1、 下承式简支栓焊桁架桥 下承式简支栓焊桁架桥桥梁工程下承式简支桁架桥桥梁工程下承式简支桁架桥4、横向附加力作用下主桁杆件内力计算、横向附加力作用下主桁杆件内力计算钢桁架桥是一个空间结构，主桁架的弦杆同时又是平 纵联的弦杆。在计算主桁弦杆内力时，除考虑竖向荷载的 作用外，必须同时计及横向力的作用。钢桁架桥是一个空间结构，主桁架的弦杆同时又是平 纵联的弦杆。在计算主桁弦杆内力时，除考虑竖向荷载的 作用外，必须同时计及横向力的作用。横向附加力主要有风力。横向附加力主要有风力。对下承式桁架桥，由端斜杆和其间的撑杆组成的桥门 架，在横向力作用下，端斜杆和下弦杆均产生附加内力，计算这些杆件的内力时，均应计
2、及。对下承式桁架桥，由端斜杆和其间的撑杆组成的桥门 架，在横向力作用下，端斜杆和下弦杆均产生附加内力，计算这些杆件的内力时，均应计及。桥梁工程桥梁工程（1）横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算计算图示在计算平纵联弦杆的内力时，可将简支桁架桥的平纵 联当作水平放置的简支铰接桁架来计算。如下图所示（1）横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算计算图示在计算平纵联弦杆的内力时，可将简支桁架桥的平纵 联当作水平放置的简支铰接桁架来计算。如下图所示桥梁工程桥梁工程计算图示如左图计算图示如左图下平纵联的计算跨 度等于主桁跨 度，上平纵联的 计算跨度等于主桁 上弦两端节点间的 距离。下平纵联的计算跨 度等于主桁跨
3、度，上平纵联的 计算跨度等于主桁 上弦两端节点间的 距离。1ll桥梁工程桥梁工程横向附加力数值计算的规定横向附加力数值计算的规定a.下承式桁架桥的上、下平纵联承受作用半个主桁架横 向风力、列车和桥面系下承式桁架桥的上、下平纵联承受作用半个主桁架横 向风力、列车和桥面系(桥面计算在内桥面计算在内)的部分横向风力。b.在计算中，两片主桁架的受风面积按桥跨结构纵向竖 直面内的理论轮廓面积乘以填充系数计。对于采用钢桁梁和 钢塔架，填充系数为的部分横向风力。b.在计算中，两片主桁架的受风面积按桥跨结构纵向竖 直面内的理论轮廓面积乘以填充系数计。对于采用钢桁梁和 钢塔架，填充系数为0.4。c.列车受风面积
4、应按列车受风面积应按3m的长方带计算，其作用点在轨顶 的长方带计算，其作用点在轨顶 2m高度处；桥面系的受风面积按其侧向面积计，但它们和 主桁架的填充面积有重复，计算时应减去被主桁填充面积挡 住的部分。高度处；桥面系的受风面积按其侧向面积计，但它们和 主桁架的填充面积有重复，计算时应减去被主桁填充面积挡 住的部分。d.横向水平力在上下纵向联结系的分配系数 见表横向水平力在上下纵向联结系的分配系数 见表3-2所示所示桥梁工程桥梁工程横向风力对桥面系、桥面和火车与主桁的重叠横向风力对桥面系、桥面和火车与主桁的重叠桥梁工程桥梁工程横向风力的计算横向风力的计算a.横向风力等于风荷载强度和受风面积的乘积
5、。b.风荷载强度 计算或选取：桥上无车时，按照 铁路桥梁钢结构设计规范横向风力等于风荷载强度和受风面积的乘积。b.风荷载强度 计算或选取：桥上无车时，按照 铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005)规定计 算，单位为规定计 算，单位为Pa；当桥上有车时，风荷载强度按 的；当桥上有车时，风荷载强度按 的80%计算，并不得大于计算，并不得大于1250Pa。由于弦杆在列车荷载下所受内 力相当大，对弦杆内力最不利的组合一般都是桥上有车时 的情况，所以在计算弦杆内力时所用的风荷载强度可按桥 上有车时计。在标准设计中，风荷载强度按下列规定：桥 上有车时，；桥上无车时，。由于弦杆在列车荷载下所受
6、内 力相当大，对弦杆内力最不利的组合一般都是桥上有车时 的情况，所以在计算弦杆内力时所用的风荷载强度可按桥 上有车时计。在标准设计中，风荷载强度按下列规定：桥 上有车时，；桥上无车时，。c.风力强度桥上有车时平行弦下承式桁架桥上、下平纵联所受的 风力强度风力强度桥上有车时平行弦下承式桁架桥上、下平纵联所受的 风力强度(单位长度上的横向风力单位长度上的横向风力)计算：计算：WWWPa12501=WPa22002=W桥梁工程桥梁工程下平纵联所受的风力强度：下平纵联所受的风力强度：(kN/m)式中 0.5式中 0.5主桁所受风力对下平纵联的分配系数；0.4主桁所受风力对下平纵联的分配系数；0.4主桁
