(完整word版)钢桥课程设计(word文档良心出品)
32m钢桥课程设计

32m钢桥课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解32m钢桥的结构特点、设计原理及其在我国桥梁工程中的应用。
2. 学生能掌握钢桥施工中的关键步骤、技术要点和质量控制标准。
3. 学生能了解桥梁工程中的力学原理,如受力分析、承载能力等。
技能目标:1. 学生具备运用CAD软件绘制32m钢桥结构图纸的能力。
2. 学生能运用专业软件对32m钢桥进行结构分析和计算。
3. 学生通过小组合作,设计出符合实际工程要求的32m钢桥方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对桥梁工程的热爱,激发学生学习土木工程专业的兴趣。
2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与协调能力。
3. 增强学生的社会责任感和使命感,认识到桥梁工程在国民经济建设中的重要作用。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,结合实际工程案例,使学生能够将理论知识与实际操作相结合。
学生特点:高二年级学生,具有一定的物理、数学基础,对工程实践有较高的兴趣。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生的创新能力和实践能力。
通过课程学习,使学生达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 教学大纲:(1)32m钢桥结构设计原理及分类(第1章)(2)32m钢桥施工技术及质量控制(第2章)(3)桥梁工程力学原理及受力分析(第3章)(4)32m钢桥结构图纸绘制与分析(第4章)2. 教学内容安排与进度:(1)第1周:32m钢桥结构设计原理及分类学习,了解桥梁工程的发展历程。
(2)第2周:学习32m钢桥施工技术及质量控制,分析实际工程案例。
(3)第3周:桥梁工程力学原理及受力分析,掌握基本计算方法。
(4)第4周:运用CAD软件绘制32m钢桥结构图纸,进行结构分析。
3. 教材关联内容:(1)章节1:桥梁工程概述,了解桥梁的分类、结构及设计要求。
(2)章节2:桥梁施工技术,学习钢桥施工方法、工艺及质量控制。
(3)章节3:桥梁力学,掌握桥梁受力分析、承载能力计算等。
东南大学钢桥课程设计

东南大学钢桥课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握钢桥设计的基本理论知识,包括钢桥的结构类型、材料性能和受力特点。
2. 使学生了解钢桥施工过程中的关键技术和施工要点,如焊接、螺栓连接等。
3. 帮助学生了解钢桥的养护与维修方法,提高对钢桥使用寿命的认识。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行钢桥设计方案比较和分析的能力。
2. 提高学生运用计算机辅助设计软件(如CAD、SAP2000等)进行钢桥结构设计和计算的能力。
3. 培养学生具备解决实际工程问题中钢桥设计与施工方面的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢桥工程建设的兴趣,激发学生热爱专业、勤奋学习的热情。
2. 增强学生的团队协作意识和沟通能力,培养良好的工程素养。
3. 提高学生面对工程问题时的责任感和使命感,树立正确的价值观。
本课程针对东南大学土木工程专业高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生不仅掌握钢桥设计的基本理论知识,还能具备实际工程设计能力和解决工程问题的能力,为将来从事相关工作奠定基础。
