桁架式鋼引橋設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、桁架式鋼引橋設(shè)計(jì)計(jì)算書市港航監(jiān)督所港航工程股二 OO 三年六月十日、設(shè)計(jì)資料：1、引橋型式：桁架式。2、跨度： 30m 。3、 設(shè)計(jì)荷載：皮帶機(jī)荷載 3KN/m 2;人群荷載2KN/m 2;風(fēng)雪荷載： 0.5KN/m 2。4、 結(jié)構(gòu)用材：所有型鋼：A3 :焊條：T422 :滾輪：ZG-35 :輪軸: 45# 圓鋼。二、結(jié)構(gòu)選型及空間布置：（一）主梁型式：因跨度達(dá)到 30m ，故采用平行弦桁架式雙主梁。（二）基本尺度：如下簡(jiǎn)圖;主梁立面53斜桿上弦桿上平縱聯(lián)縱梁 面板橫梁下弦桿4.5/2橫剖面1、橋長(zhǎng)30m是根據(jù)設(shè)計(jì)水位（枯水期）最大落差碼頭最前端至囤船間工作 距離必須滿足生產(chǎn)須要。注皮帶機(jī)斜角

2、w 20 °2、橋?qū)?.5m是按800mm皮帶機(jī)雙線作業(yè)最小寬度。3、桁架高3.5m是按1/8t-1/12t 之間取用，且滿足凈空工作要求。4、桁架節(jié)間長(zhǎng)度2.5m滿足三個(gè)條件：一是節(jié)間數(shù)為偶數(shù)，二是節(jié)間長(zhǎng)為1/12t，三是斜桿傾角35 55 °之間。（三）、橋面系及格梁布置；1、橋面系采用復(fù)式格梁構(gòu)造，布置有縱梁和橫梁，采用上平面等高連接。2、 拱梁為主承重梁，跨度等于兩片主桁架之間距離4.5m，縱向間距按主桁架的節(jié)間長(zhǎng)度2.5m布設(shè)并支承于兩片主桁架內(nèi)側(cè)。3、縱梁為付承重梁，跨度為主橫梁間距2.5.m，水平間距按0.5m等距布置。（四）聯(lián)結(jié)系的布設(shè)；1、 下弦縱向聯(lián)結(jié)系

3、 為增強(qiáng)鋼引橋的橫向抗扭強(qiáng)度，在兩片主桁架下弦 桿之間內(nèi)布設(shè)下弦縱向聯(lián)結(jié)系，成 X型交叉腹桿，簡(jiǎn)稱下平縱聯(lián)。2、 上弦縱向聯(lián)結(jié)系 為保證鋼引橋工作狀態(tài)下的上弦橫向穩(wěn)定性，在兩主桁架上弦桿之間布設(shè)上弦縱向聯(lián)結(jié)系，成X型交叉腹桿，簡(jiǎn)稱下平縱聯(lián)。（五）、本橋兩端支座分別采用兩種形式；靠囤船一端采用弧形滑動(dòng)鉸支座， 靠碼頭一端采用有軌滾輪行走支座。三、橋面系設(shè)計(jì)（一）、橋面板兩縱梁間距l(xiāng)i 0.5m，兩橫梁間距離122.5m。當(dāng)a f H 5 3時(shí)，為單向受力板設(shè)板厚 8mm時(shí)，則荷載g （g自重g皮帶機(jī)）K （ 0.008 7850 300） 1.4=508Kg/m 2=508 xi0-4Kg/cm

4、 2由mi42g11 0.125(表 0.125) 508 105015.88Kg.cm則 mmax 0.5(m11.1mx) 0.5 m17.94kg.cm6m max6 7.94' 17000.196cm1.96mm.即可?？紤]到該鋼引橋主要用于化肥進(jìn)出口，工作中腐蝕性較大，對(duì)面板銹蝕快,故取用面板厚度6m 1.96mm。(二)、縱梁設(shè)計(jì)1、內(nèi)力計(jì)算;縱梁上荷載主要由面板傳 來(lái)荷載及縱梁自重，當(dāng)初選縱梁為I16時(shí)；則g 508 0.520.5 1.4264.7kg/m。由計(jì)算簡(jiǎn)圖:g 264.7kg / mA2.5mpmax2gt2264.7 2.58206.8kg.mQmax 2