7、理论轮廓面积的填充系数；主桁理论轮廓面积的填充系数；H H主桁理论高度主桁理论高度(m)；h h纵梁及桥面共占的高度纵梁及桥面共占的高度(m)；3.0；3.0列车高度列车高度(m)；(1-0.4)；(1-0.4)计算列车及桥面系受风面积时应扣去重复计算 的主桁受风面积；计算列车及桥面系受风面积时应扣去重复计算 的主桁受风面积；桥上有车时的风荷载强度桥上有车时的风荷载强度(Pa)。(即，标准 设计中)。(即，标准 设计中)WhH+)4.01()0.3(4.05.0下WWPa12501=W桥梁工程桥梁工程上平纵联所受的风力强度：上平纵联所受的风力强度：(kN/m)式中 0.2式中 0.2列车及桥面
8、系所受风力对上平纵联的分配系数，其余符号同前。列车及桥面系所受风力对上平纵联的分配系数，其余符号同前。桥上无车时，风荷载强度为桥上无车时，风荷载强度为下平纵联所受的风力强度下平纵联所受的风力强度(kN/m)上平纵联所受的风力强度上平纵联所受的风力强度(kN/m)WhH+)4.01()0.3(2.04.05.0上2W2)4.01(4.05.0WhH+下2)4.01(2.04.05.0WhH+上桥梁工程桥梁工程横向力所产生的平纵联 弦杆内力计算横向力所产生的平纵联 弦杆内力计算上下弦杆所受横向力 产生的杆件内力，按 上、下平纵联所形成的 平面桁架计算。如右图 所示现以下平纵联的弦杆为例计算。上下弦
9、杆所受横向力 产生的杆件内力，按 上、下平纵联所形成的 平面桁架计算。如右图 所示现以下平纵联的弦杆为例计算。42EE桥梁工程桥梁工程设作用在下平纵联的横向力强度为。对于采用 交叉式腹杆体系的平纵联，可取各交叉点为力矩中心(如o点，即取弦杆 所在的两个节间中，其平联之交 叉点距左端支座之较远者)，求出均布的横向荷载 对o 点的力矩(用影响线面积法)，此力矩求两侧弦杆内 力 所形成的内力矩所平衡，即设作用在下平纵联的横向力强度为。对于采用 交叉式腹杆体系的平纵联，可取各交叉点为力矩中心(如o点，即取弦杆 所在的两个节间中，其平联之交 叉点距左端支座之较远者)，求出均布的横向荷载 对o 点的力矩(
10、用影响线面积法)，此力矩求两侧弦杆内 力 所形成的内力矩所平衡，即下2121llMw=Bl lBMNww221下=下0MWN42EE下桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程4、横向附加力作用下主桁杆件内力计算、横向附加力作用下主桁杆件内力计算横向附加力主要有风力。横向附加力主要有风力。横向风力引起主桁杆件的内力包括：横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算对下承式桁架桥，由端斜杆和其间的撑杆组成的桥 门架，在横向力作用下，端斜杆和下弦杆均产生附加内 力，计算这些杆件的内力时，均应计及。横向风力引起主桁杆件的内力包括：横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算对下承式桁架桥，由端斜杆和其间的撑杆组成的桥 门架，在横
11、向力作用下，端斜杆和下弦杆均产生附加内 力，计算这些杆件的内力时，均应计及。（1）横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算（1）横向力作用下的平纵联弦杆的内力计算（2）桥门架效应引起主桁杆件的内力（2）桥门架效应引起主桁杆件的内力桥门架效应桥门架效应下承式桁架桥的桥门架设置在端斜杆上，上平纵联所 受的横向力经由两端的桥门架传至下弦端节点，使端斜杆 和下弦杆产生附加内力。下承式桁架桥的桥门架设置在端斜杆上，上平纵联所 受的横向力经由两端的桥门架传至下弦端节点，使端斜杆 和下弦杆产生附加内力。桥梁工程桥梁工程桥门架的计算图式桥门架的计算图式桥门架视为刚架，桥门架的两腿杆（斜杆）的下端固 定在下弦节点上，
12、不计横梁作用，如下图所示。在水平力作用下，刚架产生水平位移，刚架腿杆的反 弯点位置可按下式求得：桥门架视为刚架，桥门架的两腿杆（斜杆）的下端固 定在下弦节点上，不计横梁作用，如下图所示。在水平力作用下，刚架产生水平位移，刚架腿杆的反 弯点位置可按下式求得：lClCCl+=2220桥梁工程桥梁工程端斜杆和下弦杆的内力计算端斜杆和下弦杆的内力计算见上图，取反弯点以上部分为隔离体，在水平力作用下，两竖杆的反弯点处将产生水平反力(各等于)和数值相 等而方向相反的竖直反力。对任一反弯点取矩，可将 值求出，即当端斜杆产生这一附加轴向力时，相应地在下弦端节点将产生两个力和它相平衡，一是由支座承受的竖直力，一
