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文檔簡介

1、石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計單線鐵路簡支鋼板梁橋設(shè)計計算2010 屆 工程力學(xué)系 專 業(yè) 工程力學(xué)專業(yè) 學(xué) 號 20062129 學(xué)生姓名 饒 欣 指導(dǎo)教師 任劍瑩 目 錄第1章、 緒 論11.1 國外鋼橋發(fā)展概述11.2 中國鐵路鋼橋的發(fā)展概況11.3 鋼板梁橋的介紹31.4 鋼板梁橋的特點41.5 鋼板梁橋的歷史41.6 鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式和組成4第2章、主梁設(shè)計52.1 設(shè)計介紹52.2 主梁截面尺寸選擇原則及相關(guān)公式62.3 豎向荷載62.4 內(nèi)力計算及截面擬定62.5 驗算撓度62.6 恒載修正6第3章、主梁的連接103.1 設(shè)計方法103.2 翼緣連接123.3 腹

2、板拼接12第4章 主梁的穩(wěn)定和加勁肋布置144.1 梁的總體穩(wěn)定144.2 腹板穩(wěn)定144.3 腹板疲勞強度驗算144.4 翼緣板疲勞強度驗算144.5 翼緣板穩(wěn)定144.6 焊縫強度檢算14第5章 梁的聯(lián)接系155.1 橫向聯(lián)接系155.2 縱向聯(lián)接系155.3 橫向荷載145.4 縱向聯(lián)接系計算145.5 驗算端橫聯(lián)桿件強度14第6章 程序檢算476.1 建立模型476.2結(jié)果分析52 第7章 結(jié)論與展望477.1 與手算結(jié)果對比477.2 展望52謝 辭58第1章 緒論1.1 國外鋼橋的發(fā)展概況從19世紀20年代,隨著鐵路蒸汽機車的出現(xiàn),人們開始修建鐵路,鐵路橋梁也隨之發(fā)展起來。在歷史上

3、,當鐵路橋開始修建時,造橋的材料還只限于木材、磚石、鑄鐵,其后才有鍛鐵型材(板、角鐵),早期的鋼橋?qū)嵸|(zhì)上是用鑄鐵和鍛鐵修建的鐵橋。19世紀70年代出現(xiàn)的鋼材,而鋼材在橋梁上的廣泛應(yīng)用是在19世紀90年代以后。由于以內(nèi)燃機為動力裝置的汽車是在19世紀后葉方才出現(xiàn),公路鋼橋出現(xiàn)在鐵路鋼橋之后。但是,隨著公路的蓬勃發(fā)展和多樣化需要,20世紀30年代,鐵路鋼橋原先占有的各種大跨度鋼橋紀錄逐步被公路鋼橋取代,特別是二次世界大戰(zhàn)以后,德國、日本等國家由于戰(zhàn)后重建的需要,修建了大量的公路鋼橋。鋼橋設(shè)計理論與制造技術(shù)得到不斷完善,已建立起了較為系統(tǒng)和完善的設(shè)計規(guī)范與制造施工工藝。1.2 中國鐵路鋼橋的發(fā)展概況

4、在新中國建國前的20世紀20年代之前所建的鐵路大橋,諸如在哈爾濱的松花江橋、在濟南洛口的黃河老橋、在鄭州以北的黃河老橋等,都是由外國人設(shè)計的。由我國自己設(shè)計、制造和安裝的第一座鋼橋是1894年由詹天佑主持修建的灤河大橋,該橋上部結(jié)構(gòu)由多空鋼桁梁和鋼板梁組成。1937年建成錢塘江大橋。該橋按公路、鐵路兩用橋設(shè)計,上層設(shè)雙車道公路,車道寬6.1m,兩側(cè)人行道各寬1.52m;下層為單線鐵路。正橋18孔,由214.63m簡支上承式鋼板梁與1665.84m簡支鋼桁梁組成。主桁用華倫式平行弦三角形桁架,桁架中心距6.1m,桁高10.7m,采用鉻合金鋼制造,鉚釘連接,在岸邊拼裝,借助漲落潮整孔浮運架設(shè),正橋

5、下部結(jié)構(gòu)主要采用空心鋼筋混凝土橋墩、氣壓沉箱基礎(chǔ),沉箱長17.7m,寬11.3m高6.1m,于岸邊制造,浮運就位,基礎(chǔ)深達47.8m。舊中國的鐵路鋼橋建設(shè),由于受到當時的政治、經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)條件的限制,材料、設(shè)計水平、制造水平、施工技術(shù)等條件都很落后,鋼橋的發(fā)展極為緩慢,其中大多數(shù)為結(jié)構(gòu)簡單的鋼梁,主跨超過100m的只有兩座鋼橋:一座是隴海線上的黑石關(guān)伊洛河橋,主跨為128.7m;另一座是津浦線上的濼口黃河橋,主跨為164.7m。解放前在我國修建的鋼梁大部分由外國制造,有我國自己生產(chǎn)的鋼梁總量還不到1000t。新中國建國后,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國鐵路鋼橋的整體水平已經(jīng)有了長足的進步,逐步實現(xiàn)了

6、結(jié)構(gòu)形式的多樣化、橋梁規(guī)模大型化,橋梁連接全部焊接化。特別是近十年來,整體節(jié)點的出現(xiàn)焊接不但用于結(jié)構(gòu)組成,而且用于構(gòu)建的連接,節(jié)省了鋼材用量,并使結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量易于保障。主跨312m的蕪湖長江公鐵兩用大橋的建成標志著我國鐵路大跨度鋼橋的建設(shè)達到了一個新的高度。我過鐵路鋼橋的發(fā)展的主要標志有:(1) 橋梁標準設(shè)計和栓焊鋼梁20世紀60年代初期修訂了鐵路橋的標準跨度。制定了跨度24m、32m及40m的上承及下承式焊接板梁橋標準設(shè)計,增加了使用最廣的跨度為48m、64m及80m的單線鐵路下承桁梁橋標準設(shè)計。設(shè)計采用低合金鋼,工廠焊接,工地高強度螺栓連接。(2) 鐵路鋼橋跨越能力不斷加大著名的武漢長江大