5、gt 264.7 2.5 2330.9kg2、截面選擇W m 206812.16cm3 I16(WX 141cm3)1700注：116 : Wx 141cm3,1 x1130cm4 J13.8, d 6mm, g 20.5kg / m。3、截面驗(yàn)算;(1 )、強(qiáng)度驗(yàn)算：彎應(yīng)力Mjmax 20680 146.67kg/cm2 1700kg/cm2。Wx141剪應(yīng)力QSx330.9 139.96kg/cm2 1000kg/cm2I Xd 13.8 0.6(2 )、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：因縱梁兩端支承于主橫梁并與主橫梁上口平齊，且 與6mm的面板滿焊，整體穩(wěn)定性極好，故可省略不計(jì)(3 )、撓度驗(yàn)算：5gt

6、45 264.7 10 2 2504384EI384 2.1 106 110750.0058fL2501cm。（三）橫梁設(shè)計(jì)1、內(nèi)力計(jì)算由縱梁支座傳來(lái)反力R 264.7 2.5661.75kg轉(zhuǎn)換成均布荷載g11325.5kg/m 13.26kg/cm0.5初選橫梁為丨25 自重 g238.1 kf /m 1.453.540.535kg/cm人群及風(fēng)雪荷載g3(200 50) 2.5 625kg / m 6.25kg/cm。g gi g2 g320.05kg/cm。作計(jì)算簡(jiǎn)圖3g 264.7kg / mA2.5mITHmax*t2220.05 4508Qmax 12gt20.05 450250

7、7515.6kg .cm4511.25kg2、截面選擇:W TP 鸞 298如 M 401.88cm3今選用I 25 (Wx401.88,1 x5023.54cm421.58cm,3、截面驗(yàn)算（1 ）、強(qiáng)度驗(yàn)算:彎應(yīng)力Mmax507515.6Wx401.88剪應(yīng)力QSx4511.25Ixd21.58 0.88mm, g 38.1kg / m)1262.85kg/cm2 1700kg/cm2261.31kg/cm2 1000kg/cm2。（2 ）、穩(wěn)定性驗(yàn)算：考慮到橫梁（I 25 ）上翼緣與縱梁及面板為同層滿焊，穩(wěn)定性極好，方不予驗(yàn)算。（四）、端橫梁設(shè)計(jì)：考慮到鋼引橋施工過程中，從支墩上整體卸落

8、時(shí)用千斤頂落梁，對(duì)端 橫梁產(chǎn)生局部集中荷載引起結(jié)構(gòu)變形，故按千斤頂支于兩端0.75m處時(shí)的端梁強(qiáng)度是否滿足工作要求。1、千斤頂受力時(shí)簡(jiǎn)圖*0.753m-,0.75千斤頂鋼引橋自重G=gBL查港口設(shè)計(jì)規(guī)范，鋼引橋自重g 0.2t/m2，（近似）當(dāng)橋?qū)?B 4.5m，橋長(zhǎng) L 30.7m（ 0.7m 為支座增長(zhǎng)）時(shí) G 0.2 4.5 30.7 27.63每個(gè)千斤頂支承的荷載Q 14G 1.3 （不平衡系數(shù)）8.98噸，則M 8.98 0.75 6.756.75 1051700397.06cm3410.88cm3采用l25,Wx 410.88cm大于397.06，是安全的。四、主桁架梁設(shè)計(jì)計(jì)算跨長(zhǎng)

9、：L30m節(jié)間長(zhǎng)度：d2.5m桁架高度：h3.5m橋面寬度：B 4.5m（二）、節(jié)點(diǎn)荷載（1 ）恒載：引橋自重g1 200kg/m2產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)荷載 口 'gdB 0.2 2.5 4.5 1.125T（2）皮帶機(jī)何載：g2 300 kg / m產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)何載：P210.3 2.5 4.5 1.6875T（3 ）荷載作用代數(shù)和 p Pi 1.2 和 p2 1.4 1.344 和 2.363T=3.707T（三）桿件內(nèi)力計(jì)算：（內(nèi)圖中受拉為正，受壓桿為負(fù)）* （ 1）耳3$b 5-Oxo 24DU.O 1- D U 3.3桁架每個(gè)節(jié)點(diǎn)作用力P時(shí)的桿件內(nèi)力分配圖6PTP2.5 X6（2）內(nèi)力組合：

