí)間長，無電氣化設(shè)施，設(shè)計(jì)荷載值也偏低，而今荷載增大車速提高，該橋出現(xiàn)承載力和橫向剛度不足等安全隱患。具體表現(xiàn)為：鋼桁梁部分節(jié)點(diǎn)板有撕裂裂紋，部分鉚釘脫落，較多鉚釘有一定銹蝕，個(gè)別鉚釘銹蝕非常嚴(yán)重。經(jīng)采用有限元結(jié)構(gòu)軟件建模檢算分析，該橋橫向剛度偏低，還有部分桿件和節(jié)點(diǎn)板承載力不足，遠(yuǎn)不能滿足重載運(yùn)輸?shù)囊?，因此需要進(jìn)行加固改造。使該橋在重載運(yùn)輸作用時(shí)，能夠安全運(yùn)營并滿足基本運(yùn)營指標(biāo)。1.5設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1．計(jì)算內(nèi)容1）橋梁整體結(jié)構(gòu)豎向承載能力檢算2）鋼桁梁橋豎向承載力加固方案的選定3）鋼桁梁橋橫向剛度加固方案的選定4）加固材料選定及新加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的尺寸擬定；5）結(jié)構(gòu)加固前后的整體承載力計(jì)算；6）加固前后各個(gè)桿件的內(nèi)力和應(yīng)力計(jì)算。2．出圖內(nèi)容1）全橋加固總體布置圖；2）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖；3）結(jié)構(gòu)加固局部構(gòu)造圖。本設(shè)計(jì)中采取增大橫截面積和施加預(yù)應(yīng)力筋的加固方式。對于采取增加支墩的加固方法，因橋梁所處的地方河溝較窄，河面距離橋跨結(jié)構(gòu)下部有將近九十多米的高差，在此處進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)的施工場地狹小且施工設(shè)備運(yùn)到溝底相當(dāng)困難。第一章全橋結(jié)構(gòu)及構(gòu)件圖1.1全橋構(gòu)造布置此鐵路鋼橋?yàn)?4m上承式鋼桁梁橋，共有8個(gè)節(jié)間，每個(gè)節(jié)間跨度為8m，主桁高度8m。橋面系主要由縱梁、橫梁及縱梁之間的連接系組成?？v梁間的中心距為2m,梁高1.45m，每跨8m,共計(jì)8跨。該橋的縱梁安置于橫梁的上翼緣上。在桁架的每個(gè)上弦節(jié)點(diǎn)處都安裝有橫梁，梁高1.45m,共計(jì)9片。主桁兩端的端豎桿下方還安裝有兩片起重橫梁，其與主桁上弦桿節(jié)點(diǎn)處的橫梁尺寸一樣。主桁由上弦桿、下弦桿、腹桿組成。上弦桿包括桿件X1X2X3，下弦桿包括桿件X4X5,斜桿包括桿件F1F2F3F4，豎桿包括S1S2S3S4。上平縱聯(lián)橫撐代號(hào)，上平縱聯(lián)斜桿代號(hào)，制動(dòng)橫撐代號(hào).下平縱聯(lián)平面圖下平縱聯(lián)橫撐代號(hào)下平縱聯(lián)斜桿代號(hào)。主桁的端部有端橫聯(lián)，中間每處的豎桿安裝有中橫聯(lián)。為了方面說明，現(xiàn)將橋梁的布置示意圖列如下：橋面系縱橫梁側(cè)立面圖上平縱聯(lián)平面圖主桁側(cè)立面圖上平縱聯(lián)平面圖圖1-1橋梁的布置示意圖1.2主桁桿件截面組成表主桁桿件均為組合桿件，桿件F2S2S4F4均帶綴板，為工字型截面，桿件F3帶綴板為箱形截面，其它桿件均為實(shí)腹工字型截面桿件。桿件截面具體組成如下表1-1：桿腹翼?xiàng)U（綴板厚10mm）桿腹翼?xiàng)U腹翼①翼②桿（空綴）桿（實(shí)腹）腹桿（實(shí)腹）桿（實(shí)腹）桿桿桿桿（綴板厚10mm）表1-1桿件截面組成表1.3上下平縱聯(lián)桿件截面組成及尺寸表綴板厚16mm寬210mm綴板厚16mm寬210mm綴板厚16mm寬210mm綴板厚16mm寬210mm綴板厚16mm寬210mm橫撐綴板厚16mm寬210mm表1-2上平縱聯(lián)桿件截面表（尺寸單位：mm）綴板厚10mm高130mm填板厚10mm高100mm填板厚10mm高100mm表1-3下平縱聯(lián)桿件截面表（尺寸單位：mm）1.4端、中橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸表表1-4端橫聯(lián)斜桿截面組成表（尺寸單位：mm）綴板厚10mm高130mm表1-5端橫聯(lián)下方起重橫梁截面組成表（尺寸單位：mm）表1-6中橫聯(lián)桿件截面組成表（尺寸單位：mm）綴板厚10mm高130mm綴板厚10mm高80mm綴板厚10mm高110mm1.5縱橫梁截面組成及尺寸表表1-7縱梁、橫梁截面組成表（尺寸單位：mm）橫梁截面圖及栓孔位圖縱梁截面圖及栓孔位圖1.6縱梁間橫聯(lián)桿件截面組成及尺寸表1-8縱梁間橫向聯(lián)結(jié)系桿件截面組成（尺寸單位：mm）Z12Z13填板厚12mmZ14Z151.7小結(jié)本章對全橋的桿件進(jìn)行了系統(tǒng)的編號(hào)并對尺寸和拼接構(gòu)成進(jìn)行了提取，一一將其列表以方便以后章節(jié)的檢算與設(shè)計(jì)。第二章橋梁各桿件截面幾何特性計(jì)算2.1主桁桿件截面幾何特性計(jì)算依據(jù)《鐵路橋梁檢定規(guī)范》（以后簡稱《檢規(guī)》）對桁架各桿件檢算時(shí)需要先求出桿件截面毛截面面積及對自身對稱軸的慣性矩，在計(jì)算時(shí)我們將不規(guī)則截面劃分成規(guī)則圖形，可運(yùn)用平行移軸定理求得。桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：桿件計(jì)算如下：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：截面毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：=栓孔損失慣性矩：得凈截面慣性矩：截面毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：2.2縱梁及橫梁截面幾何特性計(jì)算縱橫梁的截面也是組合截面，我們需要對其截面幾何特性進(jìn)行計(jì)算，以便利用其截面特性進(jìn)行有限元建模。