桁架式钢引桥设计计算书Word文档格式.docx
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横剖面
1、桥长30m是根据设计水位(枯水期)最大落差码头最前端至囤船间工作距离必须满足生产须要。
注皮带机斜角≤20°
2、桥宽4.5m是按800mm皮带机双线作业最小宽度。
3、桁架高3.5m是按1/8t-1/12t之间取用,且满足净空工作要求。
4、桁架节间长度2.5m满足三个条件:
一是节间数为偶数,二是节间长为1/12t,三是斜杆倾角35°
~55°
之间。
(三)、桥面系及格梁布置;
1、桥面系采用复式格梁构造,布置有纵梁和横梁,采用上平面等高连接。
2、拱梁为主承重梁,跨度等于两片主桁架之间距离4.5m,纵向间距按主桁
架的节间长度2.5m布设并支承于两片主桁架内侧。
3、纵梁为付承重梁,跨度为主横梁间距2.5.m,水平间距按0.5m等距布置。
(四)联结系的布设;
1、下弦纵向联结系为增强钢引桥的横向抗扭强度,在两片主桁架下弦
杆之间内布设下弦纵向联结系,成X型交叉腹杆,简称下平纵联。
2、上弦纵向联结系为保证钢引桥工作状态下的上弦横向稳定性,在两
主桁架上弦杆之间布设上弦纵向联结系,成X型交叉腹杆,简称下平纵联。
(五)、本桥两端支座分别采用两种形式;
靠囤船一端采用弧形滑动铰支座,靠码头一端采用有轨滚轮行走支座。
三、桥面系设计
(一)、桥面板
两纵梁间距l10.5m,两横梁间距离l22.5m。
当ball1202..5553时,为单向受力板
设板厚8mm时,则荷载g(g自重g皮带机)K(0.0087850300)1.4
=508Kg/m2=508×
10-4Kg/cm2
由m1
42
gl10.125(表0.125)50810450215.88Kg.cm
则mmax0.5(m11.1mx)0.5m17.94kg.cm
6mmax
67.94
1700
0.196cm1.96mm.即可。
考虑到该钢引桥主要用于化肥进出口,工作中腐蚀性较大,对面板锈蚀快,
故取用面板厚度6m1.96mm。
二)、纵梁设计
1、内力计算;
纵梁上荷载主要由面板传来荷载及纵梁自重,当初选纵梁为Ⅰ16时;
则
g5080.520.51.4264.7kg/m。
由计算简图:
g264.7kg/m
A
2.5m
mmax
2gt
2
206.8kg.m
264.72.52
8
Qmax12gt264.72.52330.9kg
2、截面选择
Wm206.812.16cm3I16(WX141cm3)[]170016X
注:
I16:
WX141cm3,IX
1130cm4,I
13.8,d6mm,g20.5kg/m。
3、截面验算;
(1)、强度验算:
弯应力Mmax20680146.67kg/cm2[]1700kg/cm2。
Wx141
剪应力
QSX330.9139.96kg/cm2[]1000kg/cm2
IXd13.80.6
2)、整体稳定性验算:
因纵梁两端支承于主横梁并与主横梁上口平齐,且
与6mm的面板满焊,整体稳定性极好,故可省略不计
(3)、挠度验算:
4245gt45264.71022504
384EI3842.110611075
0.0058[f]
L250
1cm。
(三)横梁设计
1、内力计算
由纵梁支座传来反力R264.72.5661.75kg
转换成均布荷载g1661.751325.5kg/m13.26kg/cm
0.5
初选横梁为I25自重g238.1kf/m1.453.540.535kg/cm
人群及风雪荷载
g3(20050)2.5625kg/m6.25kg/cm。
gg1g2g320.05kg/cm。
作计算简图3
18gt2
20.054502
Qmax12gt
20.05450
507515.6kg.cm
4511.25kg
2、截面选择:
W[m]5017750105.6298.53cm3I25WX401.88cm3
今选用
I25(WX
401.88,IX
5023.54cm4
21.58cm,
3、截面验算
弯应力
Mmax
507515.6
Wx
401.88
QSX
4511.25
IXd
21.580.8
8mm,g38.1kg/m)
1262.85kg/cm2[]1700kg/cm2
261.31kg/cm2[]1000kg/cm2。
2)、稳定性验算:
考虑到横梁(I25)上翼缘与纵梁及面板为同层满焊,稳
定性极好,方不予验算。
(四)、端横梁设计:
考虑到钢引桥施工过程中,从支墩上整体卸落时用千斤顶落梁,对端横梁产生局部集中荷载引起结构变形,故按千斤顶支于两端0.75m处时的端梁强度是否满足工作要求。
1、千斤顶受力时简图
0.75
3m
千斤顶
钢引桥自重G=gBL
查港口设计规范,钢引桥自重g0.2t/m2,(近似)当桥宽B4.5m,桥长L30.7m(0.7m为支座增长)时G0.24.530.727.63
每个千斤顶支承的荷载Q14G1.3(不平衡系数)8.98吨,则
M8.980.756.75
5
6.75105
397.06cm3410.88cm3
采用I25,Wx410.88cm大于397.06,是安全的。
四、主桁架梁设计
计算跨长:
L
30m
节间长度:
d
桁架高度:
h
3.5m
二)、节点荷载
1)恒载:
引桥自重g1200kg/m2
产生节点荷载p112g1dB0.222.54.51.125T
2)皮带机荷载:
g2300kg/m2
产生节点荷载:
p210.32.54.51.6875T
(3)荷载作用代数和pp11.2和p21.41.344和2.363T=3.707T(三)杆件内力计算:
(内图中受拉为正,受压杆为负)
(1)
967
.6-
P5.3-53
B5.5
P5.2
4.3
P5.1
5.1-07
D3.0
桁架每个节点作用力P时的杆件内力分配图
6P
2.5×
6
(2)内力组合:
(将力P代入分配图)
各个杆件内力计算结果见下表:
内力组合计算表
部
位
杆件
名称
分配系数
(正为接、压为负)
力P作用计算结果
备
注
上
BC杆
-7.14
-26.47T
弦
CD
-9.64
-35.74T
DE
-11.43
-42.37T
EF
-12.5
-46.33T
FG
-12.86
-47.67T
下
Ab
+3.93
14.57T
Bc
3.93
cb
7.14
26.47T
de
9.64
35.74T
Ef
11.42
42.37T
fg
12.45
46.33T
斜腹
杆
AB
-6.76
-25.06T
BC
5.53
20.50T
Cd
15.94T
De
3.07
11.38T
1.84
6.82T
Fg
0.61
2.26T
竖
腹
Bb
1.0
3.707
Cc
-3.5
-12.97T
Dd
-2.5
-9.27T
Ee
-1.5
-5.57T
Ff
-0.5
-1.86T
Gg
(四)杆件截面选择
(1)上弦杆:
查表最大内力为FG杆的N=-47.67T设60,查表0.842。
M47.671032
则A33.3cm2
0.8421700
今选用2L10010的A38.6cm233.3cm2(可行)
(2)下弦杆:
最大内力为fg杆的N=46.33T设60,d=1
N46.331032
则A27.24cm2
[]11700
今选用2L100200的截面积A38.6cm232.37cm2(可行)
3)斜腹杆:
当压杆AB的Nmax25.06T时
则:
A
N[]
3
25.06103
17.5cm2
今选用2L10010(与上弦杆同有利于制作)A38.6cm2
17.5cm2。
当拉杆Bc的Nmax20.50T时
d[]
20.50103
11700
12.06cm
1今选用2L758的截面积A23.0cm212.06cm2(可行)
(4)竖腹杆:
当压杆Cc的Nmax12.97T时
12.97103
9.06cm2
今选用2L758的A23.0cm29.06cm2(可行)
(5)各杆件截的选择图(略)
五、纵向联结系计算
(一)下平纵联
1、风荷载W1.4K1K2W0
式中K11,K21.5,W050kg/m2
故W1.411.550105kg/m2
设迎风面50%面积的风压作用在下平纵联上,则
12Wh121053.5183.75kg/m
转化成节点荷载P1183.752.5459.38kg若上弦杆失稳,则下弦产生的侧向节点荷载为P22%Mmax2%47670955.4kg。
2、则节点荷载Pp1p21374.4kg
作用在下弦杆中的最大横向拉力为:
NM1/812PL31374.43013744kg
B4.54.52
对于下弦杆产生最大应力:
13744463301556.3kg/cm2[]1700kg/cm2(满足)
38.6
3、考虑到下弦杆横向受力一旦失稳,不利整个结构安全,故在两桁架下弦仍
设交叉腹杆来抵抗横向风荷载;
其斜腹杆最大拉力为:
N12s1in1Pd124.511/143.5724.4520.541.551/166..7430.52260711303.7kg
N
11303.7
6.65cm2
选用L63bA7.29cm26.65cm2
(二)上平纵联:
计算方法与下平纵联相同(略)选用L63b交叉腹杆。
六、挠度验算
1、作用荷载(验算荷载)
1)自重引起节点荷载1.125T
(2)皮带机节点荷载1.6875T
S1SPt3.85cm[f]L7.5cm(满足)A400
(略)
2812.5
EA2.1106
七、节点连接焊缝计算;
S1SPP12t
八、支座设计
一)支座最大反力
Rmax(1.1251.6875)616.875T
二)弧面滑动支座;
与囤船内弦钢牛腿接触最大挤压应力按下式计算
max0.418PbE
式中:
弧宽b212.5126cm,
25
则max0.418
168752.1106
2526
3086.39kg/cm2[jj]4000kg/cm2
三)滚轮支座
1)滚轮采用ZG-35铸钢制作,法向容许应力[]65kg/cm2
径向承压应力按下式计:
PdkLk[]
P16875
轮径:
25cm,轮宽LKP1687510.38cm;
仍采用25cm=LK
dk[]2565
(2)轮轴:
采用45#圆钢,轴套为表铜套,容许压应力[g]dBPLB[g],式中
LBLK25cm
故dB
P
[g]LB
16875
20025
3.375cm
今采用dB10cm
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