同时,注重培养学生的团队协作精神、沟通能力和职业道德,提高学生的综合素质。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 钢桥设计基本理论- 钢桥结构类型及特点- 钢桥材料性能及选用原则- 钢桥受力分析及计算方法- 教材章节:第二章、第三章2. 钢桥施工技术- 钢桥施工工艺流程- 焊接、螺栓连接等关键施工技术- 钢桥施工质量控制与验收标准- 教材章节:第四章、第五章3. 钢桥养护与维修- 钢桥养护与维修的基本原则- 钢桥常见病害及其原因分析- 钢桥养护与维修方法及案例分析- 教材章节:第六章教学进度安排:1. 第1-4周:钢桥设计基本理论2. 第5-8周:钢桥施工技术3. 第9-12周:钢桥养护与维修教学内容的选择和组织确保了科学性和系统性,结合教材章节,使学生能够循序渐进地掌握钢桥设计与施工的相关知识,为实际工程应用打下坚实基础。
钢桥课程设计

表2-2(注:三个阶段 分别为弹性阶段,徐变阶段,收缩阶段)
三.荷载统计与组合
1.荷载统计,执行规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
这里只计算 1)永久作用:结构重力,混凝土收缩徐变; 2)可变作用:汽车荷载,汽车冲击力,温度作用; 3)偶然作用:汽车撞击作用;
2.横向分布系数计算 采用桥梁博士建立简单的模型进行横向分布系数的计算,见图 3-1
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简支钢箱组合梁课程设计
1250877 万慎行 2016-1-13
图 3-1(横向分布系数的计算) 计算得横向分布系数算入车道折减 mc 1.044; 3.汽车荷载冲击系数的计算:
f
2l
2
EI 3.491Hz m
冲击系数:
0.1767 ln 3.491 0.0157 0.205
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简支钢箱组合梁课程设计
1250877 万慎行 2016-1-13
结构桥梁设计规范》(报批稿) 5.1.8 条规定,有效面积按下式计算:
下翼缘梁腹板之间的距离b=3500mm, 3).截面特性计算
b l
3.5 / 2 0.05 , 根据上式, 底板全宽有效。 35
计算箱梁截面特性时, 钢梁下翼缘宽度为考虑剪力滞后效应的有效分布宽度 (本例全宽 有效),混凝土板宽度为考虑剪力滞后效应的有效分布宽度(本例全宽有效)。计算荷载效 应时,在钢与混凝土连续牢固结合的前提下,组合截面采用等效截面法,将混凝土截面转化 为钢截面。不考虑材料非线性(收缩、徐变)影响时,钢与混凝土弹性模量之比: 不考虑材料非线性(收缩、徐变)影响时,钢与混凝土弹性模量之比:
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简支钢箱组合梁课程设计
1250877 万慎行 2016-1-13
钢桥课程设计.

主桁中心距B=5.75m ;平纵联宽度B 0=5.30m ;主桁高度H=11.00m ;纵梁高度h=1.45m ;纵梁中心距b=2.00m ;主桁斜角倾角︒=708.50θ,774.0sin =θ,
633.0cos =θ。
第三部分主桁杆件设计(15
一、主桁杆件的检算内容及设计步骤(15
二、主桁杆件截面几何特征计算(15
三、主桁杆件截面检算(19
四、杆端高强螺栓计算(21
第四部分节点板设计(24
第五部分节点板强度检算(26
一、E2节点处斜杆所引起的节点板撕裂强度检算(25
二、E2节点处节点板竖直最弱截面的强度检算(26
斜杆倾角50.708θ= ,sin 0.774θ=,cos 0.633θ=。其它尺寸见图1:
E 1
E 2
E 4
E 3
E 3
A 4
A 2
A 1
A
第二部分: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:(1k N ημ+
设计题目:钢桥课程设计
指导老师:唐冕
学生:xp
学号:1208100509班级:土木工程1001班日期:2013年8月25
《钢桥》课程设计任务书
(土木工程10级2012-2013学年第2学期
一、设计题目
跨度L=72m单线铁路下承式简支栓焊钢桁梁设计