橫梁截面圖（尺寸單位：mm）截面組成：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失面積：栓孔損失慣性矩：得縱梁截面圖（尺寸單位：mm）截面組成：毛截面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：栓孔損失面積：栓孔損失慣性矩：得2.3上下平縱聯(lián)桿件截面幾何特性計(jì)算制動(dòng)橫撐桿件截面組成：毛截面幾何特性：下平縱聯(lián)斜桿毛截面幾何特性：上平縱聯(lián)斜桿（尺寸單位：mm）毛截面面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：上平縱聯(lián)橫撐（尺寸單位：mm）毛截面面積：對x軸慣性矩：對y軸慣性矩：2.4主桁桿件及縱橫梁毛截面幾何特性值匯總表表2-1主桁桿件及縱橫梁毛截面幾何特性值匯總表?xiàng)U件()()()293.642.5主桁桿件因栓孔損失的截面幾何特性值計(jì)算由于此鋼橋上的桿件連接都是采用鉚接的，桿件上的鉚栓孔較多，因而其對桿件的凈截面積及慣性矩造成的損失挺大，我們在進(jìn)行有限元建模時(shí)用的是桿件的凈截面幾何特性值，故在計(jì)算過程中需要除去栓孔所帶來的截面幾何特性值的損失。表2-2栓孔位置圖及損失慣矩計(jì)算表左右相同左右相同（注：F2F4S2S4均為有綴板桿件其上鉆孔較少，算凈截面幾何特性值時(shí)按無鉆孔計(jì)）2.6主桁桿件及縱橫梁凈截面幾何特性值計(jì)算表表2-3桿件截面凈截面幾何特性數(shù)據(jù)表?xiàng)U件Ix（）Iy（）A（）Y（）z（）X10.000389870.0009551710.0239820.30.23X20.000553910.0011816810.0294360.30.23X30.000655800.0013963590.0359720.30.23X40.000389870.0009551710.0239820.30.23X50.000576670.0012851830.03320.30.23F10.000488720.0011011840.0274040.30.23F20.000186030.0008396060.0245760.2050.23F30.000375890.0006882940.0153360.220.23F40.000138530.0006262730.0147840.2050.23S10.000069390.000575410.0153840.15450.23S20.000040540.0003889330.00880.14450.23S30.000069390.000575410.0153840.15450.23S40.000040540.0003889330.00880.14450.23我們所得到桿件截面都是組合截面，有限元建模中僅有標(biāo)準(zhǔn)型鋼截面供直接輸入，故計(jì)算凈截面幾何特性值是為了有限元分析建模時(shí)直接輸入凈截面數(shù)據(jù)便于分析。另外我們上述計(jì)算中所用的x軸實(shí)際上對應(yīng)與有限元建模中局部坐標(biāo)系的y軸，相應(yīng)的計(jì)算中y軸則對應(yīng)局部坐標(biāo)系z軸。上述表格中的的y,z值是相應(yīng)于有限元中截面在該軸方向最邊緣纖維點(diǎn)離中性軸的距離，其便于有限元程序分析計(jì)算桿件截面的最大組合應(yīng)力。2.7小結(jié)本節(jié)為了對以后對桿件應(yīng)力的檢算因此對橋梁的各個(gè)桿件的截面特性值進(jìn)行了計(jì)算，且一一匯列成表方便以后章節(jié)使用。第三章橋梁結(jié)構(gòu)檢算中構(gòu)件有效面積計(jì)算3.1無綴板受壓桿件有效面積計(jì)算由于桁架桿件中，有一部分主要承受壓力，我們需要按照《檢規(guī)》計(jì)算壓桿的受壓承載力是否滿足規(guī)范要求，故需要按照要求對壓桿的有效面積進(jìn)行計(jì)算?？紤]到受壓桿件穩(wěn)定性的要求，也需要計(jì)算桿件軸心受壓容許應(yīng)力這件系數(shù)，需要用到桿件長細(xì)比，計(jì)算主桁桿件長細(xì)比時(shí)其計(jì)算長度應(yīng)按下表計(jì)算：桿件彎曲平面計(jì)算長度主桁弦桿面內(nèi)及面外端斜桿，端立桿，連續(xù)梁中間指點(diǎn)處立柱厚斜桿作為橋門架時(shí)面內(nèi)面外桁架的腹桿無相交和無交叉面內(nèi)面外與桿件相交或相交叉（不包括與拉桿相交叉）面內(nèi)面外與拉桿相交叉面內(nèi)面外縱向及橫向聯(lián)結(jié)系無交叉面內(nèi)及面外于拉桿相交叉面內(nèi)面外與桿件相交叉或相交叉（不包括與拉桿相交叉）面內(nèi)面外受壓桿件截面的有效面積應(yīng)按式計(jì)算：1）節(jié)點(diǎn)內(nèi)2）節(jié)點(diǎn)外式中——受壓桿件容許應(yīng)力折減系數(shù)，應(yīng)按規(guī)范附錄表取值；——桿件的毛截面積（）。連接或接頭的有效面積計(jì)算方法與受拉桿件相同。受壓桿件容許應(yīng)力折減系數(shù)應(yīng)按桿件的長細(xì)比確定。應(yīng)按下列計(jì)算確定：1、整體桿件在兩個(gè)平面內(nèi)及組合桿件在與綴條或綴板面向垂直的平面內(nèi)發(fā)生彎曲時(shí)，為計(jì)算長度與回轉(zhuǎn)半徑之比，即：；2、用綴板時(shí)，式中——綴板平面內(nèi)，桿件按整體截面計(jì)算的長細(xì)比；——分肢的長細(xì)比（分肢的計(jì)算長度為兩相鄰綴板上最邊緣鉚釘間距離）。