13、是由下弦杆承受的纵向水平力，其值为见上图，取反弯点以上部分为隔离体，在水平力作用下，两竖杆的反弯点处将产生水平反力(各等于)和数值相 等而方向相反的竖直反力。对任一反弯点取矩，可将 值求出，即当端斜杆产生这一附加轴向力时，相应地在下弦端节点将产生两个力和它相平衡，一是由支座承受的竖直力，一是由下弦杆承受的纵向水平力，其值为2/wHVVBllHVw)(0=wN wN Vcos=VNw桥梁工程桥梁工程在桁架桥背风侧的主桁端斜杆，是压力，是拉 力，在计算端斜杆和下弦杆的附加轴向力时应分别计入。在桁架桥背风侧的主桁端斜杆，是压力，是拉 力，在计算端斜杆和下弦杆的附加轴向力时应分别计入。由于水平力的作用
14、，使端斜杆承受附加弯矩由于水平力的作用，使端斜杆承受附加弯矩，其值见 图所示。，其值见 图所示。VwN 桥梁工程桥梁工程特别说明：特别说明：端斜杆及下弦杆等主桁杆件主要是承受由恒载及列车 荷载所生的内力，故 之值应按桥上有车时的风力强度 计算。端斜杆及下弦杆等主桁杆件主要是承受由恒载及列车 荷载所生的内力，故 之值应按桥上有车时的风力强度 计算。wH桥梁工程桥梁工程5 制动力作用下的主桁杆件内力计算制动力作用下的主桁杆件内力计算列车在桥上行驶时因制动或加速而产生制动力或牵引 力，它们是纵向水平力列车在桥上行驶时因制动或加速而产生制动力或牵引 力，它们是纵向水平力。制动力经由纵梁传给四根附加的短
15、斜杆制动力经由纵梁传给四根附加的短斜杆(为传递制动力 而加设的杆件，称制动撑杆为传递制动力 而加设的杆件，称制动撑杆)经 及 点由平纵联斜杆 传至主桁节点，最后由下弦杆传给固定支座。因此，每片 主桁的下弦杆将承受附加制动力经 及 点由平纵联斜杆 传至主桁节点，最后由下弦杆传给固定支座。因此，每片 主桁的下弦杆将承受附加制动力(随制动力方向的不同，其值可为拉力或压力随制动力方向的不同，其值可为拉力或压力)。其。其主桁节点的标注主桁节点的标注和和制动力的传 递及弦杆内力制动力的传 递及弦杆内力见下图所示。见下图所示。OO桥梁工程桥梁工程T/8T/83T/83T/8T/2T/2桥梁工程桥梁工程此外，
16、在端节点处，当制动力传给固定支座时，因作 用力对支座铰中心尚有一偏心距离，见下图。因而产生一 偏心弯矩值 为：值由交汇于该节点的各杆件共同承受，并按各杆件的 单位刚度比来分配。此外，在端节点处，当制动力传给固定支座时，因作 用力对支座铰中心尚有一偏心距离，见下图。因而产生一 偏心弯矩值 为：值由交汇于该节点的各杆件共同承受，并按各杆件的 单位刚度比来分配。杆件 所受的附加弯矩：杆件 所受的附加弯矩杆件 所受的附加弯矩：杆件 所受的附加弯矩：hTM=2MM=lIlIMM/11110AE10EE=lIlIMM/222桥梁工程桥梁工程特别说明：特别说明：(1)制动力或牵引力的大小，按列车竖向静活载重
17、量制动力或牵引力的大小，按列车竖向静活载重量(相 应于主力作用下求各该杆件内力时的活载相 应于主力作用下求各该杆件内力时的活载)的的10计算。但当与离心力或列车竖向动力作用同时计算时，其值按竖 向静活载的计算。但当与离心力或列车竖向动力作用同时计算时，其值按竖 向静活载的7计算计算;(2)双线桥应采用一线的制动力或牵引力；三线或三线 以上的桥应采用两线的制动力或牵引力，按此计算的制动 力或牵引力不考虑双线竖向活载进行折减的规定。制动力 或牵引力作用在轨顶以上双线桥应采用一线的制动力或牵引力；三线或三线 以上的桥应采用两线的制动力或牵引力，按此计算的制动 力或牵引力不考虑双线竖向活载进行折减的规
18、定。制动力 或牵引力作用在轨顶以上2m处；采用特种活载时，不计 算制动力或牵引力。处；采用特种活载时，不计 算制动力或牵引力。桥梁工程桥梁工程6 由于横向框架效应所引起的主桁杆件的内力6 由于横向框架效应所引起的主桁杆件的内力在桁架梁中的竖杆与横梁、横联构成闭合框架，因而 应计算当横梁承受竖向荷载时横梁的梁端发生转动，在竖 杆的下端和上端将产生的附加弯矩。见下图所示。在桁架梁中的竖杆与横梁、横联构成闭合框架，因而 应计算当横梁承受竖向荷载时横梁的梁端发生转动，在竖 杆的下端和上端将产生的附加弯矩。见下图所示。桥梁工程桥梁工程由于横向框架作用产生的附加力可近似地按下式进行 计算由于横向框架作用产