二、设计依据1.设计《桥规》
铁道部《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005铁道部《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005 2.结构基本尺寸
40m钢桥课程设计

40m钢桥课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握40m钢桥的基本结构组成及其功能,包括桥面、主梁、支座等关键部件。
2. 使学生了解钢桥设计的基本原则,如力学原理、材料选择、安全标准等。
3. 引导学生掌握桥梁工程中涉及的计算方法,如荷载分析、应力应变计算等。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件绘制40m钢桥图纸的能力,提高其空间想象力和实际操作技能。
2. 培养学生通过小组合作,进行桥梁模型设计与制作的能力,提升解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对桥梁工程及建筑行业的兴趣,激发他们探究科学技术的热情。
2. 培养学生关注国家基础设施建设,树立爱国主义情怀,增强民族自豪感。
3. 培养学生在团队合作中尊重他人、沟通协作,培养良好的团队精神和职业道德。
本课程针对高中年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习,学生将能够独立完成桥梁设计任务,并为未来从事相关领域工作奠定基础。
后续教学设计和评估将围绕以上具体学习成果展开。
二、教学内容1. 桥梁概述:介绍桥梁的定义、分类及其在国民经济中的地位和作用,使学生了解桥梁工程的重要性。
- 教材章节:第一章 桥梁概述2. 钢桥结构设计原理:讲解钢桥的结构组成、设计原则,重点分析40m钢桥的受力特点。
- 教材章节:第二章 钢桥结构设计原理3. 钢桥施工技术:介绍钢桥施工方法、工艺流程,分析40m钢桥施工中应注意的问题。
- 教材章节:第三章 钢桥施工技术4. 荷载与计算:讲解桥梁荷载的分类、作用原理,引导学生掌握40m钢桥的荷载分析和计算方法。
- 教材章节:第四章 荷载与计算5. 桥梁CAD绘图:教授CAD软件的基本操作,指导学生绘制40m钢桥的平面图、立面图等。
- 教材章节:第五章 桥梁CAD绘图6. 桥梁模型设计与制作:组织学生进行小组合作,设计并制作40m钢桥模型,锻炼学生的动手能力和团队协作精神。
钢桥课程设计

钢桥 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解钢桥的基本概念、分类及在我国的应用情况;2. 掌握钢桥的结构特点、材料性能及其在工程中的优势;3. 了解钢桥的设计原理和施工技术,理解钢桥建设中的关键技术问题。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析钢桥结构的能力,提高空间想象力和逻辑思维能力;2. 培养学生通过小组合作,运用模拟实验等方法,解决钢桥建设中的实际问题的能力;3. 提高学生运用信息技术查阅相关资料,进行钢桥研究的自主学习能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对桥梁工程及钢桥建设的兴趣,激发学生热爱科学、探索未知的热情;2. 增强学生的团队合作意识,培养学生在合作中互相尊重、共同进步的精神;3. 培养学生关注社会热点问题,认识到钢桥在我国基础设施建设中的重要性,增强社会责任感。
课程性质:本课程属于工程技术类课程,结合实际工程案例,注重理论与实践相结合。
学生特点:学生为八年级学生,具有一定的物理和数学基础,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生主动探究,关注学生的个体差异,提高学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为未来的学习和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 钢桥基本概念:介绍钢桥的定义、分类、发展历程及其在我国的应用现状。