桿計(jì)算如下：桁架平面內(nèi)及平面外桿件的計(jì)算長度：毛截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)比：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿計(jì)算如下：桁架平面內(nèi)及平面外桿件的計(jì)算長度：毛截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)比：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿計(jì)算如下：桁架平面內(nèi)及平面外桿件的計(jì)算長度：毛截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)比：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿計(jì)算如下：桿件幾何長度：毛截面幾何特性值：桁架平面內(nèi)桿件計(jì)算長度：桁架平面外桿件計(jì)算長度：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿計(jì)算如下：桿件幾何長度：毛截面幾何特性值：桁架平面內(nèi)桿件計(jì)算長度：桁架平面外桿件計(jì)算長度：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿計(jì)算如下：桿件幾何長度：毛截面幾何特性值：桁架平面內(nèi)桿件計(jì)算長度：桁架平面外桿件計(jì)算長度：截面回轉(zhuǎn)半徑：桿件長細(xì)：據(jù)中較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積3.2有綴板受壓桿件有效面積計(jì)算當(dāng)為有綴板的桿件時(shí)，其長細(xì)比的計(jì)算與無綴板桿件不相同，我們應(yīng)按照《檢規(guī)》的相應(yīng)要求來計(jì)算。并用最后計(jì)算得到的長細(xì)比來查軸心受壓桿件容許應(yīng)力折減系數(shù)。桿受壓計(jì)算如下：與綴板截面相垂直的面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：綴板面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：分肢長細(xì)比計(jì)算長度：相應(yīng)截面幾何特性值：相應(yīng)截面回轉(zhuǎn)半徑：有效長細(xì)比：據(jù)兩個(gè)面內(nèi)長細(xì)比的較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿件計(jì)算如下：與綴板截面相垂直的面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：綴板面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：分肢長細(xì)比計(jì)算長度：相應(yīng)截面幾何特性值：相應(yīng)截面回轉(zhuǎn)半徑：有效長細(xì)比：據(jù)兩個(gè)面內(nèi)長細(xì)比的較大者查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：節(jié)點(diǎn)外有效面積：桿件計(jì)算如下：與綴板截面相垂直的面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：綴板面內(nèi)彎曲時(shí)：桿件計(jì)算長度：截面幾何特性值：截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：分肢長細(xì)比計(jì)算長度：相應(yīng)截面幾何特性值：相應(yīng)截面回轉(zhuǎn)半徑：有效長細(xì)比：查表得：節(jié)點(diǎn)內(nèi)：節(jié)點(diǎn)外：3.3受壓桿件按綴板強(qiáng)度檢算時(shí)桿件有效面積計(jì)算主桁桿件受力桿件F2F3F4上有綴板構(gòu)造，它們承受荷載強(qiáng)度與其上的綴板有一定的關(guān)系。我們要計(jì)算這些桿件的容許換算均布活載時(shí)，需要用到有綴板構(gòu)造的桿件的有效面積。根據(jù)《檢規(guī)》受壓桿件按綴板的強(qiáng)度檢算時(shí)，對其容許換算均布活載計(jì)算時(shí)其中應(yīng)按下式計(jì)算。1）按截面強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積2）按連接強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積式中——綴板組數(shù)；——一塊綴板一側(cè)的鉚釘數(shù)；——鉚釘系數(shù)，應(yīng)按本規(guī)范相應(yīng)表的規(guī)定取值；桿件有效面積的計(jì)算：按截面強(qiáng)度桿件有效面積計(jì)算式：——桿件按整體截面計(jì)算的容許應(yīng)力折減系數(shù)。——分肢重心間距離。按鉚接強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積：插附錄F：桿件按截面強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積：——桿件按整體截面計(jì)算的容許應(yīng)力折減系數(shù)?！种匦拈g距離。按鉚接強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積：查附錄F：桿件按截面強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積：——桿件按整體截面計(jì)算的容許應(yīng)力折減系數(shù)?！种匦拈g距離。按鉚接強(qiáng)度計(jì)算桿件的有效面積：查《檢規(guī)》附錄F：3.4主桁受拉桿件有效面積計(jì)算根據(jù)《檢規(guī)》受拉桿件截面的有效面積（即凈截面積），其最弱截面應(yīng)按下列規(guī)定選?。?）