鋼桁架橋畢業(yè)設計論文

1、武漢理工大學學士學位論文武漢理工大學本科生畢業(yè)業(yè)設計（論論文）下承式鋼桁桁梁橋結結構設計計及優(yōu)化化 （跨度度64mm）學院（系）：交通學院院專業(yè)班級：工程結結構分析析專業(yè)09902班班學生姓名：周業(yè)超超指導教師：潘晉學位論文原原創(chuàng)性聲聲明本人鄭重聲聲明：所所呈交的的論文是是本人在在導師的的指導下下獨立進進行研究究所取得得的研究究成果。除除了文中中特別加加以標注注引用的的內(nèi)容外外，本論論文不包包括任何何其他個個人或集集體已經(jīng)經(jīng)發(fā)表或或撰寫的的成果作作品。本本人完全全意識到到本聲明明的法律律后果由由本人承承擔。作者簽名： 周業(yè)業(yè)超2013 年 03 月 011日學位論文版版權使用用授權書書本學位論

2、文文作者完完全了解解學校有有關保障障、使用用學位論論文的規(guī)規(guī)定，同同意學校校保留并并向有關關學位論論文管理理部門或或機構送送交論文文的復印印件和電電子版，允允許論文文被查閱閱和借閱閱。本人人授權省省級優(yōu)秀秀學士論論文評選選機構將將本學位位論文的的全部或或部分內(nèi)內(nèi)容編入入有關數(shù)數(shù)據(jù)進行行檢索，可可以采用用影印、縮縮印或掃掃描等復復制手段段保存和和匯編本本學位論論文。本學位論文文屬于1、保密密囗，在在 年解密密后適用用本授權權書2、不保密密 。（請在以上上相應方方框內(nèi)打打“”）作者簽名： 20013 年 033月01 日導師簽名： 年 月 日本科生畢業(yè)業(yè)設計(論文)任務書書學生姓名： 周業(yè)超 專業(yè)

3、班班級：工工程結構構分析09002指導教師： 潘晉 工作作單位： 武漢理理工大學學設計(論文文)題目: 下承承式鋼桁桁梁橋結結構設計計及優(yōu)化化（跨度度64m）設計（論文文）主要要內(nèi)容：本次畢業(yè)設設計擬對對某64單線鐵鐵路下承承式鋼桁桁梁橋進進行結構構設計，并并采用有有限元方方法進行行強度校校核。根根據(jù)計算算結果，修修改設計計方案，達達到優(yōu)化化鋼桁梁梁橋的目目的?；驹O計參參數(shù)：跨跨度644m,主桁中中心距6.44m,主桁結結構形式式、桁高高及節(jié)間間長度自自定。鋼鋼桁梁的的桿件材材料（主主桁、縱縱梁和橫橫梁、平平縱聯(lián)、橋橋門架等等）均采用Q3445qDD級鋼材材，桿件件間采用用高強度度螺栓連連接

4、。要求完成的的主要任任務:搜集、閱讀讀有關鋼鋼橋資料料（總篇篇數(shù)不少少于15篇，英英文文獻獻不少于于3篇），明明確選題題意義，了了解鋼桁桁梁橋常常見的結結構形式式及各自自特點，完完成鋼橋橋研究進進展綜述述及開題題報告。查閱相關設設計規(guī)范范，了解解鐵路橋橋梁設計計的方法法及步驟驟，初步步確定鋼鋼桁梁橋橋的主桁桁結構形形式及總總布置方方案。根據(jù)規(guī)范進進行結構構載荷以以及內(nèi)力力計算，設設計鋼桁桁梁橋的的主要構構件（主主桁、聯(lián)聯(lián)接系、橋橋門架等等）尺寸寸，完成成設計計計算說明明書。采用有限元元軟件對對設計的的鋼桁梁梁結構進進行強度度校核，根根據(jù)計算算結果，優(yōu)優(yōu)化主要要構件尺尺寸，完完成結構構強度計計算

5、及優(yōu)優(yōu)化說明明書。根據(jù)有限元元計算的的變形圖圖，對鋼鋼桁橋進進行預拱拱設計。采用AuttoCAAD繪制鋼鋼桁梁橋橋的結構構設計圖圖，包括括總布置置圖、桿桿件截面面圖及典典型節(jié)點點板設計計圖等。要要求完成成圖紙張，其其中1號圖紙1張、2號圖紙2張。對所有設計計及計算算過程進進行整理理，完成成不少于于100000字的畢畢業(yè)設計計計算說說明書。8.翻譯外外文文獻獻一篇，英英文字符符數(shù)不少少于2 萬印刷刷符（或或翻譯后后的中文文不少于于50000個漢字字）。必讀參考資資料：鐵路橋涵涵設計基基本規(guī)范范（TB1100002.11-20005），中中國鐵道道出版社社，20005年。鐵路橋梁梁鋼結構構設計規(guī)規(guī)

6、范（TB1100002.22-20005），中中國鐵道道出版社社，20005年。鋼橋，鐵道道專業(yè)設設計院著著，中國國鐵道出出版社，20003年?，F(xiàn)代鋼橋橋（上上冊），吳吳沖主編編，人民民交通出出版社，20006。鋼橋，周遠遠棣 徐君蘭編編，人民民交通出出版社，19991年。武漢理工大大學本科科生畢業(yè)業(yè)設計（論論文）開開題報告告1、目的及及意義（含含國內(nèi)外外的研究究現(xiàn)狀分分析）鋼桁梁橋因因跨越性性強、受受力性能能好、施施工工期期短、行行車平順順、造型型美觀而而被廣泛泛采用。鋼鋼桁梁橋橋的出現(xiàn)現(xiàn)，既節(jié)節(jié)省了資資源和空空間，也也符合交交通運輸輸?shù)男枰?。隨著著重載交交通的快快速發(fā)展展，考慮慮橋面板板

7、與鋼桁桁梁作為為鋼-混凝土土組合結結構共同同工作、合合理選擇擇主桁截截面及尺尺寸、提提高連接接的強度度和牢固固性、進進行有限限元程序序整體計計算校核核將成為為今后公公鐵兩用用鋼桁梁梁橋的施施工和設設計中不不容忽視視的內(nèi)容容。1.1國內(nèi)內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀分析析在我國鐵路路橋梁中中，連續(xù)續(xù)桁架梁梁橋得到到了越來來越廣泛泛的運用用，除著著名的武武漢、南南京長江江大橋采采用了大大跨度連連續(xù)桁架架橋外，其其他鐵路路線上也也修建了了許多這這種類型型的橋梁梁。如京滬鐵鐵路淮河河大鐵橋橋又稱蚌蚌埠淮河河大鐵橋橋，位于于蚌埠市市蚌山區(qū)區(qū)蚌埠港港東約5500米處，是是津浦線線上僅次次于黃河河鐵路橋橋的第二二大橋。鴨鴨綠