19、生的附加力可近似地按下式进行 计算点点B处：点处：点A处：处：式中：式中：横梁按简支计算的跨中最大弯矩横梁按简支计算的跨中最大弯矩(MNm)；横梁按简支计算的平均弯矩与跨中最大弯矩 之比，对横梁恒载及双线桥纵梁反力所产生的弯矩，取；对单线桥纵梁反力所产生的弯矩，取；、横梁按简支计算的平均弯矩与跨中最大弯矩 之比，对横梁恒载及双线桥纵梁反力所产生的弯矩，取；对单线桥纵梁反力所产生的弯矩，取；、分别为横梁、竖杆在框架面内的刚度系数。分别为横梁、竖杆在框架面内的刚度系数。MiiMsbB3)5.02(3+=MMA21=M3/2=Bca/)(+=LL=/bisiBEIibb/=LEIiss/=桥梁工程桥
20、梁工程请问：桁架桥在主力、附加力作用下，桁架桥不同杆 件可能受到的力有哪些？请问：桁架桥在主力、附加力作用下，桁架桥不同杆 件可能受到的力有哪些？A1 A3、E0 E2、E0 A1等等桥梁工程桥梁工程7 主桁杆件计算内力的确定7 主桁杆件计算内力的确定在算出主力荷载产生的杆件内力及附加力产生的附加 力后，要将它们按在算出主力荷载产生的杆件内力及附加力产生的附加 力后，要将它们按主力主力及及主力主力+附加力附加力进行组合。见下表进行组合。见下表序号内力组合容许应力提高 系数序号内力组合容许应力提高 系数1主力主力1.02主力主力+制动力制动力1.253主力主力+风力风力1.24主力主力+次应力次
21、应力+制动力（风力）制动力（风力）1.455钢梁安装主力钢梁安装主力1.26主力主力+风力风力1.31.4桥梁工程桥梁工程如主力为，其相应的容许应力为；主力如主力为，其相应的容许应力为；主力+制动力为，其相应的容许应力 为；主力制动力为，其相应的容许应力 为；主力+风力为，其相应的容许应力为。将 和 按下列公式换算成 和，然后同 作比较，风力为，其相应的容许应力为。将 和 按下列公式换算成 和，然后同 作比较，取其大者作为计算内力取其大者作为计算内力。1N2N25.13N 2.12N3N2N3N1N25.122NN=2.133NN=桥梁工程桥梁工程8 主桁杆件截面选取原则8 主桁杆件截面选取原
22、则(1)主桁杆件主要截面形式H形截面 王形截面 箱形截面主桁杆件主要截面形式H形截面 王形截面 箱形截面桥梁工程桥梁工程H形杆件形杆件桥梁工程桥梁工程王形和箱形杆件王形和箱形杆件(2)H形形(王形王形)截面特点及适用由两块竖板（或称翼板）和一块水平板（或称腹板）焊接而成。截面特点及适用由两块竖板（或称翼板）和一块水平板（或称腹板）焊接而成。优点：优点：构造简单，易于采用自动电焊机施焊，焊接变 形易控制和修整，工地安装方便。构造简单，易于采用自动电焊机施焊，焊接变 形易控制和修整，工地安装方便。缺点：缺点：截面对两主轴的回转半径相差较大，扩充截面 需考虑的问题较多。（腹板为间接拼接不宜过厚，若加
23、大 翼板高度又受到局部稳定的限制，而加厚翼板尺寸。）截面对两主轴的回转半径相差较大，扩充截面 需考虑的问题较多。（腹板为间接拼接不宜过厚，若加大 翼板高度又受到局部稳定的限制，而加厚翼板尺寸。）适用范围：适用范围：内力不很大的杆件和长度不太大的压杆。内力不很大的杆件和长度不太大的压杆。桥梁工程桥梁工程(3)箱形截面特点和适用箱形截面特点和适用由两块竖板和两块水平焊接而成。由两块竖板和两块水平焊接而成。优点：优点：载面对两个主轴的回转半径相近，且具有较大的 抗扭刚度，扩充截面也容易。载面对两个主轴的回转半径相近，且具有较大的 抗扭刚度，扩充截面也容易。缺点：缺点：工厂制造费工，焊接变形也较难控制
24、和修整。工厂制造费工，焊接变形也较难控制和修整。适用范围：适用范围：通常只用于内力较大和长度较大的压杆和拉一 压杆。通常只用于内力较大和长度较大的压杆和拉一 压杆。桥梁工程桥梁工程(4)主桁杆件的外轮廓尺寸选取原则主桁杆件尺寸：主桁杆件的外轮廓尺寸选取原则主桁杆件尺寸：高度h和宽度b。高度h和宽度b。确定主桁杆件截面外轮廓尺寸的原则：确定主桁杆件截面外轮廓尺寸的原则：对压杆，应尽量满足等稳定的原则对压杆，应尽量满足等稳定的原则经济。经济。同一桁架中所有杆件的宽度应相等同一桁架中所有杆件的宽度应相等节点构造简单和 合理，横梁长度一致。节点构造简单和 合理，横梁长度一致。确定截面高度，需考虑节点处
25、螺栓的排数确定截面高度，需考虑节点处螺栓的排数。既能布 置下足够的螺栓，又不致产生节点刚性引起的次应力。既能布 置下足够的螺栓，又不致产生节点刚性引起的次应力。桥梁工程桥梁工程弦杆高度最好全跨相同，或者变化不多弦杆高度最好全跨相同，或者变化不多。桁架各节 点的构造合理且简单。桁架各节 点的构造合理且简单。注意板宽与板厚的比例关系注意板宽与板厚的比例关系保证薄板的局部稳定 性，规范规定了结构各部分截面容许最小尺寸和组合压杆板束 宽度与厚度最大比例关系，保证薄板的局部稳定 性，规范规定了结构各部分截面容许最小尺寸和组合压杆板束 宽度与厚度最大比例关系，见表见表3-4和表和表3-5。规定了。规定了H