桿件各組成部分的凈截面積，采用垂直截面或鋸齒形截面，取其中削弱最多的；2）組合桿件全部凈截面取削弱最多的一個(gè)截面計(jì)算；3）如桿件組成部分各有其最大的消弱截面時(shí)，則在可能斷裂的截面上，應(yīng)連同其間連接鉚釘?shù)挠行娣e一并計(jì)算。本設(shè)計(jì)中，鋼桁架各受拉桿件均為組合桿件其有效面積按其中的1）、2）條計(jì)算。連接或接頭的有效面積應(yīng)按下式計(jì)算：式中——檢算截面中未斷開部分的有效面積之和；——檢算截面中斷開部分有效面積之和，應(yīng)取每一細(xì)部拼接處的拼接板，斷縫一側(cè)的連接鉚釘（或焊縫）及斷開的原截面有效面積三者中最小值之和。桿件計(jì)算如下：最弱截面位于距最左端端頭7885mm處，單塊板去如下圖最薄弱截面。2塊翼板有效面積為：（單個(gè)角鋼）4塊角鋼有效面積為：總桿件4塊翼板有效面積為：與桿件相同，因此4塊角鋼有效面積：總桿件計(jì)算如下：最弱截面選距梁左端端頭處，2塊板有效面積為：（單塊角鋼）單個(gè)角鋼凈面積為14.7，則4塊角鋼有效面積為58.8，則：總桿件：總桿件：總3.5各桿件連接或接頭的有效面積計(jì)算桿件：(節(jié)點(diǎn)板厚度均為12mm)。結(jié)算四處（接頭，翼緣斷開截面，角鋼斷開截面，腹板斷開截面）的有效面積，取最小值。接頭處：未斷開部分有效面積之和斷開部分：①節(jié)點(diǎn)板。拼接板,左：。右：。墊板：?？傋螅傆?。②原截面：③鉚釘：。，因此不需要檢驗(yàn)，取原截面。拼接處：（翼緣鋼斷開）未斷開部分：。斷開部分：①拼接板：②原截面：③鉚釘：。，，因此無需要檢驗(yàn)，取原截面。腹板斷開：未斷開部分：斷開部分：①拼接板：②原截面：（取2最小）。③鉚釘：，，取原截面同上不需檢驗(yàn)。角鋼斷開：未斷開部分：斷開部分：①拼接板：②原截面：。③鉚釘：，，取原截面同上不需檢驗(yàn)。桿件。（分為接頭，腹板斷開處，翼緣斷開處）接頭處：（左端節(jié)點(diǎn)檢驗(yàn)）未斷開部分有效面積之和：斷開部分：①原截面②節(jié)點(diǎn)板及拼接板：（節(jié)）：，左端無拼接板。右：（拼）：（墊）：總和，（取最小值）。③鉚釘有效面積：左端66個(gè)，右端80個(gè)。綜上，=，小于原截面，因此此處需要檢驗(yàn)。左：（檢），右：（不）。腹板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面：②拼接板：③鉚釘：。原截面最小，所以：=。節(jié)點(diǎn)外有效面積，因此不需要檢驗(yàn)。翼緣斷開處：同桿件，不需要檢算。桿件：（分接頭處于腹板斷開處）接頭處：未斷開部分：斷開部分：①原截面面積采用節(jié)點(diǎn)②節(jié)點(diǎn)板有效面積：（?。坫T釘處：左端，==，所以左端接頭處需要檢驗(yàn)。右端，因此右端皆有也需要檢驗(yàn)。腹板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面②拼接板：③鉚釘：，=。節(jié)點(diǎn)外有效面積為，因此不需要檢算。桿件：（分接頭處，翼板斷開處，腹板斷開處）接頭處：未斷開部分：斷開部分：①原截面采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效截面：②節(jié)點(diǎn)板：③鉚釘：，=（左右端相同）。因此該接頭左右端都需要檢算。腹板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面：②拼接板：③鉚釘：，=。該桿件節(jié)點(diǎn)外有效面積為230.35，因此不需要檢驗(yàn)。翼緣板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面：②拼接板：③鉚釘：，=。大于原截面有效面積，因此不需檢算。（節(jié)點(diǎn)外：）。桿件接頭處，未斷開部分：斷開部分：：①原截面：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積②節(jié)點(diǎn)板：③鉚釘：，=。因此需要檢算。桿件：接頭處，未斷開處：斷開處：①原截面：取節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積②節(jié)點(diǎn)板：③鉚釘：，節(jié)點(diǎn)板有效面積為。因此需要檢算。桿件（檢算接頭）接頭處：未斷開部分：斷開部分：①原截面：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積②節(jié)點(diǎn)板：③鉚釘：，=。小于原截面有效面積因此需要檢算。桿件：接頭處，未斷開部分：斷開部分：：①原截面：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：②節(jié)點(diǎn)板：③鉚釘：左端，右端。=。因此需要檢算。桿件：（接頭處，翼板斷開處，腹板斷開處）接頭處，未斷開部分：斷開部分：：①原截面：節(jié)點(diǎn)內(nèi)有效面積：（節(jié)點(diǎn)內(nèi)）②節(jié)點(diǎn)板：（節(jié)點(diǎn)板厚都是12mm，拼接板各不相同，墊板與角鋼厚度相同）。，拼接板：左：，右：，墊板：，左；右：。③鉚釘：（左右端相同），=原截面，因此不需要檢驗(yàn)。翼板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面，②拼接板：③鉚釘：，不需要計(jì)算。腹板斷開出：未斷開部分：斷開部分：①原截面②拼接板：③鉚釘：，=，不需要檢算。桿件：（接頭處，翼緣板斷開處，腹板斷開處，角鋼斷開處）接頭部分，未斷開部分：斷開部分：①原截面有效面積，（節(jié)點(diǎn)內(nèi)）。②節(jié)點(diǎn)板+拼接板，節(jié)：拼：墊：③鉚釘：，==原截面有效面積（節(jié)點(diǎn)內(nèi)），因此不需要檢算承載系數(shù)。