8、江橋橋，鴨綠江江橋于19443年4月竣工工，全長長9466.211m，寬寬9.55m，共4聯(lián)12孔，跨跨徑944.2mm。宜賓金金沙江鐵鐵路大橋橋，鐵路路橋，位位于四川川省宜賓賓市的宜宜珙鐵路路支線上上。大橋橋全長 10553.55m ，正橋橋為 1122m + 1776m + 1112mm 三跨單單線連續(xù)續(xù)剛桁梁梁橋，主主桁采用用平行弦弦菱形鋼鋼桁架，鉚鉚釘連接接，桁高高 20mm ，桁寬 8m 。該橋橋采用兩兩岸懸臂臂拼裝，跨跨中合攏攏法架設設，是國國內(nèi)采用用這種方方法施工工的第一一座橋梁梁，19668年10月竣工工。2.2國外外研究現(xiàn)現(xiàn)狀分析析國外的公鐵鐵兩用橋橋的建設設發(fā)展速速度也非非

9、常快，主主要表現(xiàn)現(xiàn)在：跨跨徑不斷斷增大，橋橋型不斷斷豐富，結結構不斷斷輕型化化，有許許多非常常豐富的的經(jīng)驗值值得我們們?nèi)W習習。如加加拿大魁魁北克公公鐵兩用用橋(懸臂桁桁梁)，主跨跨5499m，還還有早在在19332年修修建的澳澳大利亞亞悉尼港港拱橋，跨跨度5003m，至至今仍為為世界上上跨度最最大的公公鐵兩用用鋼拱橋橋。因此，通過過對以上上國內(nèi)外外鋼桁梁梁橋，至至少是鋼鋼橋的發(fā)發(fā)展狀況況的分析析，我們們可以發(fā)發(fā)現(xiàn)從現(xiàn)現(xiàn)代橋梁梁的發(fā)展展趨勢來來看，各各種橋型型結構都都在向大大跨徑發(fā)發(fā)展?？缈绾９こ坛桃驯粯驑蛄汗こ坛處熖嵘仙先粘獭Ｈ杖毡镜目缈绾９こ坛瘫局菟膰鴩?lián)絡線線于200世紀末末完成;意大利

10、利計劃修修建跨徑徑33000m的的墨西拿拿海峽大大橋；日日本計劃劃修建22500030000m紀紀淡海峽峽大橋。我我國本世世紀初擬擬定修建建五個跨跨海工程程：渤海海海峽工工程、長長江口越越江工程程、杭州州灣跨海海工程、珠珠江口伶伶仃洋跨跨海工程程和瓊海海海峽工工程。這這就給橋橋梁工程程界提出出了新的的挑戰(zhàn)：在結構構上研究究適合應應用于更更大跨度度的結構構類型;在結構構理論上上研究更更符合實實際狀態(tài)態(tài)的力學學分析方方法與新新的設計計理論，充充分發(fā)揮揮建筑材材料的強強度，力力求工程程結構的的安全度度更為科科學和可可靠。大大跨度橋橋梁設計計中，越越來越重重視空氣氣動力學學、振動動、穩(wěn)定定、疲勞勞、非

11、線線性等的的研究和和應用，這這對我們們研究鋼鋼桁梁橋橋這種常常見橋梁梁類型也也有深刻刻的借鑒鑒意義。2、基本內(nèi)內(nèi)容和技技術方案案本次論文設設計鋼桁桁梁橋跨跨度644m,主桁中中心距66.4mm,論文內(nèi)內(nèi)容主要要包括主主桁、平平縱聯(lián)、橋橋面系、橋橋門架四四個部分分的結構構設計，繪制主要結構設計圖，并用有限元軟件Ansys建立所設計結構的有限元模型，進行結構有限元強度校核及結構優(yōu)化。為順利完成論文，主要按如下方案進行;首先查閱資資料，了了解鋼桁桁橋的結結構特點點和工作作原理，掌掌握鋼桁桁結構橋橋梁的計計算設計計方法；然后，根根據(jù)64米鋼桁橋橋結構手手工估算算內(nèi)力結果果，并參參考現(xiàn)有有圖紙資資料，初

12、初步擬定定結構構構件尺寸寸；學習習使用繪繪圖軟件件AuttoCAAD，并繪繪制主體體部分結結構設計計圖和主主要節(jié)點點詳圖；學習使使用結構構分析有有限元軟軟件Anssys，建立立鋼桁橋橋結構的的有限元元模型，進進行靜力力分析以以校核設設計結構構的強度度；根據(jù)據(jù)計算結結果對結結構設計計方案及及其設計計圖進行行必要修修改及優(yōu)優(yōu)化；最最后編制制畢業(yè)設設計論文文。3、進度安安排1、3月001日至3月15日，查閱閱資料，了了解鋼桁桁橋的常常見結構構形式和和各自特特點，了了解鐵路橋梁設設計的步步驟和需需要滿足足的要求求，編寫寫開題報報告。2、3月116日至3月25日，根據(jù)據(jù)相關設設計規(guī)范范，確定定鋼桁橋橋結

13、構形形式和構構件布置置，進行行結構載載荷和內(nèi)內(nèi)力的初初步計算算。3、3月226日至3月31日，根據(jù)據(jù)結構強強度和穩(wěn)穩(wěn)定性要要求初步步擬定構構件截面面尺寸。4、4月01日至4月14日，學習習使用繪繪圖軟件件AuttoCAAD,并完成成設計圖圖繪制工工作。5、4月115日至4月28日，學習習用有限限元軟件件Anssys進行工工程結構構強度計計算。6、4月229日至5月12日，建立立鋼桁橋橋有限元元模型，計計算結構構在最不不利載荷荷作用下下的的應應力和變變形，校校核結構構強度。7、5月113日至5月26日，根據(jù)據(jù)有限元元強度計計算結果果，對設設計的構構件尺寸寸進行必必要修改改和優(yōu)化化，繪制結結構設計

14、計圖，并并編寫畢畢業(yè)設計計論文。8、5月227日至5月31日，完成成英文翻翻譯，準準備答辯辯。4、指導教教師意見見學生的調(diào)研研已充分，基本內(nèi)內(nèi)容和技技術方案案已明確確，已經(jīng)具具備開始始設計的的條件，能達到到預期的的目標，同意進進入設計計階段。指導教師簽簽名： 年 月 日第1章緒論論1.1橋梁梁概述橋梁的歷史史是伴隨隨人類的的歷史的的發(fā)展而而發(fā)展起起來的。橋橋梁發(fā)展展大致經(jīng)經(jīng)歷了一一下三次次飛躍：（1）199世紀中中葉鋼材材的出現(xiàn)現(xiàn)，隨后后又出現(xiàn)現(xiàn)高強度度鋼材，是是橋梁工工程的發(fā)發(fā)展獲得得了第一一次飛躍躍，跨度度不斷加加大。（2）200世紀初初，鋼筋筋混凝土土的應用用以及30年代興興起的預預應力

15、混混凝土技技術，使使橋梁建建設獲得得了廉價價、耐久久、且剛剛度和承承載力很很大的建建筑材料料，從而而推動橋橋梁的發(fā)發(fā)展產(chǎn)生生第二次次飛躍。（3）200世紀50年代以以后，隨隨著計算算機技術術的迅速速發(fā)展，使使得人們們可以方方便的完完成過去去不可能能完成的的大規(guī)模模結構計計算，這這是橋梁梁工程的的發(fā)展獲獲得了第第三次飛飛躍。橋梁與人類類生活密密切相關關。沒有有橋梁，我我們的生生活空間間將大受受限制，更更不會有有今天四四通八達達的公路路與鐵路路把世界界如此緊緊密地聯(lián)聯(lián)系在一一起。橋橋梁是人人類所建建造的最最古老、最最壯觀與與美麗的的建筑工工程，是是一個時時代文明明與進步步的標志志。在人類遠古古時期

