悬索桥毕业设计(小跨吊桥设计).docx

石家庄铁道学院毕业设计小跨吊桥设计TheDesignofShot-spanSuspensionBridge2003届土木工程分院专业土木工程学号19990333学生姓名李仁强指导教师张志国完成日期二。四年六月五日石家庄铁道学院毕业设计任务书题目小跨吊桥设计寿业土木工程班级±9901-9学生姓名李仁强承担指导任务单位石家庄铁道学院土木工程分院导师姓名张志国导师职称副教授目的：1 .熟悉悬索桥的一般构造及其特点；2 .掌握柔性吊桥的全桥设计方法，包括主索、桥面系、索塔等；3 .利用结构力学、结构设计原理、桥梁等基本课程的相关知识，解决钢桥面系、单索、及索塔的计算:4 .扩大知识面，培养独立思考、独立分析解决问题的能力.设计资料：1 .设计荷载：人行3.5kNM验算荷载汽-10级：2 .桥面净宽：行车道宽加两侧人行避车道宽0.42叫3 .风力基本风压500Pa:4 .温度变化：当地最高温度+42C;当地最低温度-20C;安装温度20C;5 .地质状况I由上至下主要为人工填土，粉旗粘土和风化黑云得长片麻岩构成，详细分布及允许承救力见附图表.6 .主要材料：按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范要求执行.设计内容：1 .根据地质、平面布置及建桥目的等基本条件，进行桥梁方案比选，主要选择桥梁位置、跨度、吊桥的主要控制参数等；2 .选择一个方案作为设计方案，进行设计，主要包括：(1)桥面系设计(2)主索设计(3)挠度验算(4)抗风索设计(5)吊杆、索夹设计(6)桥塔设计(7)锚碇设计毕业设计评语及成绩之当李仁强专业土木工程班级士9901-9学号19990333毕业设计题目小跨吊桥设计指导教师姓名张志国普嘤联VJ1副教授指导教师评语：专家评语：签字：年月日答辩小组意见，答辩小组组长签字：年月日成缜：院长（主任）签字：年月日合计:括号内数字为不加修正时的支点弯矩(3)横梁暗中弯矩恒载跨中弯矩活我跨中弯矩(包括冲击影响)横梁弹性变形的附加弯矩合计(-12.8223kNm)下I可26.7kNm9632kNm-10.01«00183kNmHjOOI99K2kNm(123.02kNm)-IO893262kNm(4)纵、横梁的截面应力计算计算纵梁的裁面应力时，对第一阶段的弯也截面几何特征值应采用图2-3a的数值。对于第二阶段的穹矩则应采用图2-3b的数值纵梁跨中极面应力»；M,24.989601.123J.08895461762-4.I57I-O.2328O=43899kNcmM3.899MPa<=212MPa24.989127.9241.OsS95126247=19.534+0.863=20.397kNcm2=203397MPa<g纵梁©面支点应力2.1331-0.412412.82231.929038601.123"467.76212.82231.929038127.924126247=1.7207kNcrn2=17.207MPa<o-IO.O234÷1.528=-8.4954kNcm=-84.954MPa<o横梁跨中截面应力1/2?(P=；=1.3386kNcm'=133.86MPa<2.3. 主索和边索计算=69.956m温度上升S=a(s=0.(X)0012(42-20)×69.956=0.018m温度下降S=ats=O.O(XX)12(-20-20)×69.956=-0.034n荷载作用下主索弹性伸长代入(2-3)式GF=7×7.1cm2=49.7cm2的全部锵丝断面积V=%MT八芋斗1.为:卜律普J卜、哈小沪亨电三,+僚公路设计手册桥涵基本资料)下册咻直径39mm八=-17d,=7f»=rfdx=T"f+d'(2"3)-jFFsicos<9FsicosFs1汽-10全若布载时弹性伸长Hp=51.6.1.5kNE=13xIO5MPa=1.3×10kN/rF=0.00497f4=辛(2-2)活载作用时恒载作用时4f=1.88S=1.88×(-0.034)=-0.0639m4f=1.88Sp=1.88×O.O57533=0.1082m4f=1.88Sp=1.88x0.074257=0.1396m批不利情况活载作用和升温时4f=0.1082+0.0338=0.1420m2.4. 2边索因温度及荷载作用下引起主索鹿中挠度的计算同主索一样的公式进行计算温度变化和荷载作用下的边索伸长左岸边索伸长度*=22.7I8Im升温时s=ats=O.OOO()12×(42-20)×22.7181.=0.0060m降温时s,=ats=().000012×(-2O-2O)×22.7181=-0.0109m活一作用时由主索传来的边索活载拉力，可将主祭传来的恒载和活载的拉力网去恒载引起的边索拉力，边索恒载拉力Hn666J8CoSa0.917=726.4776kNTp=Tp+g-Tg=1289346-726.4776=562.8684kN562.86840.00497x1.3x10'-X22.718=0.01979m恒权作用时2.5. 