7、橋、南京長江大橋、九江長江大橋等一系列大跨度鐵路橋的建成和通車標志著我國的橋梁施工水平飛速提高,我國交通事業(yè)從此迎來了“一橋飛架南北,天塹變通途”的新格局。(3) 鋼材產(chǎn)量的增加和新材料的開發(fā)與利用鐵路鋼橋整體技術(shù)的提高離不開鋼材的產(chǎn)量和材料的更新。截止2003年,我國鋼材產(chǎn)量已達到2.3億噸,連續(xù)8年居世界首位。同時,不斷開發(fā)新的鋼材品種,提高鋼材質(zhì)量和性能。鋼橋所用的材料從最初的碳素鋼到低合金高強度鋼,再到適于制造和焊接的低合金高強度鋼,鋼材的以冶煉控制技術(shù)不斷完善。(4) 鐵路鋼橋制造和施工技術(shù)顯著提高焊接手段有了明顯提高,自動埋弧焊、自動與半自動二氧化碳氣體保護焊、藥芯焊絲、陶瓷襯墊等

8、在鋼橋制造與安裝中得到廣泛應(yīng)用。焊接工藝水平也有很大提高,在焊接順序、焊縫焊道的選取、焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化、反變形預(yù)設(shè)及變形校正工藝等方面來保證焊接質(zhì)量和控制焊接變形。(5) 科研成果促成新的設(shè)計概念和設(shè)計理論計算機技術(shù)的發(fā)展使得復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)的計算有了根本性的改變,橋梁的cad技術(shù)使不同結(jié)構(gòu)方案和構(gòu)造細節(jié)的比選更加容易,多種因素影響分析更加方便;整體節(jié)點的成功采用使得焊接不但用于構(gòu)件組成,也可用于構(gòu)件間的連接,不但節(jié)省鋼材、降低投資,而且使結(jié)構(gòu)質(zhì)量更加得到保證。(6) 鐵路橋梁設(shè)計規(guī)范設(shè)計規(guī)范不僅要以理論研究為基礎(chǔ),而且要依據(jù)實際應(yīng)用成果和經(jīng)驗修訂。一個時期的鋼橋設(shè)計規(guī)范既反映了前一個時期的鋼

9、橋發(fā)展水平,同時也對其后的鋼橋設(shè)計、制造與安裝起到指導(dǎo)作用。從1971年到1974年、1979年到1983年以及1985年到1996年這三個階段我國鐵路橋梁設(shè)計規(guī)范不斷得到修改和實行,使得規(guī)范更科學(xué)合理。1.3 鋼板梁橋的介紹鋼梁橋是一種非常普遍的橋梁形式,是指由鋼板或型鋼等通過焊接、螺栓或鉚釘?shù)冗B接而成的工字形或者箱形截面的實腹式鋼梁作為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁。箱形截面鋼板梁橋習(xí)慣上簡稱為綱箱梁橋,工字形截面鋼板梁橋習(xí)慣上簡稱為鋼板梁橋。鋼板梁橋是中小跨徑橋梁中最常用的鋼橋形式,同時也是構(gòu)成其他形式鋼橋構(gòu)件的一部分。鋼板梁橋的構(gòu)造原理和設(shè)計方法是鋼橋的最基本部分,也是其他形式鋼橋設(shè)計的基礎(chǔ),可以

10、說鋼板梁橋是鋼橋形式中最重要的組成部分。1.4 鋼板梁橋的特點鋼板梁橋是一種很早就被采用的橋梁形式。由于他比桁架等別的形式具有外形簡單的特點,所以,他所需要的制造和架設(shè)費用都較低。譬如,在作施工設(shè)計是,由于上述特點,就可以采用自動或半自動焊接工藝。再有,就是油漆、檢查等都比較簡單方便,所以管理及維修費用也少。特別是箱梁結(jié)構(gòu),這些優(yōu)點就更加突出。板梁橋用作坡道橋時,可采用結(jié)合梁橋或鋼板面板梁橋的形式。這些橋梁結(jié)構(gòu)中,由于令橋面板參與主梁的作用而使之具有主梁上翼緣的功能,所以,這種梁橋在力學(xué)方面來講是有利的。再者,鋼橋面板梁橋和箱型梁橋,由于其翼緣板寬而薄,可以在一定板厚的條件下變化板寬而隨意改變

11、翼緣的截面積,這樣,就容易使設(shè)計更加合理。當然,為了防止上翼緣板本身喪失局部穩(wěn)定,需要設(shè)置適當?shù)募觿爬摺S捎诎辶簶蚴且环N需同時承受彎曲和剪切的結(jié)構(gòu),所以從力學(xué)性能上來講,板梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)效率比其他結(jié)構(gòu)如懸索橋、拱橋、桁架橋等是稍差的。因此,盡量減小腹板厚度來減少適當?shù)挠娩摿康淖龇ㄒ呀?jīng)成為一種世界性的傾向。當然,為了不使腹板承載力因此而急劇下降,需設(shè)置適當?shù)目v橫加勁肋。此外,由于采用極限設(shè)計法,利用了腹板彈性屈曲后相當大的承載力,這樣,將板梁橋設(shè)計得更為經(jīng)濟的可能性就更加明顯了。再有,可按照應(yīng)力種類及其分布情況,在沿橋跨度方向的不同位置,采用不同的鋼種;或者是翼緣和腹板采用不同的鋼材,這樣也可以使

12、設(shè)計更加經(jīng)濟與合理。當翼緣和腹板采用不同鋼材時,一般都是翼緣鋼材較腹板鋼材的強度為大,這種梁稱為異材梁(hybrid girder).還有,可以改變粱高,使梁截面所具有的抵抗彎矩和抵抗剪力與彎矩和剪力沿梁長的變化相適應(yīng)。這種變截面梁橋可以跨越較大的跨度。1.5 鋼板梁橋的歷史板梁橋的歷史是很悠久的。近代板梁橋時代是以第二次世界大戰(zhàn)后,1948年在西德的科隆將一架舊橋重建成三跨連續(xù)板梁橋而開始的。這座橋跨度132.13m+184.45m+120.73m。他利用了當時在戰(zhàn)時被炸毀的舊懸索橋的橋墩,用同樣長度的跨度跨越,為此成為一個轟動當時橋梁界的壯舉。這座橋的實質(zhì),在出現(xiàn)了廣泛用于飛機結(jié)構(gòu)上的薄壁

13、閉合截面結(jié)構(gòu)形式的所謂箱梁橋的新橋梁形式時,才被清楚的認識到。也就是說,梁的截面是由兩塊很寬的上下翼緣板及兩塊腹板構(gòu)成的箱型截面,而在上翼緣上鋪設(shè)瀝青兼做橋面板用。中間跨的跨中截面粱高為跨長的1/56,十分纖細,而在中間墩上方粱高卻增至8m,因此,截面變化是十分明顯的。采用了這種新形式后,每平方米用鋼量為630kg,約為舊橋的2/3,可以說做到了輕型化。這用戰(zhàn)前設(shè)計梁橋的理論是不可能做到的。在此之后,1956年西德的技術(shù)人員在貝爾格萊德架設(shè)了跨度為75m+261m+75m的save橋。這座橋是在兩個板梁上方設(shè)置鋼橋面板而成的,它參與了主梁工作從而組成一個形的截面構(gòu)造形式,這種形式就稱為雙主梁橋