16、，橋橋梁是人人類為擴擴大自己己的活動動范圍，克克服自然然障礙而而最早建建造的工工程建筑筑。一般般認為，人人類是從從倒下的的樹干，學學會建造造梁橋；從天然然的石穹穹，學會會建造拱拱橋；從從攀爬的的藤蔓，學學會建造造索橋。也也正因為為如此，古古代橋梁梁所用的的材料多多為木、石石、竹等等的天然然材料。直直至鍛鐵鐵出現(xiàn)以以后才開開始有簡簡單的鐵鐵鏈橋，但但它們的的強度都都很低、跨跨度很小小、斷面面偏大、外外形敦實實。到了近代與與當代，鋼鋼、水泥泥、鋼筋筋混凝土土及預應應力混凝凝土等人人工材料料在橋梁梁上的應應用是近近代橋梁梁的標志志?，F(xiàn)代代橋梁的的主要特特征是：高強輕輕質(zhì)材料料的發(fā)展展與應用用；跨度度

17、的不斷斷增大；型式的的多樣化化與結構構的整體體化設計計與計算算的電腦腦化；制制造的工工業(yè)化、自自動化與與程控化化；以及及把安裝裝工作從從笨拙的的腳手架架中徹底底解放了了出來等等。這些些都大大大推動了了橋梁技技術的飛飛速發(fā)展展。在公路、鐵鐵路、城城市和農(nóng)農(nóng)村道路路交通以以及水利利等建設設中，為為了跨越越各種障障礙（如如河流、溝溝谷或其其它線路路等）必必須修建建各種類類型的橋橋梁，因因此橋梁梁又成了了陸路交交通中的的重要組組成部分分。在經(jīng)經(jīng)濟上，橋橋梁的造造價一般般平均占占公路總總造價直直接經(jīng)濟濟損失價價的1020%。特別別是在現(xiàn)現(xiàn)代高級級公路以以及城市市高架道道路的修修建中，橋橋梁不僅僅在工程程

18、規(guī)模上上十分巨巨大，而而且也往往往是保保證全線線早日通通車的關關鍵。在在國防上上，橋梁梁是交通通運輸?shù)牡难屎?，在在需要高高度快速速、機動動的現(xiàn)代代戰(zhàn)爭中中具有非非常重要要的地位位。1.2世界界現(xiàn)代橋橋梁的發(fā)發(fā)展趨勢勢隨著世界經(jīng)經(jīng)濟和社社會的發(fā)發(fā)展，世世界橋梁梁建設在在不斷的的發(fā)展中中，尤其其是在法法國人Freeysssineet 于 19928 年提出出預應力力混凝土土的概念念和設計計理論（EUGENEFREYSSINET18791962法國人、預應力結構創(chuàng)始人20世界上半頁最偉大的鋼筋混凝土結構工程師，最早在拱頂預埋千斤頂施加預應力）、德國人 Dishinger 在 1938年提出的現(xiàn)代斜拉

19、橋設計構思之后的至今的幾十年里，世界橋梁的建設更是日新月異。縱觀現(xiàn)今世界橋梁的發(fā)展趨勢，可以看到世界橋梁建設必將迎來更大規(guī)模的建設高潮。就中國來說說，國道道主干線線同江至至三亞就就有 5 個跨海海工程，渤渤海灣跨跨海工程程、長江江口跨海海工程、杭杭州灣跨跨海工程程、珠江江口伶仃仃洋跨海海工程，以以及瓊州州海峽工工程。其其中難度度最大的的有渤海海灣跨海海工程，海海峽寬 57 公里，建建成后將將成為世世界上最最長的橋橋梁；瓊瓊州海峽峽跨海工工程，海海峽寬 20 公里，水水深 40 米，海床床以下 1300 米深未見見基巖，常常年受到到臺風、海海浪頻繁繁襲擊。此此外，還還有舟山山大陸連連島工程程、青

20、島島至黃島島、以及及長江、珠珠江、黃黃河等眾眾多的橋橋梁工程程。在世界上，正正在建設設的著名名大橋有有土耳其其伊茲米米特海灣灣大橋（懸懸索橋，主主跨 16668米）；希希臘里海海安蒂雷雷翁橋（多多跨斜拉拉橋，主主跨 2886+335660+2286 米），已已獲批準準修建的的意大利利與西西西里島之之間墨西西拿海峽峽大橋，主主跨 33000 米懸索橋橋，其使使用壽命命均按 2000年標準準設計，主主塔高 3766 米，橋面面寬 60 米，主纜纜直徑 1.224 米，估計計造價 455 億美元元；在西西班牙與與摩洛哥哥之間，跨跨直布羅羅陀海峽峽橋也提提出了一一個修建建大跨度度懸索橋橋，其中中包含

21、2 個 50000 米的連續(xù)續(xù)中跨及及 2 個 20000 米的邊跨跨，基礎礎深度約約 3000 米。另一一個方案案是修建建三跨 31000 米+84000 米+47000 米的巨型型斜拉橋橋，基礎礎深約 3000 米，較高高的一個個塔高達達 12550 米，較低低的一個個塔高達達 8500 米。這個個方案需需要高級級復合材材料才能能修建，而而不是當當今橋梁梁用的鋼鋼和混凝凝土。具體來說，現(xiàn)現(xiàn)代橋梁梁設計與與技術的的發(fā)展方方向有以以下幾個個：1、跨徑不不斷增大大目前，鋼梁梁、鋼拱拱的最大大跨徑已已超過 5000m，鋼鋼斜拉橋橋為 8900m，而而鋼懸索索橋達119900m。隨隨著跨江江跨海的的

22、需要，鋼鋼斜拉橋橋的跨徑徑將突破破 10000m，鋼鋼懸索橋橋?qū)⒊^過 30000m。至至于混凝凝土橋，梁梁橋的最最大跨徑徑為 2700m，拱拱橋已達達 4200m，斜斜拉橋為為5300m。2、橋型不不斷豐富富上世紀 55060 年代，橋橋梁技術術經(jīng)歷了了一次飛飛躍：混混凝土梁梁橋懸臂臂平衡施施工法、頂頂推法和和拱橋無無支架方方法的出出現(xiàn)，極極大地提提高了混混凝土橋橋梁的競競爭能力力；斜拉拉橋的涌涌現(xiàn)和崛崛起，展展示了豐豐富多彩彩的內(nèi)容容和極大大的生命命力；懸懸索橋采采用鋼箱箱加勁梁梁，技術術上出現(xiàn)現(xiàn)新的突突破。所所有這一一切，使使橋梁技技術得到到空前的的發(fā)展。3、結構不不斷輕型型化懸索橋采用