26、型压杆 的腹板的厚度在焊接构件中不宜小于型压杆 的腹板的厚度在焊接构件中不宜小于0.5（24mm），），和和0.6（24mm）为翼缘厚）为翼缘厚桥梁工程桥梁工程说明：我国钢桥设计中，根据工厂的设备条件，标准设计常用 的主桁杆件宽度说明：我国钢桥设计中，根据工厂的设备条件，标准设计常用 的主桁杆件宽度b有有460、600、720mm等几种；主桁杆件高 度等几种；主桁杆件高 度h有有260、440、460、600、760、920、1100mm等几种；等几种；第三节 主桁杆件连接及相关计算主讲内容：第三节 主桁杆件连接及相关计算主讲内容：(1)主桁下弦杆设计计算(2)主桁上弦杆设计计算(3)主桁端斜
27、杆设计计算(4)主桁腹杆设计计算(1)主桁下弦杆设计计算(2)主桁上弦杆设计计算(3)主桁端斜杆设计计算(4)主桁腹杆设计计算桥梁工程桥梁工程一 主桁杆件设计计算一 主桁杆件设计计算1 主桁下弦杆设计计算简支下承式桁架桥的下弦杆都是拉-拉杆，设计的主要步 骤如下：(1)先从强度或疲劳入手，求出所需的净截面积；(2)根据设计经验，杆件净截面积大致为毛截面积的0.85 倍左右，即1 主桁下弦杆设计计算简支下承式桁架桥的下弦杆都是拉-拉杆，设计的主要步 骤如下：(1)先从强度或疲劳入手，求出所需的净截面积；(2)根据设计经验，杆件净截面积大致为毛截面积的0.85 倍左右，即1NAj)(0minmax
28、2tndjNNA),max(21jjjAAA=jmAA=85.0桥梁工程桥梁工程(3)根据 及决定杆件截面外轮廓尺寸的原则选定组 成截面的各部件尺寸，同时要符合规范对钢板容许的最小 厚度所作的规定。(4)进行节点连接的计算，确定所需的螺栓数,节点连 接时讲授。(5)根据螺栓孔在杆件截面上的布置，算出实际 的；然后进行拉-拉杆件下列方面的验算：(3)根据 及决定杆件截面外轮廓尺寸的原则选定组 成截面的各部件尺寸，同时要符合规范对钢板容许的最小 厚度所作的规定。(4)进行节点连接的计算，确定所需的螺栓数,节点连 接时讲授。(5)根据螺栓孔在杆件截面上的布置，算出实际 的；然后进行拉-拉杆件下列方面
29、的验算：强度验算：刚度验算：疲劳强度的验算：强度验算：刚度验算：疲劳强度的验算：mAjA=AN0=l桥梁工程桥梁工程疲劳计算的相关规定：疲劳计算的相关规定：疲劳荷载组合包括设计荷载中的恒载加活载疲劳荷载组合包括设计荷载中的恒载加活载(包括冲击、离心力，但不考虑活载发展系数包括冲击、离心力，但不考虑活载发展系数)。其中列车竖向荷载包括列 车竖向动力作用，其动力作用应将列车竖向静活载乘以运营动 力系数双线铁路桥主桁。其中列车竖向荷载包括列 车竖向动力作用，其动力作用应将列车竖向静活载乘以运营动 力系数双线铁路桥主桁(或主梁或主梁)构件检算疲劳时，按一线偏心 加载并以杠杆原理分配于主桁构件检算疲劳时
30、，按一线偏心 加载并以杠杆原理分配于主桁(或主梁或主梁)，并以双线系数修正双线铁路桥的横梁及连接横梁的主桁挂杆，按一线最大 活载，另一线为，并以双线系数修正双线铁路桥的横梁及连接横梁的主桁挂杆，按一线最大 活载，另一线为80kN/m活载加载，来计算疲劳内力。活载加载，来计算疲劳内力。桥梁工程桥梁工程铁路纵梁与横梁布置在同一平面，当纵梁与横梁用鱼形 板连接，纵梁可以承受支点弯矩时，则纵梁跨中弯矩取 0.85 ，支点弯矩取0.6 (为按简支梁计算的跨 中弯矩)。铁路纵梁与横梁布置在同一平面，当纵梁与横梁用鱼形 板连接，纵梁可以承受支点弯矩时，则纵梁跨中弯矩取 0.85 ，支点弯矩取0.6 (为按简
31、支梁计算的跨 中弯矩)。0M0M0M桥梁工程桥梁工程疲劳计算的检算公式：（疲劳计算的检算公式：（1）焊接构件及连接疲劳检算公式）焊接构件及连接疲劳检算公式疲劳应力为拉一拉构件或以拉为主的拉一压构件，疲劳应力为拉一拉构件或以拉为主的拉一压构件，疲劳应力以压为主的拉一压构件，疲劳应力以压为主的拉一压构件，)(0tminmaxnd1maxmin=0ptmaxnd1maxmin=桥梁工程桥梁工程（2）非焊接构件及连接疲劳检算公式）非焊接构件及连接疲劳检算公式疲劳应力为拉一拉构件疲劳应力为拉一拉构件疲劳应力以压为主的拉一压构件疲劳应力以压为主的拉一压构件0maxminANm22111EANn=桥梁工程桥