14、,雙主梁橋的特點是(1)板梁在荷載作用下,腹板的應(yīng)力狀態(tài)是按三角形分布的,這樣,在設(shè)計時對容許應(yīng)力而言往往有相當大的敷余量。因此,僅具有最低限度的兩個腹板的雙主梁橋在用鋼量上,較之具有多腹板的多主梁橋就有相當大的節(jié)省。(2)雙主梁橋的翼緣板寬度小而厚,所以,容易根據(jù)彎矩分布來改變翼緣的截面積。(3)翼緣板不用設(shè)置加勁肋,而腹板加勁肋的總數(shù)也較少,所以總用鋼量也較省。(4)雙主梁的構(gòu)件數(shù),組成構(gòu)件的零件數(shù),構(gòu)件種類,焊接長度,螺栓個數(shù)等都較少,構(gòu)件形狀也較簡單,所以優(yōu)點是制造及架設(shè)費用都較低,由此可見,在板梁橋中,雙主梁是實現(xiàn)長大、輕型以及經(jīng)濟化的最有前途的橋梁形式。1.6 鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式與

15、組成1.6.1鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式鋼板梁橋的主梁,通常采用工字鋼、h形鋼、焊接工形梁等結(jié)構(gòu)形式,主梁與主梁之間采用橫梁和縱梁相連形成整體受力結(jié)構(gòu)。主要受力結(jié)構(gòu)的主梁和橫梁在平面上形成格子形狀的梁格,因此鋼板梁橋也被稱為格子梁橋。工字鋼和h形鋼是由工廠軋制而成,通常為等截面形式,與焊接鋼梁相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的特點。但是,采用工字鋼和h形鋼作為鋼板梁橋的主梁,截面尺寸往往會受到工廠的軋制能力的限制,跨越能力較小,通常在20m以下,這種由工字鋼或h形鋼作為主梁的鋼梁橋統(tǒng)稱為“beam bridge”,為了提高工字鋼和h形鋼的跨越能力,可在上下翼緣板上增加蓋板,蓋板通常采用焊接形式與型鋼連接。焊

16、接工形鋼是由上下翼板和腹板焊接而成,具有結(jié)構(gòu)靈活、構(gòu)造簡單、受力明確、工地連接方便、單個構(gòu)件重量輕等優(yōu)點,使用跨徑可達到60m,是中小跨徑鋼梁橋最為經(jīng)濟和采用最多的結(jié)構(gòu)形式。但是,焊接工形梁的抗扭剛度和橫向抗彎剛度較小,在運輸和安裝過程中或者橋梁的寬跨比較小時,必須充分注意橫向失穩(wěn)問題。焊接工形梁橋稱為“i-girder bridge”。鋼板梁橋根據(jù)支承條件和受力特點可以分為:簡支鋼板梁橋、連續(xù)鋼板梁橋和懸臂鋼板梁橋。簡支鋼板梁橋是最為簡單的結(jié)構(gòu)形式,經(jīng)濟跨徑一般在40m以下,當跨徑較大時,采用連續(xù)鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式,它的經(jīng)濟跨徑可以達到60m,與簡支梁橋相比,連續(xù)鋼板梁橋有伸縮縫少、噪音小、

17、行車平穩(wěn)、撓度小、截面經(jīng)濟等優(yōu)點,又逐漸取代簡支梁的趨勢,但是,連續(xù)梁對地基和支座的不均勻沉降較為敏感,軟土地基的連續(xù)梁橋附加彎矩較大。懸臂鋼板梁橋是靜定結(jié)構(gòu),彎矩卻與連續(xù)梁橋比較接近,截面比簡支梁經(jīng)濟,對地基不均勻沉降不會產(chǎn)生附加彎矩,但是它的伸縮縫多、懸臂的撓度大、有折角現(xiàn)象,對于行車不利,而且牛腿結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易引起疲勞破壞等,目前已經(jīng)很少被采用,只用于不適合修建其他橋型的特殊情況。按橋面板形式還可以分為鋼筋混凝土橋面板鋼板梁橋和鋼板面板梁橋。其中根據(jù)橋面板與主梁的受力情況又分為結(jié)合梁橋和非結(jié)合梁橋。結(jié)合梁橋的橋面板參與主梁共同工作,鋼板梁與橋面板結(jié)合后由組合截面承受外荷載,非結(jié)合梁橋的橋

18、面板不參與主梁共同受力,外荷載由鋼板梁單獨承擔。對于鋼筋混凝土橋面板結(jié)合梁橋,橋面板與鋼板梁間用剪力連接構(gòu)件連接。鋼橋面由頂板和焊接于頂板上的縱向及橫向加勁肋組成,它具有自重輕、極限承載力大、鋼橋面建筑高度小等特點,是大跨度鋼橋和建筑高度受到限制時最常用的結(jié)構(gòu)形式。橋梁按平面形狀又分為直橋、斜橋和曲線橋等。直橋的橋軸線為直線,并且與支承邊垂直;斜橋的橋軸線為直線但是不與支承邊垂直,支承邊垂線與橋軸線的夾角稱為斜交角;當橋軸線為曲線時稱為曲線橋。1.6.2鋼板梁橋的組成鋼板梁上部結(jié)構(gòu)主要由主梁、橫向聯(lián)接系、縱向聯(lián)接系和橋面系組成。主梁起到整個橋梁的承重作用,把由橫向聯(lián)接系和縱向聯(lián)接系和橋面系傳來

19、的荷載傳遞到支座。橫向聯(lián)接系有實腹式梁和空腹式桁架形式,前者稱為橫梁,后者稱為橫聯(lián)。橫向聯(lián)接系的作用是為了把各個主梁連接成整體,起到荷載橫向分布、防止主梁傾側(cè)失穩(wěn)的作用??v向聯(lián)接系通常采用桁架式結(jié)構(gòu),其作用主要是加強橋梁的整體穩(wěn)定性、與橫梁共同承擔橫向力和扭矩的作用。橋面系主要是為了提供橋梁的行車部分,把橋面荷載傳遞到主梁和橫梁。鐵路鋼板梁橋的橋?qū)捿^窄,多數(shù)采用雙主梁的結(jié)構(gòu)形式。在兩片主梁之間設(shè)置橫向聯(lián)接系結(jié)構(gòu),使它成為一個穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。根據(jù)橋面結(jié)構(gòu)的位置不同,鐵路鋼板梁橋可以分為上承式鋼板梁橋和下承式鋼板梁橋兩種。上承式鋼板梁橋橋面設(shè)置在主梁頂上;下承式鋼板梁橋橋面則是布置在兩片主梁之間,