23、用鋼箱加加勁梁，斜斜拉橋在在密索體體系的基基礎上采采用開口口截面甚甚至是板板，使梁梁的高跨跨比大大大減少，非非常輕穎穎；拱橋橋采用少少箱甚至至拱肋或或桁架體體系；梁梁橋采用用長懸臂臂、板件件減薄等等，這些些都使橋橋梁上部部結構越越來越輕輕型化。4.新材料料的開發(fā)發(fā)和應用用新材料應具具有高強強、高彈彈模、輕輕質(zhì)的特特點，研研究超高高強硅煙煙和聚合合物混凝凝土、高高強雙相相鋼絲鋼鋼纖維增增強混凝凝土、纖纖維塑料料等一系系列材料料取代目目前橋梁梁用的鋼鋼和混凝凝土。5.重視橋橋梁美學學及環(huán)境境保護橋梁是人類類最杰出出的建筑筑之一，聞聞名遐爾爾的美國國舊金山山金門大大橋、澳澳大利亞亞悉尼港港橋、英英國

24、倫敦敦橋、日日本明石石海峽大大橋、中中國上海海楊浦大大橋、南南京長江江二橋、香香港青馬馬大橋，這這些著名名大橋都都是一件件件寶貴貴的空間間藝術品品，成為為陸地、江江河、海海洋和天天空的景景觀，成成為城市市標志性性建筑。宏宏偉壯觀觀的澳大大利亞悉悉尼港橋橋與現(xiàn)代代化別具具一格的的悉尼歌歌劇院融融為一體體，成為為今日悉悉尼的象象征。因因此，21 世紀的的橋梁結結構必將將更加重重視建筑筑藝術造造型，重重視橋梁梁美學和和景觀設設計，重重視環(huán)境境保護，達達到人文文景觀同同環(huán)境景景觀的完完美結合合。1.3橋梁梁的類別別現(xiàn)代橋梁形形式多種種多樣。其其分類方方法也有有很多，其其中最常常見的是是按跨橋橋結構分分

25、類，有有梁式橋橋（含簡簡支梁、連連續(xù)梁、伸伸臂梁式式）、桁桁架橋、拱拱橋、剛剛架橋、懸懸索橋、斜斜拉橋等等。此外外，按照照其結構構材料分分，又可可分為木木橋、圬圬工橋（含含磚、石石和混凝凝土砌塊塊橋）鋼鋼筋混凝凝土橋、預預應力混混凝土橋橋、鋼橋橋等。1.4橋梁梁設計的的基本要要求與設計其它它工程結結構物一一樣，在在橋梁設設計中必必須考慮慮以下各各項要求求：1、使用上上的要求求橋上的行車車道和人人行道寬寬度應保保證車輛輛和人群群的安全全暢通，并并應滿足足將來交交通量增增長的需需要。橋橋型、跨跨度大小小和橋下下凈空應應滿足泄泄洪、安安全通航航或通車車等要求求。建成成的橋梁梁要保證證使用年年限，并并

26、便于檢檢查和維維修。2、經(jīng)濟上上的要求求橋梁設計應應體現(xiàn)經(jīng)經(jīng)濟上的的合理性性。在設設計中必必須進行行詳細周周密的技技術經(jīng)濟濟比較，使使橋梁的的總造價價和材料料等的消消耗為最最少。應應注意的的是，要要全面而而精確地地計及所所有的經(jīng)經(jīng)濟因素素往往是是困難的的，在技技術經(jīng)濟濟比較中中，應充充分考慮慮橋梁在在使用期期間的運運營條件件以及養(yǎng)養(yǎng)護和維維修等方方面的問問題。 橋橋梁設計計應根據(jù)據(jù)因地制制宜、就就地取材材、方便便施工的的原則，合合理選用用適當?shù)牡臉蛐?。此此外，能能滿足快快速施工工要求以以達到縮縮短工期期的橋梁梁設計，不不僅能降降低造價價，而且且提早通通車在運運輸上將將帶來很很大的經(jīng)經(jīng)濟效益益。

27、3、結構尺尺寸和構構造上的的要求 整整個橋梁梁結構及及其各部部分構件件，在制制造、運運輸、安安裝和使使用過程程中應具具有足夠夠的強度度、剛度度、穩(wěn)定定性和耐耐久性。橋橋梁結構構的強度度應使全全部構件件及其連連接構造造的材料料抗力或或承載能能力具有有足夠的的安全儲儲備。對對于剛度度的要求求，應使使橋梁在在荷載作作用下的的變形不不超過規(guī)規(guī)定的容容許值，過過度的變變形會使使結構的的連接松松弛，而而且撓度度過大會會導致高高速行車車困難，引引起橋梁梁劇烈的的振動，使使行人不不適，嚴嚴重者會會危及橋橋梁結構構的安全全。結構構的穩(wěn)定定性，是是要使橋橋梁結構構在各種種外力作作用下，具具有能保保持原來來的形狀狀

28、和位置置的能力力。在地地震區(qū)修修建橋梁梁時，在在計算和和構造上上還要滿滿足抵御御地震破破壞力的的要求。4、施工上上的要求求 橋橋梁結構構應便于于制造和和架設。應應盡量采采用先進進的工藝藝技術和和施工機機械，以以利于加加快施工工速度，保保證工程程質(zhì)量和和施工安安全。5、美觀上上的要求求一座橋梁應應具有優(yōu)優(yōu)美的外外形，應應與周圍圍的景致致相協(xié)調(diào)調(diào)。城市市橋梁和和游覽地地區(qū)的橋橋梁較多多的考慮慮建筑藝藝術上的的要求。合合理的結結構布局局和輪廓廓是美觀觀的主要要因素，決決不應把把美觀片片面的理理解為豪豪華的細細部裝飾飾。1.5鋼桁桁梁橋的的主要特特點以鋼桁架作作為上部部結構主主要承重重構件的的橋梁稱稱

29、為鋼桁桁橋。在在各種建建筑材料料中，鋼鋼材是一一種抗拉拉、抗壓壓和抗剪剪強度均均較高的的均質(zhì)材材料，因因此鋼橋橋具有很很大的跨跨越能力力。桁架架橋一般般由主橋橋架、上上下水平平縱向聯(lián)聯(lián)結系、橋橋門架和和中間橫橫撐架以以及橋面面系組成成。在桁桁架中，弦弦桿是組組成桁架架外圍的的桿件，包包括上弦弦桿和下下弦桿，連連接上、下下弦桿的的桿件叫叫腹桿，按按腹桿方方向之不不同又區(qū)區(qū)分為斜斜桿和豎豎桿。弦弦桿與腹腹桿所在在的平面面就叫主主桁平面面。大跨跨度橋架架的橋高高沿跨徑徑方向變變化，形形成曲弦弦桁架；中、小小跨度采采用不變變的桁高高，即所所謂平弦弦桁架或或直弦桁桁架。鋼桁橋綜合合了鋼材材和桁架架結構的

