48m钢桁架铁路桥设计学院：土木工程学院班级：土木0906姓名：张宇学号：1801090603指导老师：方海整理日期：2012年01月07日——目录——第一章设计依据 (2)第二章主桁架杆件内力计算 (4)第三章主桁杆件设计 (10)第四章弦杆拼接计算 (14)第五章节点板设计 (16)第六章节点板强度检算 (16)48m钢桁架桥课程设计一、设计目的：跨度L=48米单线铁路下承载式简支栓焊钢桁梁桥部分设计二、设计依据：1. 设计《规范》铁道部1986TB12-85《铁路桥涵设计规范》简称《桥规》。
2. 结构基本尺寸计算跨度L=48m；桥跨全长L=48.10m；节间长度d=8.00m；主桁节间数n=6；主桁中心距B=5.75m；平纵联宽B0=5.30m；主桁高度H=12.00m；纵梁高度h=1.35m；纵梁中心距b=2.00m；3. 钢材及其基本容许应力：杆件及构件——16Mnq；高强螺栓——40B；精制螺栓——ML3；螺母及垫圈——45号碳素钢；铸件——ZG25；辊轴——锻钢35钢材的基本容许应力参照1986年颁布的《铁路桥涵设计规范》。
4. 结构的连接方式：桁梁杆件及构件，采用工厂焊接，工地高强螺栓连接；人行道托架采用精制螺栓连接；焊缝的最小正边尺寸参照《桥规》；高强螺栓和精制螺栓的杆径为Φ22，孔径d=23mm；5. 设计活载等级——标准中活载6. 设计恒载主桁P3=16kN/m；联结系P4=2.76kN/m；桥面系P2=6.81kN/m；高强螺栓P6=(P2+P3+P4)×3%; 检查设备P5=1.00kN/m；桥面P1=10.00kN/m；焊缝P7=(P2+P3+P4)×1.5%。
计算主桁恒载时，按每线恒载P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7。
三、设计内容：1. 主桁杆件内力计算，并将计算结果汇整于2号图上；2. 围绕E2节点主桁杆件截面选择及检算；3. 主桁E2节点设计及检算；4. 绘制主桁E2节点图(3号图)。
四、提交文件：1．设计说明书； 2． 2、3号图各一张要求：计算正确，书写条理清楚，语句通顺；结构图绘制正确，图纸采用的比例恰当，线条粗细均匀，尺寸标准清晰。
第一章设计依据一、设计规范中华人民功和国铁道部1986年《铁道桥涵设计规范》（TBJ2—85），以下简称《桥规》。
二、钢材杆件 16锰桥（16Mnq）高强螺栓 40硼（40B）螺母垫圈甲45（A45）焊缝力学性能不低于基材精制螺栓铆螺3（ML3）铸件铸钢25п（ZG25п）琨轴 35号缎钢（DG35）三、连接方式工厂连接采用焊接，工地连接采用高强螺栓连接，人行道托架工地连接采用精制螺栓连接，螺栓孔径一律为d=23mm,高强螺栓杆径为Φ22。
四、容许应力16Mnq钢的基本容许应力：轴向应力[]σ=200MPa 弯曲应力[]wσ=210MPa剪应力[]τ=120MPa端部承压（磨光顶紧）应力[]cσ=300 MPa。
疲劳容许应力及其它的容许应力见《桥规》。
五、计算恒载计算主桁时（每线）：主桁P3=16kN/m；联结系P4=2.76kN/m；桥面系P2=6.81kN/m；高强螺栓P6=(P2+P3+P4)×3%=0.7581; 检查设备P5=1.00kN/m；桥面P1=10.00kN/m；焊缝P7=(P2+P3+P4)×1.5%=0.3791。
计算主桁恒载时，按每线恒载P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7。
六、活载等级按“中华人民共和国铁路标准活载（中—活载）”。
标准活载的计算图式见《桥规》。
七、结构尺寸计算跨度L=48m；桥跨全长L=48.10m；节间长度d=8.00m；主桁节间数n=6；主桁中心距B=5.75m；平纵联宽B0=5.30m；主桁高度H=12.00m；纵梁高度h=1.35m；纵梁中心距b=2.00m；斜杆长度 S=13.60m斜杆倾角θ sinθ=0.8087 cosθ=0.5882斜撑倾角α sinα=0.5523 cosα=0.8337其它见尺寸图：第二章 主桁架杆件内力计算一、内力的组成：主桁杆件的内力有以下几部分组成： 竖向恒载所产生的内力p N p N p =∑Ω 静活载内力k N k N k =Ω 竖向活载产生的内力：(1)k N ημ+横向风力（或列车摇摆力）所产生的内力w N 仅作用在上下弦杆，横向风力通过桥门架效应在端斜杆和下弦杆所产生的内力'w N ；纵向制动力所产生的内力t N 。
根据《桥规》规定，设计时候杆件轴力应该按下列情况考虑： 主力 I N =P N +(1)k N ημ+ 主力加风力（或摇摆力）N ∏ ='1()1.2I w w N N N ++ 主力+制动力 N ∏I =1()1.25I t N N + 主桁杆件除述轴力外，还要受到弯矩作用，如节点刚性引起的次弯矩，风力和制动力在某些杆件中引起的弯矩等，这些弯矩在检算杆件截面时应和轴力一起考虑，由于本设计所有杆件的高度均不超过长度的1/10， 故根据《桥规》规定。
不考虑节点刚性的次内力。
主桁各杆的内力图2和表1。
二、影响线三、恒载所产生的内力 根据第一章所提供的资料，，每片主桁所承受的恒载内力：()m kN P P P P P P P P /86.18217654321=++++++=恒载布满全跨，故恒载为： 上弦杆31A A ：KN P N p 28.402)33.21(86.18-=-⨯=Ω=∑下弦杆'22E E ：KN P N p 64.452)24(86.18=+⨯=Ω=∑下弦杆02E E 为：KN P N p 40.251)33.13(86.18=+⨯=Ω=∑端斜杆10A E ：KN P N p 21.453)03.24(86.18-=-⨯=Ω=∑斜杆21E A ：KN P N p 58.271)96.036.15(86.18=-⨯=Ω=∑斜杆23E A ：KN P N p 72.90)65.884.3(86.18-=-⨯=Ω=∑四、活载所产生的内力：1.换算均布活载是影响线加载长度L 与顶点位置α二者的函数，它们之间的函数关系反映在《桥规》附录所列的公式以及表中，根据L 与α从该表中查得每线换算的均布活载K ，除以2得每片主桁承受的换算的均布活载。