翼緣斷開處，未斷開部分：斷開部分：①原截面有效面積：②拼接板：③鉚釘：斷縫一側(cè)有52個(gè)，鉚釘：，選原截面為，則=，原截面節(jié)點(diǎn)外有效面積為，因此不需要檢算。腹板斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面有效面積：②拼接板：③鉚釘：，=，大于節(jié)點(diǎn)外有效面積因此不需要檢算。角鋼斷開處：未斷開部分：斷開部分：①原截面②拼接板：③鉚釘：，=大于原截面有效面積，不需要檢算。第四章主桁各桿件影響線面積計(jì)算4.1各桿件影響線圖上承式桁架：桁高；節(jié)間長；主桁中心距為4m；；，θ為斜桿與弦桿間的夾角。我們再根據(jù)《檢規(guī)》進(jìn)行檢算時(shí)，需要用到桁架各桿件的影響線面積總的代數(shù)和，以及當(dāng)桿件受活載時(shí)的最不利位置時(shí)的影響線面積，據(jù)此對桿件所能承受的最大換算均布活載進(jìn)行計(jì)算。因而需要做出各個(gè)主桁桿件的影響線圖，計(jì)算桿件相應(yīng)的影響線面積。桿件影響線左端支座反力右端支座反力4.1.1主桁弦桿的影響線面積計(jì)算桿件附注(m)米為零桿160.250.750.1875-48320.50.750.25-6480.1250.8750.109428.01240.3750.6250.234460.01主桁高度：主桁跨度：影響線的加載長度：最大縱坐標(biāo)位置：4.1.2主桁斜桿的影響線面積計(jì)算桿件影響線加載長度（m）（m）最大縱坐標(biāo)位置高h(yuǎn)活載影響線面積（m）恒載影響線面積代數(shù)積（m）左9.141.140.1250.177-0.80928.294右54.866.860.1251.06129.103左18.292.290.1250.3543.24-16.96右45.715.710.1250.884-20.20左27.433.430.1250.53-7.275.66右36.574.570.1250.70712.936480.1251.237-39.58-39.584.1.3豎桿的影響線面積計(jì)算桿件（m）附注80.5-8豎桿為零桿80.5-8影響線加載長度，第五章主桁桿件承載力檢定計(jì)算5.1主桁桿件檢定容許換算均布活載k計(jì)算該橋采用的鋼材鋼號(hào)是A3q，即Q235q。其檢定容許應(yīng)力分別為：軸向應(yīng)力=170MPa，彎曲應(yīng)力=185MPa，剪切應(yīng)力=100MPa?！稒z規(guī)》中桁架桿件或連接，應(yīng)按下列各項(xiàng)檢算確定其承載能力；1）桿件截面的強(qiáng)度及穩(wěn)定；2）連接及接頭的強(qiáng)度；3）承受反復(fù)應(yīng)力的桿件或連接檢驗(yàn)疲勞損傷度；單線雙主梁桁架桿件容許換算均布活載應(yīng)按下式計(jì)算：式中——鋼材軸向檢定容許應(yīng)力（），應(yīng)按《檢規(guī)》表5.1.1的規(guī)定取值；——桿件，連接或接頭的有效面積（）；——桿件恒載，活載影響線面積（）；——恒載（）。5.2主桁桿件及連接接頭檢定承載系數(shù)K值計(jì)算表一條線路上的恒載集度；；各主桁桿件的容許換算均布活載計(jì)算式；承受局部活載桿件動(dòng)力系數(shù)為1.5，其他桿件為1.27，查《檢規(guī)》附錄D可得。檢定承載系數(shù)計(jì)算，其中計(jì)算時(shí)計(jì)入了沖擊系數(shù)，對于簡支或連續(xù)的鋼跨結(jié)構(gòu)沖擊系數(shù)其中L取橋跨長度64m，對于承受局部荷載的桿件（如豎桿、橫梁等）L取影響線加載長度。如果檢定承載系數(shù)K不小于1則承載力滿足，當(dāng)K<1時(shí)則說明承載力不滿足，需要加固。檢定承載系數(shù)計(jì)算表如下：桿件（）（）（）（）K附注4848640.25322.06180.85118.621.52受壓4848640.25266.95141.81118.621.20受壓6464640.5411.56171.36115.701.48受壓6464640.5348.91138.08115.701.19受壓39.5839.58640.125300.46210.82122.941.71受壓39.5839.58640.125230.35150.60122.941.22受壓88160.5153.77606.24179.13.38受壓88160.577.74283.12179.11.58受壓88160.5153.77606.24179.13.38受壓88160.588.51328.89179.11.84受壓28.0128.01640.125259.512267.73122.942.18受拉60.0160.01640.375402.56180.80116.841.55受拉39.5839.58640.125110.8847.97122.940.39左接頭39.5839.58640.125110.8847.97122.940.39右接頭29.10328.29454.860.12576.3243.20126.360.34左接頭29.10328.29454.860.12576.3243.20126.360.34右接頭20.216.9645.710.125288.52445.93130.353.42接綴板強(qiáng)度檢算20.216.9645.710.125121.88165.45130.351.27接綴板強(qiáng)度檢算29.10328.29454.860.125245.76241.146126.361.91受拉時(shí)12.935.6636.570.125147.84368.05134.932.73受拉時(shí)20.216.9645.710.12585.92104.922130.350.80接頭（按壓力算）12.935.6636.570.12576.32179.99134.931.33接頭（按壓力算）88160.563.12220.98179.11.23接頭（按壓力算）88160.563.12220.98179.11.23接頭（按壓力算）-7.275.6627.430.125133.06585.48142.954.10受壓時(shí)-7.275.6627.430.12582.05346.92142.952.43受壓時(shí)20.216.9645.710.125156.24223.28130.351.71受壓時(shí)20.216.9645.710.125108.15142.34130.351.09受壓時(shí)7.275.6627.430.12593.94402.62142.952.82接綴板強(qiáng)度檢算7.275.6627.430.12562.7256.42142.951.79接綴板強(qiáng)度檢算注：為零桿，故不必檢算。