教材章节:《桥梁工程》第一章 桥梁概述2. 钢桥结构特点:分析钢桥的受力性能、材料性能、结构类型及优势。
教材章节:《桥梁工程》第二章 桥梁结构3. 钢桥设计原理:讲解钢桥设计的基本原则、设计方法及关键参数。
教材章节:《桥梁工程》第三章 桥梁设计4. 钢桥施工技术:介绍钢桥的施工工艺、施工难点及质量控制要点。
教材章节:《桥梁工程》第四章 桥梁施工5. 钢桥工程案例:分析国内外典型钢桥工程,了解钢桥在实际工程中的应用。
教材章节:《桥梁工程》第五章 桥梁工程实例6. 钢桥研究性学习:指导学生进行钢桥相关资料的查阅、分析,开展小组讨论和模拟实验。
50m钢桥课程设计
50m钢桥课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握50m钢桥的基本结构组成及其功能,理解桥梁设计中的力学原理。
2. 学生能够了解并描述50m钢桥建设过程中的施工技术要点和安全规范。
3. 学生能够认识并列举出桥梁建设中的材料选择标准及其对结构性能的影响。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决桥梁设计中的实际问题,如承重、稳定性等。
2. 学生通过小组合作,设计出符合特定要求的50m钢桥模型,培养动手操作和团队协作能力。
3. 学生能够运用专业软件或工具,进行桥梁结构模拟和数据分析,提高信息技术应用能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程学习,培养对桥梁工程建设的兴趣和热情,激发探究精神。
2. 学生在学习过程中,树立安全意识,认识到工程质量对社会的重要性,培养责任感。
3. 学生通过团队协作,学会相互尊重、沟通和交流,培养良好的合作精神和人际交往能力。
课程性质:本课程为工程技术类课程,注重理论联系实际,强调实践操作和动手能力培养。
学生特点:初三学生,具有一定的物理和数学基础,好奇心强,喜欢探索新知识。
教学要求:教师需结合学生特点,采用案例分析、小组合作、实践操作等多种教学方法,使学生在掌握知识的同时,提高实践能力和综合素质。
教学过程中,注重分解课程目标,确保学生能够达到预期学习成果,为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 桥梁基本概念:介绍桥梁的定义、分类及其在国民经济中的重要作用。
教材章节:第一章 桥梁概述2. 钢桥结构组成:详细讲解50m钢桥的各部分结构,包括桥墩、桥台、主梁、支座等。
教材章节:第二章 桥梁结构3. 力学原理:分析桥梁设计中的力学原理,如弯曲、剪切、压缩等。
教材章节:第三章 桥梁力学原理4. 施工技术要点:介绍50m钢桥建设过程中的施工技术、工艺和安全规范。
教材章节:第四章 桥梁施工技术5. 材料选择:讲解桥梁建设中常用材料及其选择标准,如钢材、混凝土等。
教材章节:第五章 桥梁材料6. 桥梁模型设计与制作:分组进行桥梁模型设计,指导学生动手制作,培养实践操作能力。
79m钢桥课程设计
79m钢桥课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解79m钢桥的设计原理,掌握桥梁结构的基本组成和功能。
2. 学生能够掌握79m钢桥的主要技术参数,如跨径、桥面宽度、承载能力等。
3. 学生能够了解79m钢桥建设过程中的施工技术和方法。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决79m钢桥在设计、施工过程中可能遇到的问题。
2. 学生能够通过小组合作,设计出符合要求的79m钢桥模型,提高动手实践能力。
3. 学生能够运用绘图软件或手工绘图,展示79m钢桥的设计方案。
情感态度价值观目标:1. 学生能够增强对桥梁工程建设的兴趣,激发探索科学技术的热情。