20、列車在兩片主梁之間通過。對于明橋面,橋枕直接放在主梁上,主梁中心距就是橋枕跨度,若其跨度太小,則鋼軌幾乎為與主梁上方,很難利用橋枕受載時發(fā)生的彈性撓曲來減輕列車的沖擊作用;若橋枕跨度太大,則將使所需的橋枕截面過大,也不合適。橋枕的合理跨度大致1.82.5m。第2章 主梁設(shè)計與內(nèi)力計算2.1設(shè)計簡介橋梁類型:單線鐵路上承式簡鋼板梁橋。設(shè)計依據(jù):鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)范(tb 10002d22005),鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范。橋梁跨度:20m。主梁數(shù)目:2。從強度角度考慮選用鋼材材料為:q345鋼(16mnq)。荷載考慮恒載、車輛荷載、橫向風載及沖擊荷載。沖擊荷載即列車豎向活載,等于列車豎向靜活載

21、乘以動力系數(shù)(1+)。主梁中心距:決定主梁中心距考慮以下幾個方面:1.橋枕的合理跨度。橋枕直接放在主梁上,主梁中心距就是橋枕跨度,橋枕的合理跨度一般在1.82.5m之間。2.為避免橋跨結(jié)構(gòu)在水平力作用下發(fā)生橫向傾覆,因此主梁中心距不能太小。3.為使橋跨結(jié)構(gòu)具有必要的橫向剛度,橋規(guī)要求主梁中心距不得小于計算跨度的1/15,且不小于2.2m。根據(jù)這幾點此處上承式板梁橋的主梁中心距采用2.4m。橋枕尺寸:20cm24cm300cm。橋面寬度:5m。橋面布置雙側(cè)人行道木步板。2.2主梁截面尺寸選擇原則及相關(guān)公式:根據(jù)主要擬定原則,腹板高度大約比梁高小812cm,腹板厚度一般可選用1012mm,對跨度等

22、于或大于16m的焊接板梁,腹板厚度不宜小于12mm,以減小焊接所引起的對腹板的削弱。2.2.1主梁經(jīng)濟高度: (2-1)式中,系數(shù),取2.52.7 彎曲容許應(yīng)力(mpa) 設(shè)計彎矩值(kn m) 腹板厚度(mm)2.2.2主梁最小高度: (2-2)式中,均布恒載(kn/m); 計算跨徑(m); 沖擊系數(shù); 彈性模量(mpa) 均布活載(kn/m); 彎曲容許應(yīng)力(mpa); 容許最大撓度(mm)2.2.3估算所需翼緣截面積: = (2-3)式中,h主梁高度(m); m設(shè)計彎矩值(knm); 腹板厚度(mm);翼緣厚度不宜太大(最好不超過32mm)。橋枕直接鋪放在翼緣板上,則根據(jù)橋枕承壓強度要求

23、,翼緣板寬度應(yīng)不小于240mm。2.2.4截面應(yīng)力驗算(1).驗算彎曲應(yīng)力:主梁截面上的最大彎曲應(yīng)力: (2-4) 式中, 截面抗彎慣性矩(); 設(shè)計彎矩(kn m); 容許彎曲應(yīng)力(mpa)(2).驗算剪應(yīng)力: 主梁截面上的最大剪應(yīng)力: (2-5)323323 (2-5)式中,截面剪力值(kn); 截面對中性軸慣性矩(); 截面中性軸以上面積對中性軸的面積矩(); 腹板厚度(mm);2.3豎向荷載:2.3.1恒載:參照相關(guān)設(shè)計資料,設(shè)橋跨自重=17kn/m,橋面重:根據(jù)橋規(guī)雙側(cè)有人行道木步板時=8kn/m,故每片主梁所受恒載=1/2(17+8)=12.5kn/m2.3.2活載:鐵路活載用中活

24、載的換算均布活載k值(計算單片主梁取換算值k的一半,其符號仍用k表示),按影響線頂點位置a及加載長度l從橋規(guī)中查表可得。沖擊系數(shù)(1+)按公式: (2-6) 圖2-7 中活載圖式2.4內(nèi)力計算及截面擬定:按影響線面積法求出設(shè)計截面因恒載和活載所產(chǎn)生的m和q的最大值。兩者相加即得梁的計算內(nèi)力??缰袕澗赜绊懢€圖:圖2-8 跨中彎矩影響線圖影響線面積 查表得=55.1,則 =625+4041.6=4666.6knm梁端剪力影響線圖:圖2-9 梁端剪力影響線圖影響線面積=10查表得=64.7,則=1075kn為防止焊接對腹板厚度的削弱,腹板厚度選取15mm。主梁經(jīng)濟高度由式(2-1),=200cm估算

25、最小梁高:由式(2-2),=171.56cm估算翼緣截面積:由式(2-3),由以上數(shù)據(jù)及相關(guān)原則選取主梁高度為200cm,跨中翼緣截面擬為362.5=90對于鋼板梁橋,由于跨徑不大(通常小于60m),一般不采用改變梁高的變截面設(shè)計(因為變梁高的鋼板梁制作、運輸和安裝非常麻煩),因而此處采用改變翼緣板板厚的方法來實現(xiàn)變截面。為了方便,截面變化位置選取在主梁工地連接處(連接處為主梁四分之一截面、跨中截面和四分之三截面處,但跨中截面連接處不作截面變化),不同板厚的翼緣板高強度螺栓連接采用填板調(diào)整,如圖所示:圖2-10 梁拼接處填板調(diào)整圖單片主梁示意圖:圖2-11 主梁示意圖跨中截面示意圖如下圖:圖2