30、的特點：跨越能能力強；鋼桁架架構件適適合于工工業(yè)化制制造，便便于運輸輸和工地地安裝，易易于修復復和更換換；鋼桁桁架結構構抗壓能能力強，整整體性好好。但同同時鋼桁桁架結構構復雜，桁桁架的桿桿件內(nèi)力力可能因因荷載及及地基的的變化而而發(fā)生變變化；鋼鋼桁橋造造價較高高，因鋼鋼材易于于修飾，其其養(yǎng)護費費用也較較高；鋼鋼橋采用用明橋面面時噪聲聲較大。1.6鐵路路鋼桁架架梁橋的的連接桁架梁橋是是由各種種桿件或或部件組組合而成成的，這這些構件件和部件件是由鋼鋼板和各各種型鋼鋼組成的的，因此此鋼橋連連接既包包括將型型鋼、鋼鋼板組合合成桿件件與部件件，也包包括將部部件及桿桿件連接接成鋼橋橋主體。鐵路桁架梁梁橋的連

31、連接有鉚鉚接、焊焊接、栓栓接三種種。鉚接接在鋼橋橋連接中中使用的的歷史最最長。鉚鉚接是將將半成品品鉚釘加加熱到1055011550攝氏度度，塞入入釘孔，利利用鉚釘釘槍將鉚鉚釘身墩墩粗填滿滿釘孔，并并將另一一端打成成釘頭，或或在工廠廠將鉚釘釘加熱到到650750攝氏度度，用鉚鉚釘機鉚鉚合。常常用的鉚鉚釘直徑徑為222mm及及24mmm。這這種連接接方式傳傳力可靠靠，但施施工時既既要鉆孔孔又要鉚鉚合，費費時間，費費材料，對對操作工工人的技技術要求求高，操操作中消消耗體力力大工作作環(huán)境不不好，噪噪聲大。在第二次世世界大戰(zhàn)戰(zhàn)中，歐歐洲許多多鋼橋遭遭到破壞壞，為了了戰(zhàn)后恢恢復被破破壞的鋼鋼橋，橋橋梁制造

32、造引進了了焊接技技術。焊焊接結構構因截面面無釘孔孔損失，比比鉚接結結構省料料，加工工快，且且可以改改善工人人的工作作環(huán)境；但在野野外高空空作業(yè)時時會受到到一定的的限制。20世紀五五十年代代又引進進了高強強度螺栓栓連接，高高強度螺螺栓代替替鉚釘，后后來各國國在新建建橋梁中中都采用用了這種種技術。焊接是用一一定的設設備通過過電能將將被焊鋼鋼材和焊焊接材料料熔化，形形成了一一條焊縫縫把兩個個構件連連接在一一起。焊焊縫的力力學性能能要求不不低于母母材。焊焊接材料料有焊絲絲、焊條條、溶劑劑。不同同的鋼材材要選用用不同的的焊接材材料。焊焊接時所所采用的的電流、電電壓的大大小，焊焊接的速速度的快快慢，也也隨

33、鋼材材的不同同而不一一樣。鋼鋼橋上應應用的焊焊縫主要要有兩種種，即熔熔透的對對接焊縫縫和不熔熔透的角角焊縫。焊焊接方法法有自動動焊，半半自動焊焊，手工工焊。我國鋼橋螺螺栓連接接是抗滑滑移型高高強度螺螺栓連接接，高強強度螺栓栓擰緊后后，對鋼鋼板束施施加了強強大的加加進力，而而在鋼板板表面產(chǎn)產(chǎn)生摩擦擦力。桿桿件或構構件內(nèi)力力就是通通過鋼板板表面的的摩擦力力傳遞的的。規(guī)范范規(guī)定鋼鋼板表面面除銹后后，采用用熱噴鋁鋁涂層，其其抗滑移移系數(shù)采采用0.45剛剛強度螺螺栓的安安裝的方方法很多多，常用用的是扭扭矩法擰擰緊工藝藝，即利利用安裝裝時施加加在螺母母上的扭扭矩控制制螺栓的的預應力力。高強強度螺栓栓的一項

34、項工藝指指標是扭扭矩系數(shù)數(shù)。根據(jù)據(jù)扭矩系系數(shù)、螺螺栓直徑徑和設計計預拉力力可以計計算出施施擰時所所需要施施加的扭扭矩大小小。目前廣泛使使用的所所謂栓焊焊鋼橋是是指工廠廠里板件件的連接接采用焊焊接，工工地上桿桿件的連連接采用用高強度度螺栓1。1.7鐵路路鋼橋的的發(fā)展情情況中國橋梁在在新中國國成立以以后出現(xiàn)現(xiàn)了鋼橋橋的五個個里程碑碑，19957年年武漢長長江公鐵鐵兩用大大橋（圖1-1）建成，首首次在長長江上實實現(xiàn)了“一橋飛飛架南北北，天塹塹變通道道”。這是我我國鋼橋橋史上的的第一個個里程碑碑。武漢漢長江大大橋正橋橋全長111566m，橋橋跨結構構為三聯(lián)聯(lián)31228m連連續(xù)鋼桁桁橋。使使鋼梁制制造做

35、到到工廠化化，標準準化。圖1-1 武漢長長江大橋橋1696年年南京長長江大橋橋公鐵兩兩用橋（圖1-2）的建成成是第二二個里程程碑，正正橋鋼梁梁全長115766m，橋橋跨結構構為1228m簡簡支鋼桁桁梁加三三聯(lián)31600m鉚接接連續(xù)鋼鋼桁梁。這這座橋完完全是依依靠自己己的技術術力量和和國產(chǎn)材材料建成成的長江江大橋，標標志著我我國建橋橋技術進進入到了了一個獨獨立自主主的新水水平。在在60年代代后期我我國研究究發(fā)展了了栓焊鋼鋼橋新技技術，在在成昆鐵鐵路等線線上的建建成了113種不不同結構構型式的的栓焊鋼鋼橋444座，從從此結束束了全部部鉚接鋼鋼橋歷史史。圖1-2 南京長長江大橋橋1993年年九江長長

36、江公鐵鐵兩用大大橋（圖1-3）是鋼橋橋史上的的第三個個里程碑碑，正橋橋鋼梁全全18006m，橋橋跨結構構為栓焊焊，連續(xù)續(xù)剛性桁桁梁柔性性拱。220000年蕪湖湖長江公公鐵兩用用大橋是是鋼橋史史上的第第四個里里程碑，該該橋為主主跨3112m的的斜拉橋橋，主梁梁為鋼桁桁梁，其其主要特特點是具具有較好好的綜合合性能和和焊接性性能，尤尤其是低低溫沖擊擊韌性有有大幅度度提高。從從此，我我國用國國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)質(zhì)高強度度、高韌韌性鋼建建造特大大跨栓焊焊橋梁，在在材料、工工藝、理理論方面面都達到到國際先先進水平平。圖1-3 九江長長江大橋橋第四個里程程碑就是是正在興興建的武武漢天行行洲長江江大橋，武武漢天興興洲長江

37、江大橋是是我國首首座四線線公鐵兩兩用斜拉拉橋，其其5044m主跨位位居世界界同類橋橋梁之首首，大橋橋荷載也也列世界界第一。托托起大橋橋主橋重重量的兩兩座主塔塔均為國國內(nèi)斜拉拉橋主塔塔中體積積最大、結結構最復復雜、荷荷載最大大的主塔塔。其中中3號主塔塔高1990m，連同同樁基礎礎共用混混凝土8832000、鋼鋼筋1778500t，建成成后的荷荷載達2200000 tt，均居居世界同同類斜拉拉橋主塔塔之最。承擔武漢天天興洲大大橋施工工的是550年前前修建萬萬里長江江第一橋橋武漢長長江大橋橋的中鐵鐵大橋局局。據(jù)介介紹，33號主塔塔封頂后后，大橋橋施工將將全面轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入鋼梁梁架設及及斜拉索索安裝階階段。武