2. 学生能够培养团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 学生能够认识到桥梁建设在国家经济发展中的重要性,增强社会责任感。
课程性质:本课程为工程技术类课程,结合实际工程案例,培养学生对桥梁工程的认识和兴趣。
学生特点:八年级学生具有一定的物理知识和动手能力,但对桥梁工程了解有限,需要结合实际案例进行教学。
教学要求:通过本课程的学习,使学生能够掌握桥梁工程的基本知识,提高动手实践能力,培养团队协作精神,增强对科学技术和工程建设的热爱。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 桥梁工程概述:介绍桥梁的定义、分类、功能及发展历程,使学生了解桥梁工程的基本概念。
教材章节:第一章 桥梁工程概述2. 桥梁结构组成与原理:讲解桥梁的主要结构组成,如桥跨结构、桥墩、基础等,分析各部分的工作原理。
教材章节:第二章 桥梁结构组成与原理3. 79m钢桥技术参数:详细介绍79m钢桥的跨径、桥面宽度、承载能力等主要技术参数。
教材章节:第三章 钢桥设计参数4. 桥梁施工技术:讲解79m钢桥的施工方法、工艺流程及施工过程中的关键技术。
教材章节:第四章 桥梁施工技术5. 桥梁设计与模型制作:引导学生运用所学知识,进行79m钢桥的设计,并制作桥梁模型。
50M钢桥课程设计
一、设计资料(1) 设计规范:铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005) 铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.1-2005) 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)(2) 基本设计资料:计算跨度L=50m ,钢桥分为10个节间,每个节间长度d=5.0m ,主桁高度H=10.0m ,主桁中心距B=5..0m ,斜杆倾角54°,纵联计算宽度5.0m,采用双侧人行道。
(3) 材料:主桁杆件采用Q345q 钢,板厚≤40mm ,高强螺栓采用M22型,10.9级 (4) 活载:中活载(5) 恒载:桥面 10KN/m 主桁15.0KN/m 联接系2.75 KN/m 桥面系6.30 KN/m 检查设备1.05KN/m螺栓62340.02()P P P P =++ 72340.015()P P P P =++焊缝 纵梁(每线)8P :4.73 KN/m (不包含桥面)纵梁中心距2.0m 横梁(每片)9P :2.10 KN/m二、主桁杆件内力计算1、恒载计算:主桁14.51KN/m 联接系2.74 KN/m 桥面系6.29 KN/m 检查设备1.02KN/m螺栓 62340.02()P P P P =++ = 0.02(6.3015.0 2.75)0.481/m KN ⨯++= 焊缝 72340.015()P P P P =++ = 0.015(6.3015.0 2.75)0.361/m KN ⨯++= 故每片主桁梁重量为:p = (15.0+2.75+6.30+0.481+1.05+0.361)/ 2 = 12.971KN/m桥面重:两侧设置钢筋混凝土人行道板(每片主桁分担5 KN/m ) 故,每片主桁恒载为:P = 12.971+5 = 17.971 KN/m ≈ 18 KN/m 2、影响线面积计算:(1)上、下弦杆:影响线最大纵距12l l y l H⨯=⨯,面积12122l l l y H ⨯Ω=⨯⨯=。
现代钢桥上册课程设计
现代钢桥上册课程设计一、设计背景现代钢结构桥梁因其高强度、耐久性和寿命长等特点,成为了桥梁设计的主流。
通过钢桥的设计,可以培养学生的工程思维、计算机辅助设计能力和创新能力等。
本课程设计基于这一背景,在钢桥设计的基础上,注重学生对于实际工程应用的理解和应用能力的提升。
二、课程目标本课程旨在通过理论和实践相结合的方式,培养学生的以下能力:1.掌握钢桥梁的基本结构设计流程和计算方法;2.熟悉桥梁施工、检查和维护等方面的知识;3.了解钢材的性能和强度等基本物理特性;4.提升计算机辅助设计和创新能力。