根據(jù)檢算結(jié)果，桿件F1F2F3的接頭承載力不足需要加固。第六章主桁節(jié)點(diǎn)板的承載力檢定計(jì)算6.1節(jié)點(diǎn)板的抗撕裂強(qiáng)度檢算根據(jù)《鐵路橋梁檢定規(guī)范》，節(jié)點(diǎn)板按可能撕裂的最危險(xiǎn)截面計(jì)算，應(yīng)較各被連接桿件的強(qiáng)度至少大10%。在檢算時(shí)，其凈截面上的容許應(yīng)力規(guī)定如下：垂直于被連接桿件中線的截面部分采用檢定容許應(yīng)力；與被連接桿件中線傾斜相交成平行的截面部分采用0.75?？顾毫羊?yàn)算計(jì)算表右側(cè)桿不滿足抗撕裂檢算要求右側(cè)桿滿足抗撕裂檢算要求左側(cè)桿件滿足抗撕裂檢算要求右側(cè)桿滿足抗撕裂檢算要求左側(cè)桿件不滿足抗撕裂檢算要求兩側(cè)相同桿滿足抗撕裂要求根據(jù)檢算結(jié)果，節(jié)點(diǎn)板B1的抗撕裂強(qiáng)度不滿足要求需要進(jìn)行加固。6.2節(jié)點(diǎn)板的法向應(yīng)力檢定計(jì)算根據(jù)《檢規(guī)》容許換算均布活載應(yīng)按下式計(jì)算：式中——鋼材軸向檢定容許應(yīng)力（），應(yīng)按規(guī)定取值；，——節(jié)點(diǎn)板（包括拼接板）的凈截面積（）及凈截面抵抗拒（）；——節(jié)點(diǎn)板對應(yīng)的上弦桿的影響線面積（m）——外力作用于節(jié)點(diǎn)板（包括拼接板）截面的偏心距（）——恒載（）。6.2.1節(jié)點(diǎn)中心處豎向截面的凈截面積及及凈抵抗矩計(jì)算節(jié)點(diǎn)拼接板高250mm，厚36mm；節(jié)點(diǎn)板高1400mm，厚12mm；e=193.1mm凈截面積：截面中性軸相對底面位置：毛截面對弦桿中心線慣性矩：栓孔對弦桿中心線慣矩：節(jié)點(diǎn)拼接板高250mm，厚40mm；節(jié)點(diǎn)板高1320mm，厚12mm；e=159.1mm①凈截面積：②中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：節(jié)點(diǎn)拼接板高250mm，厚40mm；節(jié)點(diǎn)板高1320mm，厚12mm；e=159.1mm①凈截面積：②中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：節(jié)點(diǎn)拼接板高250mm，厚28mm；節(jié)點(diǎn)板高1320mm，厚12mm；e=274.6mm①凈截面積：②中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：①凈截面積：②截面中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：⑤對弦桿中心線凈慣矩：⑥凈截面對中性軸慣矩：⑦凈截面抵抗矩：①凈截面積：②截面中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：⑤對弦桿中心線凈慣矩：⑥凈截面對中性軸慣矩：⑦凈截面抵抗矩：①凈截面積：②截面中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：⑤對弦桿中心線凈慣矩：⑥凈截面對中性軸慣矩：⑦凈截面抵抗矩：①凈截面積：②截面中性軸相對底面位置：③毛截面對弦桿中心線慣矩：④栓孔對弦桿中心線慣矩：⑤對弦桿中心線凈慣矩：⑥凈截面對中性軸慣矩：⑦凈截面抵抗矩：6.2.2節(jié)點(diǎn)中心處豎向截面法向應(yīng)力檢算表節(jié)點(diǎn)板法向應(yīng)力檢算檢定容許應(yīng)力，一條線路上的恒載集度為，節(jié)點(diǎn)板中心豎向截面法向應(yīng)力計(jì)算式為，檢算表如下：節(jié)點(diǎn)（）（）（）（）（）（）477.768828.52480291.13118.622.45523.66896.48640230.88115.702.00513.847546.21480.8297.89118.622.51529.126954.38640.8217.69115.701.88法向應(yīng)力檢算滿足6.3節(jié)點(diǎn)板水平剪應(yīng)力檢定計(jì)算節(jié)點(diǎn)板的水平剪應(yīng)力檢定計(jì)算按《檢規(guī)》如下：容許換算均布活載應(yīng)按以下兩公式計(jì)算，取值較小者：式中——檢定容許應(yīng)力（），應(yīng)按規(guī)定取值；——節(jié)點(diǎn)板承受水平剪力的凈截面積（）；，——節(jié)點(diǎn)左，右側(cè)斜桿的影響線總面積（m）；——節(jié)點(diǎn)左側(cè)斜桿的活載影響線面積（m）；——節(jié)點(diǎn)右側(cè)斜桿按左側(cè)斜桿活載加載的影響線面積（m）；——節(jié)點(diǎn)右側(cè)斜桿的活載影響線面積（m）；——節(jié)點(diǎn)左側(cè)斜桿按右側(cè)斜桿活載加載的影響線面積（m）；——恒載（）；——斜桿也弦桿的夾角。6.3.1節(jié)點(diǎn)板水平剪應(yīng)力檢算檢定容許應(yīng)力，，θ為斜桿與弦桿的夾角。