1抗风索布置抗风索曲线方程，=孑/（唠中为坐标原点）抗风索平面与水平面成300角I68抗风索矢高=2.0（/=68,按主跨范围内为曲线范围外为直线）3434抗风索在跨端处的切线倾角（2-5）将代入（2-5）式z三±/248x1/4tffs_-s34x234Ow43'抗风索的边索与水平面夹角为由取右边索为例，推和各边索夹角边角实际长度（抗风索直线段）,2222a=-=3,43'0.993I=22.15ma'对应直角边长b=22×tg6o43,=2.59mb在垂直方向的投影商“Msin30°=2.59/=1.3Om2边索倾角sin=0.058690722.15=3o22'拟使边索垂直于锚碇班,因而锚碇桩与垂直方向夹角为3022',见图2-8W=O.5X53.2153÷<.5=().4(X)kNmj2.5.2.2.抗风索主索设计主索水平拉力8,CoS30"0.4x68：S'Sx×0.86634=B.49kN士索最大拉力r-A_cos643'133.49-0.9935-1.3436kN主索强度验第采用6X37有机物海的28.5钢绳.破断拉力为386.OOkN安全系数£假3风力为次要的可变荷栽，对此已属安全2.5.2.3抗风拉索的设计如图2-9取跨中节点，作用于节点上的力为2X350图2-9抗风索结点安全系数K=25."06=2572>.4安全134.128锚碇拉杆设计采用2032圆钢拉杆其面枳211R22111.5214.14cm2有效面积半径15mm=上包=9.502kNcm=95.02MPa<1414-锚碇桩设计锚碇桩25号混凝t.,尺、jQ5mx0.5mx2.6m按母低配筋率和筋：0.15%钢筋总面积为F=O.15%×O.5×O.5=O.OOO38m2选用818光圆钢筋的总面积Ag=O.OO2O36mj锚碇拉力Q:=134.36kN由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4.1.12条0.05NRbhO=0.051×25×50×42=795.6kN>Qm=134.36×0.25=33.59kNn式中0.25m为缆索锚碇拉力作用点至锚台顶的距离受弯正截面强度，按平衡条件计算中性轴Rabx=RgAg(2-6)Rg=240MPaRa-H.5MIRA(2-6)正鼓面强度公式2411.00(120360.5x14.5=0.0674ma=4cmho=50-4=46cm2.6,3吊杆及连接件设计吊杆由上、下两段组成，上段由一根轧制圆柄通过上连接块连接,下段由两根轧制圆钢与横梁连接，以便在安装和使用过程中适当调节吊杆长度。F吊杆设计选用238的下吊杆、媒纹深度h=3.5mm.以螺杆最小净械面验以实际应力0=2=-2_Fe2×-d-It)174.36KNIB23;A8.035)2=3.98kNcm2=39.8MPak司=14MP上吊杆设计选用48上吊杆，螺纹深度h=4.5mm3.1416(4.8-0.45)274.36148625.OOBkNfcm'=5003MPa<o连接块验算上连接块脸煤Q74.36r7-1(11-4.85)1=3.45kNn=W.5MPa<r三85.OMPaA3钢1.rJ=85.0MPi下连接块最小截面比上连接块大，可不验切.2.7索夹设计2. 8,2桥塔计算2.8. 2.1基本假定1 .桥塔本身为一框架结构，塔脚当作倏固考虑，桥塔分别按锹向(顺桥方向)及横向(垂直桥轴方向)两种情况计算应力2 .风力只计算横向引起的应力3 .温度变化使桥塔产生的应力只计温度降低的影响,因控IM桥塔设计的外力主要是垂直力，而温度降低时产生的垂直力最大，4 .混凝土收缩影响.按照海度降低15°匕考虑.5 .不计地震力282.2塔拄承受的荷载计算相梁：V1-7.7O2.1.x0.5+-×O.512,7.7+1.57,1.*(2.1.+1.5)(7.7+7.1.)6=,085Y675=14.76m5G1=25×I4.76=369kN每个柱=I84.5kN2上柱v2=1.2×1.5×2×7.41=26.676m3GZ=25×26.676=666.9kN毋个柱2=竺丝=33345kN22横梁v3=1×4.7×1.5=7.O511PG3=25×7.05=176.25kN(2)M=Re(kNm)T第。主桥活载反力R(kN)做13主桥支座偏心06(3)M=R_e(kNm)时旧桥制动力(kN)3制动力距计算断面距国d1107.42(4)M制=Td(kNm)UHs边蹲支座摩擦力f(kN)<6F距各断面跑围c(m)8w(5)M,=fe(kNm)»««2塔顶荷裁偏心0.02757yi-Mm)31.12M偏=No(y1=C)'s203W25弯距组合IS®+®+弯距加合116+,81.2正应力ft9成酬岬阿恸1.28摩陶力续表2-9驾应力(7=，(MPa)2.32nax)(MPa)2rOmax(XMPa)2.«min(