下弦杆件'22E E 为例 L=48 α=0.5 0.5K =94.5 K=0.50.5K =47.25KN/m 斜杆21E A 为例1L =38.4 α=0.167 167.0K =104.18 0.5167.0K =52.09 2L =9.6 α=0.167 167.0K =147.26 0.5167.0K =73.63其余各杆件类似，不再赘述。
2.静活载所产生的内力为了求得最大活载内力，换算均布活载K 应布满同号影响线全长。
上弦杆31A A ：KN kN k 97.1025)33.21(10.48-=-⨯=Ω=∑ 下弦杆'22E E ：KN k N k 00.1134)24(25.47=+⨯=Ω=∑ 下弦杆02E E ：KN kN k 03.669)33.13(19.50=+⨯=Ω=∑再以斜杆21E A 为例，产生最大的活载内力的加载情况有两种：活载布满后段L1，长度产生最大的压力，活载布满左段L2长度产生最大的拉力，故分别加载后得： 斜杆21E A ：KN k N k 10.800)36.15(09.521=+⨯=Ω=∑ KN k N k 68.70)96.0(63.732-=-⨯=Ω=∑ 斜杆23E A ：KN kN k 13.231)84.3(19.601=+⨯=Ω=∑ KN kN k 27.476)65.8(06.552-=-⨯=Ω=∑ 端斜杆10A E ： KN kN k 42.1296)03.24(95.53-=-⨯=Ω=∑3.冲击系数 1+μ根据《桥规》规定，钢桁梁的冲击系数1+μ按下式计算：1+μ=1+28/（40+L ）【式中L 对于主要杆件（弦杆、斜杆）为跨长，对于次要杆件（挂杆、立杆）等于影响线长度】弦杆，斜杆及支座冲击系数为：1+μ=1+28/（40+L ）=1.3182 挂杆的冲击系数：1+μ=1+28/（40+L ）=1.5 4.活载发展的均衡系数η《桥规》要求：所有杆件因活载产生的轴向力，弯矩，剪力在计算主力的组合时： 均应乘以活载发展均衡系数η：()a a m -61+1=η ()kpN N a μ+=1下弦杆'22E E ：3028.01134*3182.164.452==a η=1上弦杆31A A ：2974.0)97.1025(*3182.128.402=--=a ()0009.12974.03028.0=-61+1=η下弦杆02E E ：2851.003.699*3182.140.251==a ()0030.12851.03028.0=-61+1=η端斜杆10A E ：2652.0)42.1296(*3182.121.453=--=a ()0063.12652.03028.0=-61+1=η斜杆21E A ：()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-==9149.268.70*3182.158.2712575.010.800*3182.158.271a ()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=-+=5363.19149.23028.06110076.12575.03028.0611η 斜杆23E A ：()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=---=-=1445.027.476*3182.172.902978.013.231*3182.172.90a ()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=++=0264.11445.03028.06111001.12978.03028.0611η 竖杆11E A ：2106.06.477*5.188.150==a ()0154.12106.03028.0=-61+1=η5.活载产生的内力:考虑冲击作用和活载发展的均衡系数在内时,活载所产生的内力为 ()k N μη+1上弦杆件31A A : ()k N μη+1=1.0009*1.3182*（-1025.97）=-1353.65KN 下弦杆件:'22E E ()k N μη+1=1*1.3182*1134=1494.84KN02E E ()k N μη+1=1.0030*1.3182*699.03=924.22KN端斜杆10A E ：()k N μη+1=1.0063*1.3182*(-1296.42)=-1719.71KN 斜杆:21E A ()k N μη+1=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=-=KN KN 14.143)68.70(*3182.1*5363.171.106210.800*3182.1*0076.123E A ()kN μη+1=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=-=KN KN 39.664)27.476(*3182.1*0264.117.33513.231*3182.1*1001.1 五、横向荷载(风力或摇摆力)所产生的内力1.横向荷载计算主桁的上下弦杆兼为上下平纵联的弦杆,端斜杆又是桥门架的腿杆, 横向风力或摇摆力作用在桥上时,将在这些杆件中产生内力。