檢算表格如下：節(jié)點(diǎn)（）（）（）（）（）（）（）（）左416.64-39.5928.294-39.58-39.5829.10329.103右左375.60-16.965.66-20.2-20.212.9312.93右左370.8028.294-16.9629.10329.103-20.20-20.20右左357.125.665.6612.9312.9312.9312.93右6.3.2節(jié)點(diǎn)板水平剪應(yīng)力檢定承載系數(shù)K（）33.90105.0353.35174.63（）122.94130.35126.36130.350.280.810.421.34根據(jù)檢算B1B3H2三塊節(jié)點(diǎn)板水平剪應(yīng)力不足。第七章縱橫梁檢算7.1橫梁與主梁連接驗(yàn)算根據(jù)《檢規(guī)》檢算橫梁與主梁的連接時(shí)，其容許應(yīng)力換算均布活載應(yīng)按下式計(jì)算：式中——系數(shù)，當(dāng)橫梁的連接結(jié)構(gòu)不能承受支點(diǎn)的彎矩時(shí)，計(jì)算連接橫梁豎角鋼肢上的釘（栓）=1.1，計(jì)算連接主梁豎角鋼肢上的釘（栓）=1.2,；當(dāng)橫梁的連接結(jié)構(gòu)能承受支點(diǎn)的彎矩時(shí)，（如有肱板），計(jì)算連接主梁及橫梁豎角鋼肢上的釘（栓）均按=1.1。其他符號(hào)意義同前。橫梁與主梁的連接有肱板時(shí)，應(yīng)按一下兩種情況考慮：1，橫梁與肱板固著于立柱角鋼處的鉚釘剪力或承壓力；2，橫梁（全高內(nèi)）固著于立柱角鋼處的鉚釘剪力或承壓力及橫梁固著于肱板水平角鋼的鉚釘拔頭力。；；；；，支點(diǎn)不承受彎矩。橫梁：（）（）=主梁：（）（）=滿足要求。第八章橋梁平縱聯(lián)、橫聯(lián)長細(xì)比檢算主梁聯(lián)結(jié)系桿件的長細(xì)比應(yīng)符合下列規(guī)定根據(jù)《檢規(guī)》縱向聯(lián)結(jié)系，支點(diǎn)外橫向聯(lián)結(jié)系，制動(dòng)聯(lián)結(jié)系的容許最大長細(xì)比為130，中間橫向聯(lián)結(jié)系的容許最大長細(xì)比為150。8.1主桁平縱聯(lián)長細(xì)比檢算上平縱聯(lián)斜桿：在上平縱聯(lián)平面內(nèi)及平面外的計(jì)算長度：長細(xì)比為：上平縱聯(lián)橫撐長細(xì)比計(jì)算：截面幾何特性值：回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：下平縱聯(lián)長細(xì)比計(jì)算：截面幾何特性：（平縱聯(lián)平面外）=（平縱聯(lián)平面內(nèi)）=截面回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：下平縱聯(lián)長細(xì)比計(jì)算：截面幾何特性：（平縱聯(lián)平面外）（平縱聯(lián)平面內(nèi)）回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：下平縱聯(lián)橫撐長細(xì)比計(jì)算：截面幾何特性：上平縱聯(lián)平面內(nèi)平面外計(jì)算長度：回轉(zhuǎn)半徑：長細(xì)比：綜上得該橋上下平縱聯(lián)、橫聯(lián)的長細(xì)比滿足規(guī)范的要求。8.2橫聯(lián)長細(xì)比檢算端橫聯(lián)長細(xì)比計(jì)算：桿件截面幾何特性：回轉(zhuǎn)半徑：得長細(xì)比為：符合中橫聯(lián)長細(xì)比計(jì)算：計(jì)算長度=截面幾何特性：回轉(zhuǎn)半徑：得長細(xì)比為：滿足要求長細(xì)比計(jì)算：計(jì)算長度=截面幾何特性：回轉(zhuǎn)半徑：得長細(xì)比為：滿足要求長細(xì)比計(jì)算：計(jì)算長度=截面幾何特性：回轉(zhuǎn)半徑：得長細(xì)比：根據(jù)以上檢算，此橋的平縱聯(lián)、橫聯(lián)桿件長細(xì)比均滿足規(guī)范要求。建立Midas分析模型9.1恒載的施加此設(shè)計(jì)中采用梁單元進(jìn)行此橋Midas建模，橋梁主桁節(jié)間長度8m,主桁高8m,主桁中心間距4m,兩縱梁間距2m,橫梁間距8m,縱梁跨度為8m。模型材質(zhì)取A3q鋼（Q235q）,取用主桁架各桿件的凈截面幾何特性數(shù)據(jù),添加截面時(shí)均為在數(shù)值選項(xiàng)欄里面直接輸入計(jì)算截面特性值，考慮到此橋節(jié)點(diǎn)處的剛性很大，主桁各桿件之間采用剛性連接即建模時(shí)不釋放梁端部約束。實(shí)際橋梁中各主桁桿件都采用鉚接組合截面并且加用了大量的拼接板、填板等，實(shí)際橋梁中還有大量的大節(jié)點(diǎn)板，以及桁架橋上、下平縱聯(lián)，各橫聯(lián)桿件端部連接用的小節(jié)點(diǎn)板，橋梁各構(gòu)件間連接用的角鋼等。因而按凈截面計(jì)算所得出的橋梁的總重要與實(shí)際橋梁重量有百分之八左右的出入。為了使建模檢算更加精確，我們在施加結(jié)構(gòu)恒載時(shí)取用自重系數(shù)z(-1.12),模型中的橋梁結(jié)構(gòu)自重與實(shí)際相吻合。我們把橋面重量即枕木、鋼軌、護(hù)軌等荷載取10KN/m,作為梁單元荷載施加于縱梁單元上。9.2橫向附加力的施加9.2.1橫向風(fēng)荷載計(jì)算及施加對于橫向附加荷載之一風(fēng)荷載，按有車風(fēng)荷載和無車風(fēng)荷載分別施加于一側(cè)主桁各個(gè)桿件之上。作用于橋上的風(fēng)荷載按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中計(jì)算，其中基本風(fēng)壓值參照規(guī)范附錄全國基本風(fēng)壓分布圖取用800Pa,地形、地理系數(shù)取1.25。故按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)風(fēng)力強(qiáng)度，有車時(shí)W=800<1250Pa，無車時(shí)W=1400。