26、-12 梁跨中截面圖截面慣性矩:(翼緣對其中性軸的慣性矩略去)驗算跨中截面彎曲應(yīng)力變截面梁段翼緣板厚度擬為,這是因為根據(jù)鐵路橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范有翼緣板伸出長度(從腹板中心算起)對其厚度之比不得大于。因而翼緣板厚度不宜小于1.8cm。 圖2-13 梁端截面圖其截面慣性矩:由影響線面積法求截面變化處彎矩大小,變截面處彎矩影響線如下圖:圖2-14 四分之一截面處彎矩影響線圖(查表得)驗算截面變化處(即1/4截面處)的最大彎曲應(yīng)力:。驗算梁最大切應(yīng)力:由于截面變化處其腹板承受的剪力和彎矩都較大,所以應(yīng)驗算合成應(yīng)力: (2-15)式中,校核處彎曲正應(yīng)力(mpa); 校核處剪應(yīng)力(mpa) 圖2-16 截面

27、合成應(yīng)力校核點示意圖變截面處剪力影響線如下圖:圖2-17 四分之一截面處剪力影響線圖影響線面積剪力大小為合成應(yīng)力校核處剪應(yīng)力:合成應(yīng)力校核處正應(yīng)力:由式(2-15):符合強度要求。驗算1/8截面處的內(nèi)力及合成應(yīng)力:彎矩影響線如下圖:圖2-18 八分之一截面處彎矩影響線圖查表得為影響線面積,則截面彎矩為:截面最大正應(yīng)力合成應(yīng)力校核處正應(yīng)力截面剪力影響線如下圖:圖2-19 八分之一截面剪力影響線圖影響線面積:截面剪力:合成應(yīng)力校核處剪應(yīng)力:由式(2- 15) 合成應(yīng)力:2.5驗算撓度:靜活載產(chǎn)生撓度:根據(jù)設(shè)計規(guī)范,靜活載所產(chǎn)生的豎向撓度不應(yīng)超過主梁跨度的1/800。驗算如下: 為較小截面慣性矩。

28、, 符合要求。2.6恒載修正:單個主梁體積:=鋼密度為/主梁質(zhì)量=主梁自重荷載/=,。故實際主梁自重荷載小于之前的估算恒載。且相差較大。根據(jù)前面的驗算截面尺寸完全符合強度要求。可選定為實際截面。下面計算橋梁實際恒載和活載作用下橋梁跨中截面和端截面的內(nèi)力。作為橋梁內(nèi)力的修正。橋梁實際恒載考慮主梁自重、橋面重、加勁肋重量和主梁間的聯(lián)接系及高強度螺栓和拼接板重量:單個主梁加勁肋數(shù)量為22,單個加勁肋重量按中間加勁肋算(參照后續(xù)的加勁肋布置),為,加勁肋總重為,其均布荷載為,單個主梁承受連接系和拼接系荷載參照相關(guān)資料可取加勁肋荷載的1.2倍。故單個主梁實際恒載為。計算實際內(nèi)力:跨中彎矩:梁端剪力:跨中

29、截面最大正應(yīng)力:梁端剪力:第3章 主梁的連接3.1設(shè)計方法:根據(jù)我國鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,板梁翼板用高強度螺栓時,其螺栓數(shù)量應(yīng)按連接桿件的承載力計算,即采用全承載力設(shè)計法(全強設(shè)計法),板梁腹板螺栓群的強度不得小于拼接處腹板凈截面抗彎強度與該處最大剪力的組合強度。故對于彎矩來講,按腹板的全強設(shè)計;對于剪力,按拼接所在位置的最大剪力考慮。鋼橋由于活載較大很少采用承壓型高強螺栓,而選用摩擦型高強螺栓。拼接處位置選擇在四分之一截面,跨中截面及四分之三截面這三處。每段拼接梁單元長5m。拼接梁單元如下圖所示:圖3-1 拼接單元梁立面圖全承載情況下:()腹板所承受的彎矩:翼緣板所承受的彎矩:由鐵路橋梁鋼

30、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范有:即3.2翼緣連接:根據(jù)全承載力設(shè)計法,拼接板的截面面積應(yīng)大于等于翼緣板的截面面積,設(shè)翼緣拼接板板厚為,則 ,軸力:所需螺栓個數(shù): 取具體布置如下圖所示:圖3-2 翼緣板拼接圖3.3腹板拼接:按照相關(guān)規(guī)范拼接板的抗彎慣性矩應(yīng)大于等于腹板的抗彎慣性矩,設(shè)腹板拼接板板厚為,則:,因此腹板拼接板厚度選取為1cm。腹板拼接具體布置如下圖所示:圖3-3 腹板拼接圖驗算螺栓強度:拼接所在位置的最大剪力,由彎矩和剪力方向可知最下緣螺栓受力最大:故螺栓強度符合要求。主梁截面拼接后如下圖所示:圖3-4 截面拼接后橫截面圖第4章 主梁的穩(wěn)定和加勁肋布置4.1梁的總體穩(wěn)定:梁所受軸力為0,屬于壓彎

31、桿件。整體穩(wěn)定需滿足:,梁高,上平縱聯(lián)節(jié)間長度l(主梁間距)= 換算長細比:,查表得其縱向彎曲系數(shù)為0.9,則,故,梁滿足整體穩(wěn)定要求。4.2腹板穩(wěn)定:表4-1 加勁肋的設(shè)置與腹板高厚比對應(yīng)表規(guī)范鋼材種類不設(shè)縱向和豎向加勁肋僅設(shè)豎向加勁肋豎向加勁肋和一段縱向加勁肋豎向加勁肋和二段縱向加勁肋中國公路鋼橋q235q3457060160140280240_中國鐵路鋼橋_50140250_計算最大腹板高厚比:,4.2.1加勁肋布置:對應(yīng)表中規(guī)范應(yīng)該設(shè)置豎向加勁肋,不需設(shè)置縱向(水平)加勁肋。具體布置為:腹板在主梁兩側(cè)對稱設(shè)置,端部和中間加勁肋等距布置,根據(jù)規(guī)范設(shè)置其間距為2m(不超過2m)。端加勁肋由

32、于起到承壓的作用,其下部應(yīng)與下翼緣磨光頂緊,中間加勁肋下部不與下翼緣焊接(防止影響焊縫的疲勞強度),也無需頂緊,故中間加勁肋的下端一般在距受拉翼緣50100mm處斷開。如下圖所示:圖4-2 中間加勁肋布置圖(正面)主梁豎向加勁肋布置簡圖:圖4-3 主梁側(cè)面加勁肋布置圖根據(jù)規(guī)范,加勁肋截面對腹板與加勁肋的焊接線慣性矩不應(yīng)小于:,式中為腹板凈高度,為腹板厚度。中間加勁肋截面尺寸擬定為。則,故滿足。端加勁肋設(shè)置在支座處,主要承壓,截面尺寸定為。壓桿面積:端加勁肋布置示意圖:圖4-4 端加勁肋布置圖4.2.2加勁肋驗算軸向應(yīng)力檢算:端部承壓應(yīng)力檢算:端部加勁肋穩(wěn)定驗算:,查表得,則4.3腹板耐勞強度的