32、梁工程构件在弯矩作用平面内的长细比；构件在弯矩作用平面内的长细比；E 钢材的弹性模量钢材的弹性模量(MPa)；压杆容许应力安全系数，主力组合时取压杆容许应力安全系数，主力组合时取1.7；应按主力组合采用主力加附加力组合时取；应按主力组合采用主力加附加力组合时取1.4；应按主力；应按主力+附加力组 合采用附加力组 合采用1n桥梁工程桥梁工程4 主桁腹杆设计计算4 主桁腹杆设计计算(1)斜杆的计算在竖向荷载作用下对于仅承受斜杆的计算在竖向荷载作用下对于仅承受拉力拉力或仅承受或仅承受压力压力的的斜杆斜杆，其截面计算的基本原理与，其截面计算的基本原理与中心受拉中心受拉或或中心受压中心受压的杆件相同；对
33、于承受异号反复应力的斜杆，则除验算截面的刚度、强 度及稳定性外，还应验算其的杆件相同；对于承受异号反复应力的斜杆，则除验算截面的刚度、强 度及稳定性外，还应验算其疲劳强度疲劳强度。其设计和验算可参照 上弦杆和下弦杆的相关内容。其设计和验算可参照 上弦杆和下弦杆的相关内容。(2)竖杆的计算竖杆包括竖杆的计算竖杆包括挂杆挂杆(吊杆吊杆)和和立杆立杆(在下承式桁架桥中，不承受 列车荷载的竖杆称立杆在下承式桁架桥中，不承受 列车荷载的竖杆称立杆)。桥梁工程桥梁工程对下承式桁架桥，吊杆不仅因承受横梁传来的竖向荷载 而轴向受拉，而且由于横向框架作用对下承式桁架桥，吊杆不仅因承受横梁传来的竖向荷载 而轴向受
34、拉，而且由于横向框架作用(由横梁、吊杆和横向联 结系的顶部楣杆所组成的框架由横梁、吊杆和横向联 结系的顶部楣杆所组成的框架)，在吊杆与横梁梁端连接处将 产生弯矩，在吊杆与横梁梁端连接处将 产生弯矩M。桥梁工程因此，在竖向荷载作用下，吊杆受拉并受弯曲。应按拉桥梁工程因此，在竖向荷载作用下，吊杆受拉并受弯曲。应按拉-弯杆件设计。因横向框架作用所产生的吊杆下端的弯矩按前 面的内容计算。弯杆件设计。因横向框架作用所产生的吊杆下端的弯矩按前 面的内容计算。吊杆为拉杆，设计计算可按下弦杆的内容进行。对于下承 式桁架桥的立杆一般不计算，而取吊杆相同的截面尺寸。吊杆为拉杆，设计计算可按下弦杆的内容进行。对于下
35、承 式桁架桥的立杆一般不计算，而取吊杆相同的截面尺寸。吊杆为拉弯构件，其设计按下列步骤进行吊杆为拉弯构件，其设计按下列步骤进行 按轴向受拉杆件确定吊杆的截面尺寸，其确定方法与一 般的拉杆相同；检算刚度：强度检算：按轴向受拉杆件确定吊杆的截面尺寸，其确定方法与一 般的拉杆相同；检算刚度：强度检算：0=l+=WMAN桥梁工程桥梁工程0=l+=WMAN桥梁工程式中 桥梁工程式中 N轴向拉力轴向拉力(MN)；M作用在检算截面处的弯 矩作用在检算截面处的弯 矩(MNm)；A、W杆件净截面面积杆件净截面面积(m2)和净截面抵抗矩 和净截面抵抗矩(m3)；钢材的基本容许应力钢材的基本容许应力(MPa)。疲劳
36、计算：疲劳计算：疲劳计算可参照前述关于疲劳计算所列的公 式计算。疲劳计算可参照前述关于疲劳计算所列的公 式计算。二、作业题二、作业题设计一单线铁路简支栓焊桁架桥，计算跨度为设计荷载为中-活载，钢桁梁用钢为，桁架梁节间长度为设计一单线铁路简支栓焊桁架桥，计算跨度为设计荷载为中-活载，钢桁梁用钢为，桁架梁节间长度为8m，主桁高为，主桁高为11m，两主桁中心矩为，两主桁中心矩为6.4m。主桁杆件采用。主桁杆件采用H形杆件，宽度采用 形杆件，宽度采用 460mm。高强螺栓采用。高强螺栓采用M22或或M24。参照已有的资料知：主桁，。参照已有的资料知：主桁，14.2kN/m;联结系，联结系，3.0kN/
37、m;桥面系，桥面系，7.5kN/m；整桥所用高强螺栓，；整桥所用高强螺栓，0.5kN/m；其他附属设施和设备，；其他附属设施和设备，1.0kN/m；桥面采用双侧设钢步行板。要求：1、计算桁架桥杆件内力(每位同学计算二根下弦杆、二根上弦杆、端斜 杆）2、设计杆件截面（每位同学设计一根下弦杆、一根上弦杆、端斜杆）；桥面采用双侧设钢步行板。要求：1、计算桁架桥杆件内力(每位同学计算二根下弦杆、二根上弦杆、端斜 杆）2、设计杆件截面（每位同学设计一根下弦杆、一根上弦杆、端斜杆）m64=lqD345Q桥梁工程桥梁工程第四节 主桁杆件连接及相关计算主讲内容：第四节 主桁杆件连接及相关计算主讲内容：(1)主