三、课程内容和进度第一讲:钢桥梁基础知识1.钢桥梁的分类和特点;2.钢材的基本性质和强度指标;3.钢桥梁设计的基本流程和步骤。
第二讲:桥梁结构设计1.桥梁结构设计的基本原理和方法;2.钢桥梁的结构组成和构造原理;3.常见桥梁结构的特点和应用。
第三讲:钢桥梁的计算方法1.钢桥梁的荷载和力学特性分析;2.钢桥梁的受力分析和计算方法;3.弯曲、剪力和扭矩等力学模型的建立和求解。
第四讲:计算机辅助设计1.CAD和CAE技术在钢桥梁设计中的应用;2.钢桥梁的三维建模和有限元分析;3.云计算和大数据在桥梁工程中的应用。
第五讲:钢桥梁的施工、检查和维护1.钢桥梁的施工流程和工艺;2.钢桥梁的安全检查和质量保障;3.钢桥梁的维护和保养。
第六讲:课程设计总结和实践1.针对某一实际工程需求,对学生进行课程设计;2.学生独立完成钢桥梁设计实践;3.在设计实践中不断总结和掌握所学知识和技能。
四、教学方法和手段1.讲授和演示相结合的教学方法;2.课程设计和实践相结合的教学手段;3.计算机辅助教学和网络教学资源的应用。
五、考核方式1.考勤和平时表现占30%;2.设计报告和自主实践占50%;3.课堂测试和考试占20%。
六、教材和参考资料1.《钢桥梁设计与应用》;2.《桥梁工程概论》;3.《钢结构设计手册》;4.国家标准和行业标准。
七、总结通过以上课程设计,可以让学生掌握钢桥梁的常用结构和计算方法,提高计算机辅助设计能力和实践能力,培养学生的团队协作和创新能力,为未来的工程实践奠定坚实的理论基础。
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《钢桥》课程设计任务书《钢桥》课程设计指导书青岛理工大学土木工程学院道桥教研室指导老师:赵建锋2010年12月《钢桥》课程设计任务书一、设计题目单线铁路下承式简支栓焊钢桁架桥上部结构设计二、设计目的1. 了解钢材性能及钢桥的疲劳、防腐等问题;2. 熟悉钢桁架梁桥的构造特点及计算方法;3. 通过单线铁路下承式简支栓焊钢桁架桥上部结构设计计算,掌握主桁杆件内力组合及计算方法;掌握主桁杆件截面设计及验算内容;4. 熟悉主桁节点的构造特点,掌握主桁节点设计的基本要求及设计步骤;5. 熟悉桥面系、联结系的构造特点,掌握其内力计算和强度验算方法;6. 熟悉钢桥的制图规范,提高绘图能力;7. 初步了解计算机有限元计算在桥梁设计中的应用。
三、设计资料1. 设计依据:铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.-2008) 钢桥构造与设计2. 结构轮廓尺寸:计算跨度L= m ,节间长度d= 8 m ,主桁高度H= 11m ,主桁中心距B= 5.75m ,纵梁中心距b= 2.0m 。
3. 材料:主桁杆件材料Q345qD ,板厚≤40mm ,高强度螺栓采用M22。
4. 活载等级:中-活载。
5. 恒载: (1)主桁计算桥面m kN p =1,桥面系m kN p =2,每片主桁架m kN p =3,联结系m kN p =4; (2)纵梁、横梁计算 纵梁(每线) m kN p =5 (未包括桥面),横梁(每片) m kN p =6。
6. 风力强度0.1,25.132120==K K K m kN W 。
7. 工厂采用焊接,工地采用高强度螺栓连接,栓径均为22mm 、孔径均为23mm 。
高强度螺栓设计预拉力N=200kN ,抗滑移系数45.0=0μ。
8. 其它不明事项参考教材。
四、设计内容依据相关规范、文献,进行内力计算、截面设计及相关验算:1. 主桁杆件内力计算:包括主力(恒载和活载)作用下主桁杆件的内力计算、横向附加力作用下主桁杆件的内力计算、纵向制动力作用下主桁杆件的内力计算及主桁内力组合并确定主桁计算内力;2. 主桁架各杆件截面设计:包括主桁杆件的截面形式及其外轮廓尺寸、上下弦杆的设计、端斜杆的设计、腹杆的设计;3. 按照节点设计的基本要求进行主桁节点设计及节点板的强度验算;4. 根据桥面系的构造特点进行桥面系纵横梁的内力计算、截面设计和强度检算;5. 进行主桁架之间的平纵联、横联及制动联结系的设计;6. 进行挠度验算及上拱度设计;7. 采用Midas 软件建立模型计算全桥内力,并与手算结果进行对比。