33、驗算:圖4-5 腹板疲勞強度驗算點圖由于a點兼受法向拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,在反復(fù)荷載作用下,有較高的應(yīng)力集中,故應(yīng)驗算該處腹板的疲勞強度。即: (4-6) (4-7) (4-8)式中, 靜荷載作用下的正應(yīng)力(mpa); 靜荷載與動活載作用下的正應(yīng)力(mpa)取1/4截面驗算:故取較大的。由式(4-6)、(4-7)、(4-8)有:;,故。疲勞強度符合要求。4.4翼緣板疲勞強度驗算:翼緣板因用高強度螺栓連接,存在栓孔削弱,當列車通過橋梁是,板梁截面中性軸以下部分將承受數(shù)值變動的拉應(yīng)力,應(yīng)驗算受拉翼緣的疲勞強度,驗算如下:翼緣板截面凈截面面積:截面凈截面慣性矩:驗算公式: (4-9)式中,疲勞容許應(yīng)力(m

34、pa); 凈截面抗彎慣性矩() 主梁跨中截面最大彎矩(knm) (4-10) (4-11) 則由式(4-9)、(4-10)、(4-11): , 由此得:。翼緣板疲勞強度不符合要求,需要增大翼緣板的面積,考慮在拼接前在跨中位置的下部受拉翼緣板上焊上一塊同材質(zhì)同寬度的鋼板,板長為翼緣拼接板長的一半,設(shè)焊后翼緣板厚度為=5cm,截面示意圖如下圖:圖4-12 疲勞強度加強后的跨中截面先確定中性軸位置:截面對上翼緣頂部的靜矩:則中性軸到上翼緣頂部的距離為:截面的凈截面慣性矩:由式(4-7)有,結(jié)果符合疲勞強度要求。4.5翼緣板穩(wěn)定:翼緣伸出肢寬度和厚度之比分別為18/2.5(跨中截面);18/2(梁端截

35、面),均小于10,根據(jù)規(guī)范翼緣的穩(wěn)定滿足要求。翼緣板與腹板的焊縫連接采用半自動焊,焊縫尺寸為10,焊縫長度設(shè)為15,則。4.6焊縫強度檢算:4.6.1翼緣板和腹板連接焊縫:此處只檢算梁端處的焊縫強度,因為主梁端處剪力最大,焊縫承受的剪力也較大。設(shè)單位長度的水平剪力為,剪應(yīng)力,沿梁跨度單位長度()內(nèi)剪應(yīng)力的總和為,此即長的翼緣焊縫需傳遞的水平剪力。設(shè)最大輪壓產(chǎn)生的豎向剪力為,由橋枕傳下的最大輪壓(包括沖擊力)按平均分布在100cm范圍內(nèi)計算,即沿跨長1cm內(nèi)的豎向剪力。按鐵路標準活載最大輪壓為,故求單位長度內(nèi)翼緣焊縫承受的總剪力。合成剪力: (4-13)計算合成剪應(yīng)力:則:符合強度要求。4.6.

36、2豎向加勁肋(端部)與腹板的焊縫連接:焊縫主要承受軸向壓力:根據(jù)焊縫強度要求有: ,為焊縫長度,設(shè)計為168cm。則:。第5章 梁的聯(lián)接系連接系材料采用q235鋼。5.1橫向聯(lián)接系:鋼板梁由于橫向抗彎慣性矩和抗扭慣性矩很小,在面內(nèi)彎矩、水平力和扭矩作用下,容易產(chǎn)生彎扭失穩(wěn)。因此,一般情況下,鋼板梁單根主梁不能單獨承擔水平力和扭矩等,主梁與主梁間必須連接在一起受力。橫向聯(lián)接系(端橫聯(lián))示意圖:圖5-1 端橫聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖圖5-2 端橫聯(lián)受橫向荷載示意圖上圖為端橫聯(lián)受橫向荷載(主要是風荷載)的受力情況圖主要為風荷載等水平荷載作用下,分攤到一個橫聯(lián)的力。上弦桿受力斜桿受力下弦桿受力豎向力,。根據(jù)跨徑和

37、主梁布置設(shè)定中間橫聯(lián)數(shù)量為4(兩端端橫聯(lián)除外),橫聯(lián)每隔4m布置一個(橫聯(lián)間隔不能過大,規(guī)范規(guī)定一般不大于4m,以此防止主梁側(cè)傾失穩(wěn)),端橫聯(lián)上下桿件間距設(shè)為主梁的3/4,即1.5m。端橫聯(lián)因為參與支承橋面板,故其頂部一般與主梁同高。如圖所示桁架式橫聯(lián)結(jié)構(gòu),其抗彎慣性剛度可以采用下式計算:,設(shè)橋的橫向剛度為z,根據(jù)相關(guān)規(guī)范一般z值大于10時,各個主梁受力相對均勻,橋梁橫向剛度能滿足要求。則:,。,取較大的跨中截慣性矩。則,時即可滿足。令,則:,所得結(jié)果為橫向連接系最小斷面尺寸,取。故可設(shè)定其厚度為2cm,寬度為31cm。中間橫聯(lián)以上下橫撐為主,構(gòu)件截面采用與端截面相同的設(shè)計。橫撐焊接于豎向加勁

38、肋上,如下圖所示(節(jié)點板和平縱聯(lián)未畫出):圖5-3 中間橫撐示意圖5.2縱向連接系:縱向連接系的作用主要是:(1)將地震荷載、風荷載等水平力傳遞到之支座;(2)防止主梁下翼緣的側(cè)向變形和橫向振動;(3)與主梁及縱向連接系構(gòu)成空間桁架抵抗水平荷載和扭矩;(4)橋梁安裝定位時主梁的定位??v向連接系分上平聯(lián)和下平聯(lián),上平聯(lián)設(shè)置于上翼緣附近的腹板上的節(jié)點板,下平聯(lián)設(shè)置于下翼緣附近的腹板上的節(jié)點板。節(jié)點板一邊與腹板焊接,另一邊焊接于加勁肋上,節(jié)點板切去一塊,這樣使節(jié)點板邊緣的焊縫至加勁肋與腹板相連的焊縫,保持一定的距離。為減小應(yīng)力集中,節(jié)點板做成圓弧形,并在施焊完畢后用砂輪將焊縫表面進行加工,使表面平順