10、（將力P代入分配圖）各個(gè)桿件內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見下表：內(nèi)力組合計(jì)算表部位桿件名稱分配系數(shù)（正為接、壓為負(fù)）力P作用計(jì)算結(jié)果備注上BC桿-7.14-26.47T弦CD-9.64-35.74TDE-11.43-42.37TEF-12.5-46.33TFG-12.86-47.67T下弦Ab+3.9314.57TBe3.9314.57Tcb7.1426.47Tde9.6435.74TEf11.4242.37Tfg12.4546.33T斜腹桿AB-6.76-25.06TBC5.5320.50TCd4.315.94TDe3.0711.38TEf1.846.82TFg0.612.26T豎腹桿Bb1.03.707C

11、e-3.5-12.97TDd-2.5-9.27TEe-1.5-5.57TFf-0.5-1.86TGg00（四）桿件截面選擇（1 ）上弦桿：查表最大內(nèi)力為 FG桿的N=-47.67T設(shè) 60，查表 0.842。M 47.67 10“a 2貝卩 A33.3cm20.842 1700今選用 2 L100 10 的 A 38.6cm2 33.3cm2 （可行）（2）下弦桿：最大內(nèi)力為fg桿的N=46.33T 設(shè) 60, d=1N 46.33 1032貝U A27.24cm1 1700今選用2L100 200的截面積A 38.6cm232.37cm2 （可行）（3 ）斜腹桿：當(dāng)壓桿AB的Nmax 25.

12、06T時(shí)則：A325.06 100.842 170017.5cm2今選用2L100 10 （與上弦桿同有利于制作）A 38.6cm217.5cm2。當(dāng)拉桿Be的Nmax 20.50T時(shí)則:d320.50 1031 1700212.06 cm1今選用2L75 8的截面積A 23.0cm2 12.06cm2 （可行）豎腹桿：當(dāng)壓桿Cc的Nmax 12.97T時(shí)則：A12.97 1030.842 17009.06cm2今選用 2L75 8 的 A 23.0cm29.06cm2 （可行）（5）各桿件截的選擇圖（略）五、縱向聯(lián)結(jié)系計(jì)算（一）下平縱聯(lián)1、風(fēng)荷載 W 1.4K1K2W0式中 Ki 1水21.

13、5,Wo 50kg/m2故W 1.4 1 1.5 50 105kg/m2設(shè)迎風(fēng)面 50%面積的風(fēng)壓作用在下平縱聯(lián)上，則12Wh 12 105 3.5 183.75kg/m轉(zhuǎn)化成節(jié)點(diǎn)荷載R 183.75 2.5459.38kg若上弦桿失穩(wěn)，則下弦產(chǎn)生的側(cè)向節(jié)點(diǎn)荷載為 巳2% M max 2% 47670 955.4kg。2、則節(jié)點(diǎn)荷載P P1 P21374.4kg作用在下弦桿中的最大橫向拉力為:N M 1/8 12PL 3 1374.4 30 13744kgB 4.54.5 2對(duì)于下弦桿產(chǎn)生最大應(yīng)力:13744 46330 1556.3kg/cm2 1700kg/cm2 （滿足）38.63、考慮

14、到下弦桿橫向受力一旦失穩(wěn)，不利整個(gè)結(jié)構(gòu)安全，故在兩桁架下弦仍設(shè)交叉腹桿來(lái)抵抗橫向風(fēng)荷載；其斜腹桿最大拉力為:N 12 器 O4? 0.5 冊(cè) 0.5 22607 11303.7kgNd11303.7170026.65cm選用 L63 b A 7.29cm26.65cm2（二）上平縱聯(lián)：計(jì)算方法與下平縱聯(lián)相同（略）選用L63 b交叉腹桿。六、撓度驗(yàn)算1、作用荷載（驗(yàn)算荷載）（1 ）自重引起節(jié)點(diǎn)荷載1.125T皮帶機(jī)節(jié)點(diǎn)荷載1.6875T3.85cm f 7.5cm（滿足）A400（略）2812.5EA 2.1 106 七、節(jié)點(diǎn)連接焊縫計(jì)算;S 5 P12t八、支座設(shè)計(jì)（一）支座最大反力Rmax （1.125 1.6875） 616.875T（二）弧面滑動(dòng)支座；與囤船內(nèi)弦鋼牛腿接觸最大擠壓應(yīng)力按下式計(jì)算max 0.418 弋式中：弧寬 b 2 12.5 126cm,25則 max 0.41816875 2