38、桁节点设计原则和步骤(2)主桁节点构造(3)主桁杆件杆端连接计算(4)主桁节点设计计算(1)主桁节点设计原则和步骤(2)主桁节点构造(3)主桁杆件杆端连接计算(4)主桁节点设计计算桥梁工程桥梁工程一、主桁节点设计原则一、主桁节点设计原则(1)在设计节点构造时，应尽可能使同一节点的各杆件截 面的重心轴交汇于一点，以免由于偏心的影响而增加杆件 的次应力。(2)为了使杆件端头的连接螺栓受力均匀，应当使螺栓 群的重心布置在杆件截面的重心轴上。(3)节点构造应紧凑刚劲，各杆件应尽量伸入节点，使 节点板变小，从而可减小节点刚性次应力，并可加强节 点外刚性。(1)在设计节点构造时，应尽可能使同一节点的各杆件
39、截 面的重心轴交汇于一点，以免由于偏心的影响而增加杆件 的次应力。(2)为了使杆件端头的连接螺栓受力均匀，应当使螺栓 群的重心布置在杆件截面的重心轴上。(3)节点构造应紧凑刚劲，各杆件应尽量伸入节点，使 节点板变小，从而可减小节点刚性次应力，并可加强节 点外刚性。桥梁工程桥梁工程(4)节点板须力求其尺寸小，轮廓简单，不要有凹角，主桁节 点板的厚度一般不小于节点板须力求其尺寸小，轮廓简单，不要有凹角，主桁节 点板的厚度一般不小于12mm。(5)杆件及节点板工地连接的螺栓孔眼，是用机器样板钻制 成的，螺栓孔位置可按桥梁厂已有的机器样板的孔眼布置，但用程序控制钻孔者可不受样板的约束。(6)为了使同类
40、型的杆件可以互换，不仅杆件设计长度要 一致，还应使工地连接栓孔布置也一致。同时为了安装方 便，最好使同一根杆件可以调头，所以杆件两端的栓孔布 置最好也相同。(5)杆件及节点板工地连接的螺栓孔眼，是用机器样板钻制 成的，螺栓孔位置可按桥梁厂已有的机器样板的孔眼布置，但用程序控制钻孔者可不受样板的约束。(6)为了使同类型的杆件可以互换，不仅杆件设计长度要 一致，还应使工地连接栓孔布置也一致。同时为了安装方 便，最好使同一根杆件可以调头，所以杆件两端的栓孔布 置最好也相同。桥梁工程桥梁工程二、主桁节点设计步骤二、主桁节点设计步骤(1)按照结构计算图式画出交汇于节点的各杆件的截面重 心轴线。这些轴线应
41、交汇于一点。(1)按照结构计算图式画出交汇于节点的各杆件的截面重 心轴线。这些轴线应交汇于一点。但为了设置拱度，有些节点的杆件并不交汇于一点。但为了设置拱度，有些节点的杆件并不交汇于一点。(2)先画出弦杆的外轮廓，其次画出竖杆的外轮廓，然 后再画出斜杆的外轮廓。(3)布置两斜杆上的栓孔，定出斜杆的端线。(4)根据斜杆栓孔的布置，画出节点板的外轮廓线(2)先画出弦杆的外轮廓，其次画出竖杆的外轮廓，然 后再画出斜杆的外轮廓。(3)布置两斜杆上的栓孔，定出斜杆的端线。(4)根据斜杆栓孔的布置，画出节点板的外轮廓线。(5)布置竖杆及下弦杆的连接螺栓及边缘轮廓线。(7)调整节点板至规划形状，必要时增加各
42、杆栓钉排数(5)布置竖杆及下弦杆的连接螺栓及边缘轮廓线。(7)调整节点板至规划形状，必要时增加各杆栓钉排数。(6)通过计算，验算弦杆拼接板及拼接用的螺栓数。(6)通过计算，验算弦杆拼接板及拼接用的螺栓数。桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程三、主桁节点构造三、主桁节点构造先说明节点的标注符号先说明节点的标注符号0EE2EE4EE5EE0EE 2EE 4EE 1AA3AA5AA3AA 1AA)(00EEE节点图节点图2G5G4P1P4G)(00EEE节点图节点图支座 座板支座 座板12B下弦杆下弦杆端斜杆节点板端斜杆节点板隔板隔板2G)(00EEE节点图隔板节点图隔板5G拼接板拼接板
43、拼接板拼接板4P1P隔板隔板4G隔板隔板2G隔板隔板5G拼接板拼接板拼接板拼接板4P1P隔板隔板4G支座 座板支座 座板12B)(00EEE节点图节点图节点板节点板)(00EEE节点图节点图节点图节点图)(11AAA节点图端斜杆上弦杆斜杆竖杆节点图端斜杆上弦杆斜杆竖杆)(11AAA节点板节点板节点图节点图)(11AAA隔板隔板1G加劲角钢加劲角钢)(22EEE节点节点)(22EEE节点节点20EE21EA22AE32AE42EE节点板节点板)(22EEE节点板节点板20EE22AE32AE42EE拼接板拼接板节点节点)(22EEE节点板节点板拼接板拼接板20EE21EA22AE42EE节点节点
44、)(22EEE节点（内部）节点板下平纵联节点（内部）节点板下平纵联20EE21EA22AE42EE32AE横梁横梁节点节点)(11EEE节点板节点板20EE11EA四、腹杆杆端连接计算四、腹杆杆端连接计算要求：腹杆连接的强度不低于被连接的腹杆的承载能力采用等强度法，腹杆连接承载能力=被连接的腹杆的承载能力要求：腹杆连接的强度不低于被连接的腹杆的承载能力采用等强度法，腹杆连接承载能力=被连接的腹杆的承载能力腹杆连接螺栓数量按下式计算：腹杆连接螺栓数量按下式计算：其中：其中：为高强度螺栓的容许抗滑承载力；为高强度螺栓连接处的抗滑面数；为钢材表面抗滑移系数；为0.45为高强螺栓的设计预拉力；为安全系