參照規(guī)范取=1.3，=1.44，則有車時(shí)W=1250Pa，無車時(shí)W=2621Pa。分有車和無車兩種風(fēng)壓強(qiáng)度情況分別計(jì)算主桁一側(cè)各個(gè)桿件的有車和無車時(shí)所受到的風(fēng)力荷載強(qiáng)度。由于此橋是上承式鋼桁梁橋，并且縱梁是摞在橫梁上翼緣上的。計(jì)算橋體所受到的風(fēng)荷載時(shí)，需要考慮縱梁的擋風(fēng)面積求其所受到的無車、有車風(fēng)荷載強(qiáng)度。按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》列車受風(fēng)面積應(yīng)按3m高的長方帶計(jì)算，其作用點(diǎn)在軌頂以上2m高度處，因而可計(jì)算出列車所受的風(fēng)荷載強(qiáng)度。列車受到的風(fēng)荷載強(qiáng)度為1.25×3=3.75KN/m。我們在施加列車所受到的風(fēng)荷載時(shí)，是將其所受橫向風(fēng)載按力的平衡轉(zhuǎn)化為作用在兩片縱梁上的橫向線荷載3.75/2KN/m和豎向線荷載+3.75KN/m、-3.75KN/m。各桿件所受風(fēng)力強(qiáng)度計(jì)算表?xiàng)U件寬度（）無車風(fēng)載集度（）有車風(fēng)載集度（）上弦桿0.61.570.75下弦桿0.61.570.75縱梁1.854.852.310.3090.810.390.2890.760.360.411.070.510.61.570.750.441.150.559.2.2列車橫向搖擺力的施加對于橫向附加力之一的橫向搖擺力我們按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》取一集中力100KN代替，以水平方向垂直線路中心線于最不利位置作用在桁架上。橫向搖擺力在上下平縱聯(lián)的分配系數(shù)按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中取即橫向搖擺力在橋面系所在平縱聯(lián)的分配系數(shù)為1.0，另一平縱聯(lián)為0.2。故分配到橋跨中心上弦桿節(jié)點(diǎn)的力值為100KN，作用于橋跨中心下弦桿節(jié)點(diǎn)的力值為20KN。因此橋?yàn)橹本€橋，故其不受離心力作用。9.3縱向附加力的施加對于縱向附加力制動(dòng)力的施加，我們按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中制動(dòng)力或牽引力T的大小，按豎向靜活載重量（相當(dāng)于主力作用下求各桿件內(nèi)力時(shí)的活載）的10%計(jì)算。但當(dāng)與離心力或沖擊力同時(shí)計(jì)算時(shí)，其值按豎向靜活載的7%計(jì)算。T=0.07×(5×220+30×92+(64-37.5)×80)=418.6KN，將此力施加于橋跨中部。9.4列車活載的施加對于主力之一列車活荷載的施加，為方便施加列車活載，我們建立了一條虛擬車道，其單元截面采用直徑為0.001m的實(shí)復(fù)圓形截面，用戶自定義材料，彈性模量為1KN/㎡，泊松比為0.3。總之是讓此虛擬車道不對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響便于加載。用Midas分析桁梁橋受到標(biāo)準(zhǔn)“中—活載”作用時(shí)，我們可直接在添加車輛選項(xiàng)中選取標(biāo)準(zhǔn)的中—活載荷載計(jì)算圖示，在選取橋梁沖擊系數(shù)計(jì)算式時(shí)，我們根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中列車豎向活載包括列車豎向動(dòng)力作用，該列車豎向活載等于列車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)（1+μ），對于簡支或連續(xù)的鋼跨結(jié)構(gòu)其中L取橋跨長度64m，對于承受局部荷載的桿件（如豎桿、橫梁等）L取影響線加載長度。由于Midas軟件中沒有標(biāo)準(zhǔn)重載數(shù)據(jù)，添加車輛時(shí)我們采用用戶自定義車輛。我們根據(jù)2006年鐵道部發(fā)布的對客貨共線和貨運(yùn)專線鐵路橋梁活載標(biāo)準(zhǔn)的研究成果即“中—活載（2005）”，其荷載圖式是在現(xiàn)行“中—活載”的基礎(chǔ)上，根據(jù)鐵路運(yùn)輸裝備發(fā)展特點(diǎn)，吸納國際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)制定的，將鐵路分為城際鐵路、客運(yùn)專線、客貨共線、貨運(yùn)專線四個(gè)類別。我們采用的重載圖式是根據(jù)其中的貨運(yùn)專線鐵路荷載圖式如下圖①并結(jié)合實(shí)際取其中Z值為1.2而得來計(jì)算所用的荷載計(jì)算圖示如下圖②。圖①圖②9.5接觸網(wǎng)桿荷載的施加對于此桁梁橋上后來安裝于其上的電力接觸網(wǎng)桿，我們采用近似處理的辦法，將其所受的自重及外界風(fēng)力作用其上所產(chǎn)生的荷載簡化為作用于從一跨桁梁端部計(jì)起3×8+3×8處的兩片桁架的上弦節(jié)點(diǎn)處。每跨鋼桁梁橋上有兩組接觸網(wǎng)桿，每組接觸網(wǎng)桿由兩個(gè)底座、兩個(gè)鋼管柱、一個(gè)硬橫跨梁組成。鋼管柱1550kg/個(gè)，硬橫跨梁650kg/個(gè)，底座360kg/個(gè)。鋼管柱的外徑為，硬橫跨梁外徑為，鋼管柱的高度為9.3m,硬橫跨梁兩邊在豎向的高度為0.4m,鋼管柱的軸線和弦桿中心線的距離為0.95m，硬橫跨的跨度為5.72m。接觸網(wǎng)桿橫橋向一根鋼柱擋風(fēng)面積=0.4×0.1808+9.3×0.299=2.85，縱橋向總擋風(fēng)面積為=2×9.3×