38、漢天興洲洲大橋鋼鋼梁是世世界上首首次采用用三主桁桁、三索索面的新新型結構構形式。預預計大橋橋?qū)⒂?20088年8月31日建成。國外的公鐵鐵兩用橋橋的建設設發(fā)展速速度也非非常快，主主要表現(xiàn)現(xiàn)在：跨跨徑不斷斷增大，橋橋型不斷斷豐富，結結構不斷斷輕型化化，有許許多非常常豐富的的經(jīng)驗值值得我們們?nèi)W習習。如加加拿大魁魁北克公公鐵兩用用橋(懸臂桁桁梁)，主跨跨5499m，還還有早在在19332年修修建的澳澳大利亞亞悉尼港港拱橋，跨跨度5003m，至至今仍為為世界上上跨度最最大的公公鐵兩用用鋼拱橋橋。1.8鐵路路鋼桁架架梁橋的的前景展展望橋梁的跨徑徑代表著著一個國國家的經(jīng)經(jīng)濟、工工業(yè)和科科學技術術的整體體

39、水平。從從現(xiàn)代橋橋梁的發(fā)發(fā)展趨勢勢來看，各各種橋型型結構都都在向大大跨徑發(fā)發(fā)展?？缈绾９こ坛桃驯粯驑蛄汗こ坛處熖嵘仙先粘?。日日本的跨跨海工程程本州四國國聯(lián)絡線線于200世紀末末完成;意大利利計劃修修建跨徑徑33000m的的墨西拿拿海峽大大橋；日日本計劃劃修建22500030000m紀紀淡海峽峽大橋。我我國本世世紀初擬擬定修建建五個跨跨海工程程：渤海海海峽工工程、長長江口越越江工程程、杭州州灣跨海海工程、珠珠江口伶伶仃洋跨跨海工程程和瓊海海海峽工工程。這這就給橋橋梁工程程界提出出了新的的挑戰(zhàn)：在結構構上研究究適合應應用于更更大跨度度的結構構類型;在結構構理論上上研究更更符合實實際狀態(tài)態(tài)的力學學分

40、析方方法與新新的設計計理論，充充分發(fā)揮揮建筑材材料的強強度，力力求工程程結構的的安全度度更為科科學和可可靠。大大跨度橋橋梁設計計中，越越來越重重視空氣氣動力學學、振動動、穩(wěn)定定、疲勞勞、非線線性等的的研究和和應用。我國CADD技術應應有進一一步的提提高，在在吸收、引引進外國國軟件的的基礎上上，開發(fā)發(fā)適應本本國的規(guī)規(guī)范的橋橋梁系統(tǒng)統(tǒng)軟件，開開發(fā)專門門或綜合合性的從從原始數(shù)數(shù)據(jù)輸入入、結構構分析、設設計、能能進行人人機交換換、自動動繪圖、甚甚至自動動化的成成套設計計、計算算、繪圖圖軟件。截截面應該該有好、窗窗口化、菜菜單式，適適應當前前先進軟軟件操作作平臺。要要研究特特大、大大跨度橋橋梁施工工、運

41、營營監(jiān)控成成套系統(tǒng)統(tǒng)測試設設備與軟軟件?？梢灶A見，在在我們所所處的這這個世紀紀，公鐵鐵兩用橋橋會迅速速發(fā)展，我我國的橋橋梁事業(yè)業(yè)也會達達到一個個新的水水平，達達到有創(chuàng)創(chuàng)新、有有國際競競爭力的的水平。1.9設計計主要內(nèi)內(nèi)容概述述設計將要進進行的工工作如下下：(1)計算算鐵路荷荷載。(2)確定定主桁各各桿件的的計算內(nèi)內(nèi)力。(3)根據(jù)據(jù)主桁桿桿件的計計算內(nèi)力力，初步步擬定主主桁桿件件的截面面形式及及尺寸。(4)主桁桁桿件的的連接設設計及典典型節(jié)點點的設計計計算。(5)聯(lián)結結系的設設計。(6)利用用有限元元程序，建建立模型型校核。參考文獻1中華華人民共共和國鐵鐵道行業(yè)業(yè)標準. 鐵路橋橋涵設計計基本規(guī)規(guī)

42、范（TB1100002.11-20005）. 北京：中國鐵鐵道出版版社，20005.2 中中華人民民共和國國鐵道行行業(yè)標準準. 鐵路橋橋涵地基基和基礎礎設計規(guī)規(guī)范（TB1100002.55-20005）. 北京：中國鐵鐵道出版版社，200053 中中華人民民共和國國鐵道行行業(yè)標準準. 鐵路橋橋梁鋼結結構設計計規(guī)范（TB1100002.22-20005）. 北京：中國鐵鐵道出版版社，20005.4 中中華人民民共和國國鐵道行行業(yè)標準準.混凝土土鐵路橋橋簡支T梁技術術條件北北京：中中國鐵道道出版社社，20005. 5 中中華人民民共和國國鐵道行行業(yè)標準準. 鐵路橋橋涵施工工規(guī)范（TB1102003

43、-220022）. 北京：中國鐵鐵道出版版社，20002. 6 范范立礎主主編. 橋梁工工程. 北京：人民交交通出版版社，20001 7 橋橋梁工程程概論 （21世紀交交通版高高等學校校教材）專著 / 羅娜主主編. 北京 ： 人民交交通出版版社，20006.8鐵道道專業(yè)設設計院 編. 鐵路工工程設計計技術手手冊鋼鋼橋. 北京 : 中國鐵鐵道出版版社, 220033 9 鐵鐵道部第第三勘測測設計院院主編. 鐵路工工程設計計技術手手冊橋橋涵水文文. 北京：中國鐵鐵道出版版社，11984410 張士鐸鐸，王文文州著 . 橋梁工工程結構構中的負負剪力滯滯效應 . 北京：人民交交通出版版社 ，20004

44、11 FLeoonhaart.Aetthennticcs aand Dessignn.Thhe AArchhiteectuurall Prresss， Loondoon ，19885. 12 Prootecctivve pprovvisiion rellatiing to eleectrricaal ssafeety andd eaarthhingg. RRaillwayy Apppliicattionn-Fiixedd innstaallaatioons Parrt1，EN5501222-11：1999813 Baiidarr Baakhtt， Leesliie GG. JJaegger .