五、设计要求1 主桁架内力计算、设计应汇总成表格;2 主桁架内力计算推荐使用Microsoft Excel 电子表格;3. 绘制钢桁架桥的整体平面图、立面图及剖面图,并绘制一个节点图,建议采用CAD 制图; 3 步骤清楚,计算正确,文图工整、装订成册。
4 提交设计报告一份、图纸一份及相关电子文件资料一份(包括设计报告、图纸、Excel 表格等,可以全班集中刻在一张盘上)。
5 分组进行。
《钢桥》课程设计指导书单线铁路下承式简支栓焊钢桁架桥上部结构设计的计算说明书包括并不限于以下内容: 1、主桁杆件内力计算《桥规》中推荐使用简化的计算方法,即将桥跨结构划分为若干个平面系统分别计算,但应考虑各个平面系统间的共同作用和相互影响。
作为空间结构的钢桁架桥,可以将它划分为以下几个平面系统:主桁架、平纵联、横联、桥门架(端横联)、纵梁、横梁等。
作用在桥梁上的荷载可分为主力和附加力:主力包括恒载和活载;附加力包括横向附加力(如横向风力,列车摇摆力,曲线桥上的离心力等)、纵向附加力(如列车制动力或牵引力)以及由桁架桥各个平面系统间的共同作用和节点的刚性连接所引起的附加力。
1.1 主力作用下主桁杆件的内力主桁杆件内力的计算图式可简化为由主桁各杆件的轴线所形成的平面铰接桁架。
主力作用在主桁架平面内,包括恒载和活载两部分。
1. 恒载计算每片主桁所受恒载强度 ()342121p p p p p +++= 2. 活载计算静活载取换算均布活载k 由影响线最大纵坐标位置α值和加载长度L 求得。
考虑到车辆活载对桥梁的动力作用,,应将静活载乘以动力系数()μ+1。
对于铁路钢桥计算强度时,动力系数取L++=+402811μ;计算疲劳时采用运营动力系数Lf ++=+401811μ,其中L 为影响线加载长度。
3. 活载发展均衡系数为了保证在较长时期内钢桥能适应机车车辆重量增长及特种超重列车通过的需要,设计时必须为现今使用的列车活载预留一个发展系数,我国钢桥设计中一般采用降低材料容许应力的方法。
预留活载发展倍数2.12.0+=a n,其中()kpN N a μ+=1活载发展均衡系数()a a -+=max 611η 4. 主力作用下主桁杆件的内力主力作用下主析杆件的内力计算采用结构力学中利用影响线求量值的方法,由于恒载和活载均为分布荷载,内力计算时要利用某量值的影响线面积,因此,这种计算内力的方法称为影响线面积法。
()k p I N N N μη++=11.2 横向附加力作用下主桁杆件的内力计算A.横向附加力对平纵联杆件产生的内力桥上无车时,作用在上平纵联上的横向风力分布集度:()[]0412.04.05.0-+⨯⨯=h H W w 上作用在下平纵联上的横向风力分布集度:()[]0410.14.05.0-+⨯⨯=h H W w 下桥上有车时,作用在上平纵联上的横向风力分布集度:()[])(其中:上上上上上4.010.32.08.00412.04.05.08.02121-⨯⨯=-+⨯⨯=+=W w h H W w w w w作用在下平纵联上的横向风力分布集度:()[])(其中:下下下下下4.010.30.18.00410.14.05.08.02121-⨯⨯=-+⨯⨯=+=W w h H W w w w w 作用在上平纵联上的列车摇摆力分布集度为:5.52.0⨯=上k作用在下平纵联上的列车摇摆力分布集度为:5.50.1⨯=下k 由于风力和摇摆力同时达到最大值的可能性很小,一般只取较大者进行计算。
B.桥门架效应产生的杆件内力上平纵联将它所受的横向附加力传递给桥门架,从而使主桁端斜杆和下弦杆产生附加内力,这种现象就是桥门架效应。
计算时将桥门架看成平面刚架,其腿杆(主析端斜杆)下端可假定嵌固在下弦端节点上。
作用在桥门架上的水平力就是由上平纵联传来的横向附加力,也就是上平纵联作为简支桁架的支座反力。
1.3 纵向制动力作用下主桁杆件的内力计算制动力T 的大小按布满全跨静活载的10%计算,并假设作用在纵梁与制动联接系的节点处。