39、。圖5-4縱向聯(lián)接系(上平縱聯(lián))示意圖縱向聯(lián)接系及受力示意圖:圖5-5 縱向聯(lián)接系受橫向荷載示意圖如上圖所示:縱向聯(lián)接系中的桁架桿ab的內(nèi)力為:,為單位長度的水平荷載。5.3橫向荷載考慮風荷載對于連接系的受力影響。設(shè)風荷載強度為,根據(jù)設(shè)計規(guī)范有:, 式中w為風荷載強度();為基本風壓(),系按平坦空曠地面,離地面20m高,頻率1/100的10min平均最大風速(m/s)計算確定;一般情況下可按規(guī)范中“全國基本風壓分布圖”采用。為風載體形系數(shù),非橋墩構(gòu)件為1.3,為風壓高度變化系數(shù),取軌頂高度處風壓值,為地形地理系數(shù)。、的取值見下面兩表:表5-6 風壓高度變化系數(shù)表離地面或水位高度2030405

40、0607080901001.001.131.221.301.371.421.471.521.56表5-7 地形地理系數(shù)表地形、地理情況一般平坦空曠地區(qū)1.0城市、林區(qū)盆地和有障礙物擋風時0.850.90山嶺、峽谷、湖面、水庫和風口區(qū)1.151.30特殊風口區(qū)按實際調(diào)查和觀測資料計算根據(jù)以上規(guī)范設(shè)定風荷載強度:.5.4縱向聯(lián)接系計算:,計算縱向連接系中桁架桿的最大內(nèi)力:,則為滿足縱聯(lián)桿件的強度要求其截面面積需滿足:。5.5驗算端橫聯(lián)處桿件的強度:作用在主梁的橫向風載大小為:,(側(cè)面面積計算忽略主梁翼緣板厚度變化)。則單個橫聯(lián)承擔風載:,根據(jù)端橫聯(lián)受力情況圖有,端橫聯(lián)桿件最大內(nèi)力即為下弦桿的受力。

41、其軸向應(yīng)力:,遠小于軸向容許應(yīng)力。故強度符合要求。參考文獻1 吳沖.現(xiàn)代鋼橋.北京:人民交通出版社,2006.9.2 小西一郎.鋼橋.北京:人民鐵道出版社,1980.3 張家旭.鋼結(jié)構(gòu).北京:中國鐵道出版社,1997.94 葛俊穎.橋梁工程(上).北京:中國鐵道出版社,2007.8.5 葉見曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2版.北京:人民交通出版社,2005.5.6 胡兆同,陳萬春.橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋.北京:人民交通出版社,2000.11.7 郭兆祺. 鐵路鋼板梁橋設(shè)計問題與建議. 鐵道標準設(shè)計,1993-10.8 李亞東. 橋梁工程概論.西南交通大學(xué)出版社,2000.9 張修身.上承式鋼板梁橋動力特性試

42、驗研究.鐵道建筑,2006年第10期10 楊喆.鋼橋設(shè)計方法及應(yīng)用的研究.長安大學(xué),2003.511 劉曉光.鋼橋疲勞研究關(guān)鍵技術(shù)分析.鋼結(jié)構(gòu),2007年第4期.12 蘇靖,夏禾.鐵路鋼板梁橋橫向加固研究, 工程力學(xué),2001-a01 13 m.veljkovic and b. johansson. designof hybrid steel girders,2003.8.30 混合型鋼梁的設(shè)計摘要混合動力鋼梁是由具有不同等級的凸緣和腹板的鋼架焊接成的,通常,凸緣由高強度鋼(hss)如s690和被稱為s355的低級腹板構(gòu)成,但s460鋼和s355的組合也經(jīng)常被使用。這種混合梁比一般同材質(zhì)的梁更

43、經(jīng)濟,混合梁很早就在美國開始使用,但在歐洲并不普遍使用,在瑞典,它的使用例子因為相比較而言經(jīng)濟被提出。它的設(shè)計規(guī)則也因為合理而被提出,通常其截面等級為根據(jù)歐洲設(shè)計標準3設(shè)定的4級。其在極限荷載狀態(tài)下的抗彎曲能力受局部腹板屈服點的影響。這個屈服點即限制腹板應(yīng)力并同時影響腹板的有效寬度??箯澢Φ墓揭脖缓喕岢?。對于使用極限狀態(tài),該腹板的局部屈服點必須接受,但可逆行為的要求仍然會實現(xiàn)。對于疲勞極限狀態(tài), 設(shè)計標準3規(guī)定限制的壓力不應(yīng)超過1.5倍的屈服強度。對于混合梁,這表明,該限制適用于凸緣的屈服強度和屈服的腹板不會影響疲勞強度。作者關(guān)鍵詞混合梁;高強度鋼;設(shè)計;經(jīng)濟afc面積壓縮凸緣(平方米

44、)af梁凸緣面積(m2)aw腹板面積(m2)mcr關(guān)鍵彎矩根據(jù)彈性穩(wěn)定理論計算,毛交叉截面特性(nm)mrk梁彎曲阻力沒有局部安全系數(shù)(nm)ms最終彎矩在測試測量(nm)vrk梁抗剪沒有局部安全系數(shù)(n)vs最終剪切力的測試來衡量 (n)w彈性模量的第(立方米)貝夫有效板寬(平方米)fy屈服強度(n/m2)hw腹板深度(米)k因素取決于截面級(范圍0.3-0.55)因子梁凸緣厚度(米)b梁長細1s最終彎矩由預(yù)測除以電阻測試3v終極除以剪切試驗抗剪力預(yù)測m部分安全系數(shù)文章概要名稱與術(shù)語1、導(dǎo)言2、經(jīng)濟3、狀態(tài)技術(shù)研究4、鋼混合梁設(shè)計4.1、測定斷面級4.2、彎曲性4.2.1、截面班1和24.2

45、.2、截面3和第4類4.2.3、平扭屈曲4.3、剪切阻力,補丁加載和剪彎相互作用4.4、抗疲勞4.5、適用性要求5、實驗驗證6、制備混合梁7、結(jié)論參考文獻1、 介紹在過去的幾十年中,高強度鋼(hss)已經(jīng)獲得了在鋼結(jié)構(gòu)市場的市場基礎(chǔ),尤其是日本和美國。s355級鋼,在二十年前被認為是hss20,現(xiàn)在在瑞典是熱軋板和h截面結(jié)構(gòu),如今,這些產(chǎn)品也可以在等級s420和s460鋼使用(熱機械軋制)。qt間板鋼(調(diào)質(zhì))的商用級到s1100可提供,但仍未脫離s960標準。使用hss鋼的動力,經(jīng)濟是擺在首位,但也有一個節(jié)約資源的環(huán)境利益。一個hss鋼結(jié)構(gòu)在給定的功能上使用比普通鋼用料了一些,經(jīng)濟條件之一是,