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46、domsski. . Briidgee reehabbiliitattionn . Impperiial Colllegge PPresss， 20002第2章 鋼鋼桁架橋橋的總體體設計下承式簡支支桁架橋橋由五個個部分組組成：橋橋面、橋橋面系、主主桁、聯(lián)聯(lián)結系和和支座。主桁是桁梁梁橋的主主要承重重結構，它它由上、下下弦桿和和腹桿組組成，各各桁件交交匯處用用節(jié)點板板連接，形形成節(jié)點點。由于于節(jié)點的的剛性，主主桁架在在受彎時時，桿件件將引起起端部彎彎曲，產(chǎn)產(chǎn)生二次次應力。要要使主桁桁架形成成空間穩(wěn)穩(wěn)定的受受力結構構，必須須設置水水平桁架架把兩片片或多片片桁架連連接成空空間受力力結構，這這個上、下下

47、水平桁桁架統(tǒng)稱稱為縱向向聯(lián)結系系。外部荷載首首先通過過橋面?zhèn)鱾鞯娇v梁梁，然后后由縱梁梁把力傳傳給橫梁梁，再由由橫梁傳傳給主桁桁。由縱縱梁、橫橫梁及兩兩縱梁之之間的聯(lián)聯(lián)結系組組成橋面面系。主主桁由上上、下弦弦桿及腹腹桿組成成。傾斜斜的腹桿桿稱為斜斜桿；豎豎直的腹腹桿稱為為豎桿。由由橫梁傳傳來的力力，通過過主桁傳傳給支座座，再由由支座傳傳給墩臺臺。鋼桁梁除承承受豎向向荷載外外，還承承受橫向向水平荷荷載。在在兩主桁桁弦桿之之間，加加設若干干水平布布置的撐撐桿，并并與主桁桁弦桿共共同組成成一個水水平桁架架，以承承受橫向向水平力力。這個個桁架就就叫水平平縱向聯(lián)聯(lián)結系，簡簡稱平縱縱聯(lián)。在在上弦平平面的平平

48、縱聯(lián)稱稱為上平平縱聯(lián)；在下弦弦平面的的平縱聯(lián)聯(lián)稱為下下平縱聯(lián)聯(lián)。下平平縱聯(lián)與與下弦桿桿組成的的水平桁桁架的兩兩端與支支座相連連，橫向向水平力力可直接接通過支支座傳給給墩臺；而上平平縱聯(lián)與與上弦桿桿組成的的水平桁桁架的兩兩端則支支承在橋橋門架兩兩端（橋橋門架由由兩根端端斜桿及及其間的的撐桿組組成），橫橫向水平平力先傳傳給橋門門架，再再由橋門門架傳給給支座和和墩臺上上去。2.1 主主桁的結結構形式式、基本本尺寸及及總體布布置方案案2.1.11 主桁結結構形式式的選擇擇主桁是桁架架橋的主主要組成成部分，它它的結構構選擇是是否合理理，對桁桁架的設設計質(zhì)量量起著重重要的作作用。在在擬制主主桁結構構形式時

49、時，應根根據(jù)橋位位當?shù)氐牡木唧w情情況（如如地形、地地質(zhì)、水水文、氣氣象、運運輸條件件等），選選擇一個個較為經(jīng)經(jīng)濟合理理的方案案。它不不僅能滿滿足橋上上運輸及及橋下凈凈空的要要求，而而且還能能節(jié)約鋼鋼材，便便于制造造、運輸輸、安裝裝和養(yǎng)護護等。本次設計采采用下承承式簡支支栓焊桁桁架橋，橋橋跨64米，屬于于一中等等跨度（L=48米80米）的桁桁架橋。此此類桁架架橋主桁桁的幾何何結構采采用圖2.1中之（a）式，而而不用（b）式。這這兩者不不同之處處是斜桿桿的方向向。也正正由于這這點，在在豎向荷荷載作用用下，圖圖式（a）較圖圖式（b）的豎豎桿受力力較小，受受壓斜桿桿的數(shù)量量也較少少，而且且圖式（b）的

50、弦弦桿內(nèi)力力每個節(jié)節(jié)間都得得變化一一次，而而圖式（a）的弦弦桿內(nèi)力力相對穩(wěn)穩(wěn)定，因因而圖式式（a）的弦弦桿截面面易于選選擇，且且較為經(jīng)經(jīng)濟合理理。正因因為如此此，本次次設計中中采用圖圖式（a）的結結構形式式（三角角形腹桿桿體系）。另另外，此此種結構構形式的的桁架橋橋，其結結構簡單單，部件件類型較較少，適適應設計計定型化化要求，也也有利于于加工制制造與安安裝。圖2-1 主桁主主要形式式2.1.22 主桁的的基本尺尺寸主桁的基本本尺寸是是指：主主桁高度度（簡支支桁高）、節(jié)節(jié)間長度度、斜桿桿傾斜及及兩主桁桁的中心心距離。這這些尺寸寸的擬定定，對桁桁架橋的的技術經(jīng)經(jīng)濟指標標起著重重要的作作用。桁高 桁

51、高越大時時弦桿受受力越小小，弦桿桿的用鋼鋼量減少少。但同同時桁高高加大帶帶來腹桿桿增長，因因而腹桿桿的用鋼鋼量又將將有所增增加。對對于一定定跨度的的桁架橋橋，將有有一定的的桁高對對用鋼量量而言是是較經(jīng)濟濟的，這這個桁高高我們稱稱為經(jīng)濟濟桁高。根根據(jù)過去去統(tǒng)計資資料，并并考慮到到經(jīng)濟桁桁高，簡簡支桁架架橋的桁桁高可參參考表2.1。表2.1簡簡支桁架架橋經(jīng)濟濟桁高橋 型鐵 路 橋橋公 路 橋橋平行弦桁架架多邊形桁架架平行弦桁架架多邊形桁架架下承式1/7L（1/51/66.5）L（1/71/110）L（1/5.51/88）L上承式(1/71/88)L(1/81/110)LL節(jié)間長度考慮到我國國鋼板等

52、等型材的的標準化化生產(chǎn)等等因素，其其節(jié)間長長度宜取取為8米。斜桿傾斜斜桿傾斜角角度會影影響到節(jié)節(jié)點的構構造。斜斜度設置置不當，不不僅會影影響節(jié)點點板的形形狀及尺尺寸，而而且使斜斜桿位置置難以布布置于靠靠近節(jié)點點中心處處，以致致削弱節(jié)節(jié)點剛度度。根據(jù)據(jù)以往設設計經(jīng)驗驗，斜桿桿軸線與與豎桿軸軸線的交交角以在在3050內(nèi)為宜宜。主桁的中心心距鋼析梁橋上上柑架的的中心距距離由橫橫向剛度度和穩(wěn)定定性決定定。鐵路路鋼橋中中若主析析間距太太小，會會使鋼桁桁梁的橫橫向剛度度不足，導導致列車車過橋時時引起橋橋跨結構構劇烈的的橫向振振動，轆轆則影響響旅客舒舒適性，重重則導致致列車脫脫軌。由由于橋梁梁橫向振振動的機

53、機理和計計算方法法尚不成成熟，目目前我國國鐵路單單線鋼析析橋主析析間距主主要由橫橫向剛度度控制，在在確定主主析中心心距時必必須特別別注意，對對特殊類類型橋梁梁必須進進行橋梁梁結構動動力分析析。下承承式鋼析析梁橋的的主桁中心距距還應滿滿足橋梁梁建筑限限界的要要求。上上承式桁桁梁橋的的主桁中心距距還要考考慮橫向向傾覆穩(wěn)穩(wěn)定性的的要求，抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)不不得小于于1.33。我國鐵路從從19558年開始始制定自自己的標標準設計計，如下下承式桁桁梁跨度度有48米，64米，80米等三種種，全部部采用三三角形桁桁架，桁桁高11米，節(jié)間間長8米，主桁桁中心距距5.775米。提速后后這些橋橋梁在貨貨物列