45、数，取1.7。为高强度螺栓的容许抗滑承载力；为高强度螺栓连接处的抗滑面数；为钢材表面抗滑移系数；为0.45为高强螺栓的设计预拉力；为安全系数，取1.7。Pn力腹杆的承载连接螺栓数=KNmP/0=Pm0NK桥梁工程桥梁工程高强螺栓的预拉力设计值高强螺栓的预拉力设计值螺纹直径M22M24M27M30性能等级10.9S预拉力设计值kN200240290360腹杆承载力取值：腹杆承载力取值：（1）受拉杆件的承载力，取min ，（2）受压为主反复应力杆件的承载力，取min ，（3）受压杆件的承载力，取（1）受拉杆件的承载力，取min ，（2）受压为主反复应力杆件的承载力，取min ，（3）受压杆件的承载
46、力，取0jAjA1mA0jA1mA桥梁工程桥梁工程五、弦杆杆端连接计算五、弦杆杆端连接计算1.主桁杆件（弦杆）拼装方法节点内拼装和节点外拼装1.主桁杆件（弦杆）拼装方法节点内拼装和节点外拼装桥梁工程桥梁工程桥梁工程桥梁工程五、弦杆杆端连接计算五、弦杆杆端连接计算1.主桁杆件（弦杆）拼装方法节点内拼装和节点外拼装2.弦杆对接拼装计算（1）拼装计算时，要解决的两个内容：一是确定拼接板的尺寸；二是确定拼接板与被拼接杆件连接的螺栓数1.主桁杆件（弦杆）拼装方法节点内拼装和节点外拼装2.弦杆对接拼装计算（1）拼装计算时，要解决的两个内容：一是确定拼接板的尺寸；二是确定拼接板与被拼接杆件连接的螺栓数桥梁工
47、程桥梁工程（2）确定拼接板的尺寸确定拼接板的面积，规范的规定：（2）确定拼接板的尺寸确定拼接板的面积，规范的规定：主桁受拉杆件的拼接板净面积，应较被拼接 部分的净面积 大10；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 应力折减系数同。主桁受拉杆件的拼接板净面积，应较被拼接 部分的净面积 大10；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
48、力折减系数与该压杆的受压容许 应力折减系数同。mA1jAjAmA桥梁工程桥梁工程根据上述的规定可得拼接板的面积：受拉弦杆：受压弦杆：节点内拼接节点外拼接根据上述的规定可得拼接板的面积：受拉弦杆：受压弦杆：节点内拼接节点外拼接jjAA1.19.0/1.11mmAAmmAA11.1（3）拼接板与被拼接杆件连接螺栓数的确定（3）拼接板与被拼接杆件连接螺栓数的确定确定原则：拼接板与被拼接杆件连接螺栓的承载力 不小于拼接板的承载力，可得：受拉杆件：受压杆件：确定原则：拼接板与被拼接杆件连接螺栓的承载力 不小于拼接板的承载力，可得：受拉杆件：受压杆件：jAnPmAnP桥梁工程桥梁工程六、主桁节点板的计算原
49、理六、主桁节点板的计算原理由于：主桁大节点板是位于几根杆件交汇的地方，腹杆 弦杆的内力是通过节点板来平衡的。节点板的应力状态比较 复杂。既有压应力，也有拉应力，还有剪应力。应力分布也 极不均匀。对于节点板计算，目前尚无比较精确的计算方法。由于：主桁大节点板是位于几根杆件交汇的地方，腹杆 弦杆的内力是通过节点板来平衡的。节点板的应力状态比较 复杂。既有压应力，也有拉应力，还有剪应力。应力分布也 极不均匀。对于节点板计算，目前尚无比较精确的计算方法。现主要采用：经验数据+近似验算相结合的方法现主要采用：经验数据+近似验算相结合的方法桥梁工程桥梁工程1.经验数据1.经验数据(1)中等跨度的单线铁路桁
50、架桥，每个节点用两块，其节点板的厚度常用(1)中等跨度的单线铁路桁架桥，每个节点用两块，其节点板的厚度常用12mm;(2)中等跨度的双线铁路桁架桥及跨度较大的单线铁 路桁架桥，其节点板常用两块(2)中等跨度的双线铁路桁架桥及跨度较大的单线铁 路桁架桥，其节点板常用两块16mm厚的板;(3)大跨度重荷载的铁路桁架桥，其节点板常采用更 厚的钢板或多层板。厚的板;(3)大跨度重荷载的铁路桁架桥，其节点板常采用更 厚的钢板或多层板。桥梁工程桥梁工程按上述经验数据，确定节点板的厚度根据主桁杆件尺寸确定外形尺寸根据杆端连接和拼接板连接布置螺栓近似计算按上述经验数据，确定节点板的厚度根据主桁杆件尺寸确定外形
陕公网安备 61072602000132号 违法和不良信息举报：0916-4228922