46、hss鋼的強度可利用效率。不同鋼種腹板和凸緣混合梁是這個方向的解決方案。在這項研究中,它是假定凸緣強度高于腹板。舊規(guī)則的經(jīng)驗說,梁應(yīng)具有對鋼而言在凸緣和腹板中同樣數(shù)量的鋼。這條規(guī)則給出了合理的優(yōu)化梁,如果沒有厚度的限制。腹板將承受20-25的這種梁彎曲阻力。梁有許多實際面積較小的腹板,從腹板的承載貢獻則較小。由于這個原因,在腹板上使用低強度的便宜鋼比在凸緣上使用更經(jīng)濟。如果腹板強度降低到了凸緣的一半,目前虧損的承載能力將相當小,大約為10。在抗剪能力上的減少將介于0和30,具體取決于管理標準?;旌狭涸诒泵乐辽僖驯挥糜?960年以來,包括其設(shè)計規(guī)則代碼?;A(chǔ)設(shè)計規(guī)則只適用于相當有限的程度,主要問

47、題是明確可以在正常的設(shè)計公式中使用的強度值,凸緣或腹板問題,這是一種優(yōu)化和改進設(shè)計規(guī)則的可行方法。在歐洲,混合梁的使用相當有限,歐洲規(guī)范3-1-1 不涉及混合梁并根據(jù)不同國家的心態(tài)而定,這可能被理解為,要么他們是不允許或者你必須自己找到了如何設(shè)計它們。后面的解釋在瑞典可見,那就是混合梁已經(jīng)在建筑物和橋梁中使用。在歐洲規(guī)范3-1-5 提到的電鍍混合梁結(jié)構(gòu),并給出了限制,之間的凸緣和腹板的屈服強度的比例不應(yīng)超過兩個。沒有任何細節(jié)提供了有關(guān)的設(shè)計,混合梁的廣泛使用,將需要在編碼或手冊,并列入本文件的目的是提供所需資料。2、 經(jīng)濟對于預(yù)期的增加使用混合梁的主要原因是節(jié)省成本,這是研究碩士論文4從中下列

48、結(jié)果被引用。這項研究包鋼的i -復(fù)合梁橋:一個很簡單的50米跨度,并支持一個連續(xù)的2 30米的跨度。這兩條橋為9米寬,有兩個大梁。設(shè)計是根據(jù)瑞典橋梁代碼完成的,對梁三種類型進行比較,在s355均質(zhì)梁的s690,混合梁與web的s355和凸緣高強度都達到s690和第三混合梁,但只有混合梁底部和頂部的凸緣在hss鋼的墩部。這種比較包括材料,制造和安裝的數(shù)字,全部由專業(yè)鋼鐵承包商檢查費用,并且有效。首先,每個橋梁的設(shè)計和優(yōu)化后的費用計算,以s355為50米的橋梁鋼結(jié)構(gòu)為參照,將比s690凸緣和s355腹板便宜6%。對于2 30米的橋梁,與相同的組合相比將可節(jié)約5的費用,應(yīng)當注意到,瑞典設(shè)計規(guī)則中剪切

49、包括適用性的要求是為了避免呼吸,這使得剪切強度獨立于細網(wǎng)的材料強度。另一個例子是兩個完全支持23米跨度梁橋(見圖一),根據(jù)鋼材承包商的估計,同材質(zhì)的s355梁與由s690底部凸緣、s460腹板和s460頂部凸緣組成的梁相比可以節(jié)省15%的費用。對于在跨中頂部凸緣,s690并不是總是有利的,因為它在澆筑混泥土前往往是被平扭屈曲支配的。(圖1)瑞典簡支混合梁橋和不同選擇的鋼結(jié)構(gòu)的成本3、 狀態(tài)技術(shù)研究根據(jù)參考,第一次發(fā)表了混合梁的文件可以追溯到1944年,盡管應(yīng)用歷史悠久,最密集的試點工作主要集中在60年代中期和70年代中期。在此期間,對試點工作的重點是建立靜態(tài)載荷的各種故障模式的設(shè)計標準。由于腹

50、板屈服發(fā)生,注意轉(zhuǎn)移到了故障模式下,該模式下腹板的承載貢獻(如剪切屈曲、凸緣的垂直屈曲和扭轉(zhuǎn)屈曲)是很重要的。這些專題相關(guān)實驗報告發(fā)表在美國得克薩斯州大學(xué)7和8,在英國劍橋大學(xué)9和10。大多數(shù)的實驗是在全方位完整的梁上進行的,除參考 9,其中的標本是按模型比例對照的。標本以前通常用來測試某一種類型并用于改進,這種嘗試常常在不同的部分會得到失敗。一些梁會在一個小應(yīng)力范圍內(nèi)進行疲勞測試。如果裂縫造成的損害很小,該標本可能在靜態(tài)測試中重復(fù)使用。由于橫向加強板的不同位置和修復(fù)失敗的面板,有可能就同一樣品進行多次測試。參考 6報道的實驗過程中只要實驗的轉(zhuǎn)矩曲線變?yōu)樗?,實驗就要停止以避免產(chǎn)生塑性變形,因為這可能對隨后的梁疲勞試驗產(chǎn)生干擾。此過程可能是低估了靜力抵抗略有下降。這些測試有助于澄清靜態(tài)阻力,但疲勞試驗的應(yīng)力范圍太小而不能確定。然后進行高應(yīng)力范圍測試。從理論上講,對混合橫梁的調(diào)查報告了純彎曲和剪切和彎曲組合6,剪切混合屈曲與無加筋網(wǎng)11,與橫向加筋網(wǎng)12。平扭混合均勻梁屈曲和考察,在理論上參考 13。得出的結(jié)論是該腹板的屈服點已經(jīng)對橫向穩(wěn)定性影響不大,而殘余應(yīng)力是一個重大的變數(shù)。阿列混合理論和實驗分析與同質(zhì)列報告參考 14。使用50至70之間的長細比的混合柱體具有經(jīng)濟優(yōu)點是一個結(jié)論?;旌狭嚎疾煸趨卫諍W科技大學(xué)被作為一個大項目16的一部分

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