54、車車過橋時時橫向振振動激烈烈，橋梁梁的橫向向剛度明明顯不足足，20000年后主主桁中心距距改為66.4米。2.2 鋼鋼桁橋的的總體布布置方案案鋼桁橋的總總體布置置主要包包括：主主桁、上上平縱聯(lián)聯(lián)、下平平縱聯(lián)、橋橋門架及及中間橫橫梁。根根據(jù)以上上分析本本次設計計的鋼桁桁橋的總總體布置置如圖:圖2-2鋼鋼桁橋總總體布置置圖第3章 主主桁結構構計算與與設計3.1 主主桁桿件件的內(nèi)力力分析與與計算3.1.11 恒載假假定開始計算內(nèi)內(nèi)力前需需先估計計作用在在橋跨結結構上的的恒載。恒恒載包括括橋跨自自重和橋橋面重量量。故總共計算算恒載 （ 3-1）3.1.22影響線線面積計計算在單位荷載載作用下下桿件內(nèi)內(nèi)

55、力影響響線的原原理已在在結構力力學中講講過?，F(xiàn)現(xiàn)將平行行弦三角形桁桁架的桿桿件內(nèi)力力影響線線面積的的計算公公式列舉舉于后。1.上下弦弦桿內(nèi)力力影響線線如圖3-1（a）圖3-1（a） 弦桿影影響線 影響線面面積：(3-2) 2.斜桿內(nèi)內(nèi)力（包包括端斜斜桿）影影響線如如圖3-1（b）圖3-1（b） 斜桿影影響線，（3-333-5）(3-6) 式中 -斜桿桿與弦桿桿之間夾夾角； d節(jié)間間長度； n全跨節(jié)節(jié)間總數(shù)數(shù)；3.掛桿內(nèi)內(nèi)力影響響線如圖圖3-1（c）圖3-1（c） 吊桿影影響線 (3-77)4.支點反反力影響響線如圖圖3-1（d）圖3-1（d） 支點影影響線 （3-8）3.1.33列車豎豎向活載

56、載1.換算均均布活載載k換算均布活活載k按影響響線最大大縱坐標標位置a值及加加載長度度d求得。對對雙線橋橋梁主桁桁的弦桿桿和斜桿桿，考慮慮到兩條條線路上上同時出出現(xiàn)最大大活載的的可能性性很少，換換算均布布活載采采用兩線線活載總總和的90%;對受局局部活載載的桿件件如豎桿桿、縱橫橫梁等，因因其受載載長度較較短，兩兩線上同同時出現(xiàn)現(xiàn)最大活活載的可可能性較較大，設設計時k值取兩兩線活載載總和的的1000%。當計算算桿件的的疲勞荷荷載時，對對雙線鐵鐵路析架架橋的主主桁桿件(受局部部荷載的的桿件除除外)，按單單線偏心心加載，并并用杠桿桿原理分分配于兩兩片主桁桁。這是是因為:在雙線線鐵路橋橋上，兩兩列列車

57、車在橋上上對開的的情況較較少，雙雙線加載載的循環(huán)環(huán)次數(shù)遠遠遠小于于制定疲疲勞強度度時所依依據(jù)的200萬次循循環(huán)，故故疲勞強強度將顯顯著提高高，因而而雙線加加載一般般不是控控制因素素。因此此.在主桁桿件的的疲勞荷荷載計算算中，橋橋規(guī)建建議按經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)的單線線偏載考考慮。2.沖擊系系數(shù)(1 +u)列車通過橋橋梁時產(chǎn)產(chǎn)生各種種動力作作用，使使結構的的內(nèi)力和和變形比比靜活載載時增大大。列車車的主要要動力因因素有:蒸汽機車動動輪上的的平衡重重產(chǎn)生的的周期性性錘擊;機車和車輛輛的輪對對通過鋼鋼軌接縫縫時的沖沖擊;位于轉(zhuǎn)向架架上的車車體的振振動;橋上線路不不平順及及輪緣磨磨損引起起的沖擊擊及因豎豎撓度引引

58、起的離離心力;輪對蛇形運運動引起起的沖擊擊。上述因素中中，可分分周期的的和隨機機的兩類類，現(xiàn)在在很難在在理論上上作綜合合的量的的分析。橋規(guī)規(guī)中的沖沖擊系數(shù)數(shù)主要依依據(jù)試驗驗資料得得出。 （3-9）式中的L值值(按m計):對主桁的主要要桿件，取取跨長;對承受受局部荷荷載的豎豎桿及縱縱橫梁，取取影響線線長度。3.活載發(fā)發(fā)展均衡衡系數(shù)自有鐵路以以來，隨隨著社會會生產(chǎn)力力的發(fā)展展，鐵路路運輸量量不斷增增加，機機車車輛輛的重量量不斷提提高。因因此，為為了保證證鐵路鋼鋼橋在較較長的時時期內(nèi)能能適應機機車車輛輛重量增增長的需需要，設設計時必必須為現(xiàn)現(xiàn)今使用用的列車車活載預預留一個個發(fā)展系系數(shù)。預預留的方方法

59、有兩兩種:一是讓讓計算中中采用的的活載等等級大于于現(xiàn)在運運轉(zhuǎn)的活活載等級級，一是是讓設計計容許應應力低于于實際能能容許的的應力。在在我國的的鋼橋設設計中一一般采用用后一種種方法。3.1.44主桁的的主內(nèi)力力計算主力作用下下的主析析桿件內(nèi)內(nèi)力計算算：單線鐵路簡簡支栓焊焊析架橋橋，l =644m，設設計荷載載為中活活載，主主桁尺寸如如圖3-2圖3-2 桁架影影響線1.恒載假假定：參照已已有設計計，取主桁： 聯(lián)結系 橋面系 高強螺螺栓 檢查設設備 故每片析梁梁重=(114.22+2.8+77.1+0.55+1.0)/2=橋面重(雙雙側設鋼鋼筋混凝凝土人行行道板)（每片片主桁）每片主桁所所受恒載載強度

60、近近似采用用2.影響線線面積計計算(1)弦桿桿影響線最大大縱距 影響線面積積 : : : : (2)斜桿桿式中 : :所以： :所以: : 所以: （3）吊桿桿 3.主荷載載作用下下的桿件件內(nèi)力計計算(1)求換換算均布布活載k弦桿部分：: 查表得得(每片主主桁)： 查查表得： 查查表得： 查查表得斜桿部分： 查表得得： 查表得得（用內(nèi)內(nèi)插法求求得）查表得： 查表得得 查表表得： 查表得得 查表表得吊桿部分： 說明： 與與相同(2)沖擊擊系數(shù)弦、斜桿： 吊吊桿： （3）求桿桿件的恒恒載內(nèi)力力及活載載內(nèi)力恒載內(nèi)力力 具體見見表3-11活載內(nèi)力力包括沖擊力力的活載載內(nèi)力=(11+)Nk(計算結結果見