如下图所示,节点E 0为活动支座,节点E 6为固定支座,制动力或牵引力通过固定支座传递给墩台。
1.4 横向框架效应引起的主桁杆件内力计算横向联结系、主析竖杆及横梁组成一个横向框架,横梁在竖向荷载作用下梁端发生转动时,在竖杆的下端B 和上部A 处均产生附加力矩。
如下图所示。
1.5 主桁内力组合及主桁架杆件计算内力A. 主力单独作用:内力为1N ,设计容许应力为[]σ;B. 主力+横向附加力:W N N N +=ⅠⅡ,设计容许应力为1.2[]σC. 主力+横向附加力:T N N N +=ⅠⅢ,设计容许应力为1.25[]σ 2、主桁杆件的截面设计选择H 形截面作为主桁杆件的截面形式。
2.1 下弦杆的设计简支下承式桁架桥的下弦杆都是受拉杆件,当内力较大时一般是由静强度或疲劳强度控制设计;当内力较小时,则由刚度设计控制。
安强度控制的设计步骤如下:⑴计算所需的净截面积。
由静强度条件:][σ≤jA N或疲劳强度条件:][min max σγ∆≤-jA N N 或][n j A Nσ≤ 可得所需的净截面积为:][σN A j ≥或 ][min max j j N N A σγ∆-≥或 ][n j NA σ≥其中,[n σ]为疲劳容许应力(详见公路桥规)。
⑵根据设计经验,可得到杆件的毛面积:85.0j m A A =。
⑶选定截面形式并根据m A选配杆件的歌部件尺寸。
选择各部件尺寸时要注意前面所述的几个问题和《桥规》中对最大、最小板厚的要求,同时应注意将水平板厚取小一些,而将材料主要集中在两块竖板上,因为在节点连接处,杆件的竖板是与节点板和拼接板直接相连的,这样可使内力传递比较均匀。
⑷计算杆件端部所需要的连接螺栓数,并螺栓的初步布置。
螺栓的布置要考虑工厂现有的机器样板,并遵循结构设计原理中关于螺栓布置的原则。
⑸计算杆件的毛截面积m A 、净截面积j A 、惯性矩x I 、y I 及回转半径x r 、y r 。
⑹进行强度(静强度或疲劳强度)和刚度检算。
强度检算按][σ≤j A N 或][minmax σγ∆≤-JA N N 或][n jA Nσ≤进行,刚度检算公式为:][λλ≤ 若不满足,则应调整杆件截面尺寸,直到满足强度、刚度条件为止。
2.2 上弦杆的设计简支下承式桁架桥的上弦杆都是受压杆件,一般是由整体稳定控制设计。
主要设计步骤如下:⑴选定截面形式并假定杆件的长细比。
一般受压弦杆的最大长细比在60~80之间。
⑵根据假定的长细比查表求得真题稳定容许应力折减系数1ϕ,则所需的毛截面积为:m A =][1σϕN⑶根据m A选配杆件的各板件尺寸。
注意对焊接H 形压杆的水平板厚度不宜小于δ0.5(当δmm 24≥时)或δ0.6(当δmm 24≤时),δ为竖板的厚度。
此外还要注意板件的宽度与厚度之比满足板件局部稳定的要求。
⑷计算所选截面的实际截面面积、惯性矩、回转半径、长细比及容许应力折减系数。
⑸进行整体稳定、局部稳定及刚度检算。
整体稳定的检算公式为:][1σϕ≤mA N刚度的检算公式为:][λλ≤。
局部稳定的检算公式为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡≤t b t b 若不满足,则应调整杆件的截面尺寸,直到各项条件满足为止。
2.3 端斜杆的设计⑴整体稳定检算压弯构件的整体稳定按下式检算:][1211σϕϕμϕ≤⋅+mM W M A N ⑵强度检算 受压翼缘的应力][2.1σ≤+mM W M A N 2.4 腹杆的设计⑴斜杆的疲劳验算当疲劳应力为拉-拉循环或拉-压循环以拉为主时,疲劳强度的检算公式为:][min max min max σσσ∆≤-=-nd t j r r rA N N当疲劳应力为拉-压循环以压为主时,疲劳强度的检算公式为:][max σσρ∆'≤nd t r r r r⑵竖杆的疲劳验算疲劳强度的检算公式如下:][min max σσσ∆≤-nd tr r r 3、主桁节点设计 3.1主桁节点的设计步骤(1)计算杆件在节点板上所需的连接螺栓数。
(2)进行弦杆的拼接计算,确定拼接板尺寸和连接螺栓数。