基于ansys的铁路钢桁架桥受力分析1

《基于ansys的铁路钢桁架桥受力分析1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章工程简介1.1工程概况一、结构设计本工程为单线铁路刚桁架桥，铁路线穿过山区桁架桥跨越峡谷，设计桥梁为简支栓焊桁架桥。整座桥梁主要由桁架构成的桥跨结构和桥墩、桥台组成，为下承式桥。该桥的跨度为64m，两侧桥台为重力式，其桥跨的的布置及各种杆件的尺寸如图1所示：图1桥跨的布置以及各种杆件的基本尺寸注：桥跨的单位为m，各种杆件的截面尺寸单位为mm；所有杆件皆为H型截面，所用钢材为16Mnq;图中1为上下弦杆，2为端斜杆，3为直腹杆，4为斜腹杆。桁架由上弦、下弦、腹杆组成；腹杆的形式又分为斜腹杆、直腹杆；本设计中上下

2、弦杆，端斜杆，直腹杆杆，斜腹杆分别采用不同同的工字钢。由于杆件本身长细比较大，虽然杆件之间的连接可能是“固接”，但是实际杆端弯矩一般都很小，因此，设计分析时可以简化为“铰接”。简化计算时，杆件都是“二力杆”，只承受压力或者拉力，而不产生弯矩和剪力。由于桥梁跨度较大，而单榀的桁架“平面外”的刚度较弱，因此，“平面外”需要设置支撑，设计桥梁时，“平面外”一般也是设计成桁架形式，这样，桥梁就形成双向都有很好刚度的整体。有些桥梁桥面设置在上弦，因此力主要通过上弦传递；也有的桥面设置在下弦，由于平面外刚度的要求，上弦之间仍需

3、要连接以减少上弦平面外计算长度。桁架的弦杆在跨中部分受力比较大，向支座方向逐步减小；而腹杆的受力主要在支座附件最大，在跨中部分腹杆的受力比较小，甚至有理论上的“零杆”。二、施工方法设计采用拖拉法架设简支栓焊桁架桥，其施工步骤为：1.在桥头路基上布置滑道，其滑道的数量要进行计算确定；2.在滑道上拼装钢梁；3.按照牵引设备进行技术检查，合格后开始拖拉钢梁只预定的桥孔位置；4.钢梁降落就位。技术检查内容包括:钢梁的拼装质量、钢梁的拱度是否满足设计要求；加固杆件的数量、位置和质量是否满足要求；钢梁的中心位置和标高、滑道的设

4、置、牵引动力的配置情况、落梁的设备、信号和照明、施工流程及人身设备安全。三、加载工况加载工况按自重荷载和中活载两种工况下的加载求解，如图2所示：图2自重荷载和中活载示意图1.1桁架桥简介钢桁架桥是指用钢材构成的桁架作为主要承重结构建造的桥梁。1.2.1构造　桁梁桥一般是由两片主桁架和纵向联结系及横向联结系组成空间结构。钢桁梁桥的杆件由型钢和钢板组成，截面一般有槽形、工字形和箱形，常用铆接或焊接成型。铆接杆件早期多使用缀板和缀条，现在以型钢和整板为主。焊接杆件绝大部分用钢板。小跨度桁架梁中有的部分采用型钢(扁钢、角钢

5、)做杆件。桁架杆件的交会点称为节点。把交会的杆件以节点板连接而成桁架。其连接方式又有铆接、螺栓或高强度螺栓栓接、焊接等方式（见钢结构连接），早期还有枢接，现已不采用。在军用结构中有的还采用销接。理论上，全焊桁梁桥是最经济的，但较大跨度的桁架，不可能在工厂全部焊成整体，而工地条件难于保证焊接质量,故多在工厂焊接杆件和其他部件,在工地用高强度螺栓连接，建成栓焊梁桥。普通螺栓的连接多用于临时性桁梁桥。预应力混凝土桁架梁桥,则以预应力混凝土受拉(或拉压,)杆件和钢筋混凝土受压杆件组合而成。1.2.2类型按主要承重桁架形式分

6、类：①单柱式桁梁桥。主桁架是最简单的桁架，仅有两个三角形，因腹杆只有中间一根竖杆，故也称帝柱式桁架。②双柱式桁梁桥。主桁架腹杆有两根竖杆，又称后柱式桁架。因中间部分为几何可变形的长方形，其上弦应是刚性梁。③三角形桁梁桥。主桁架为1846年英国人J.沃伦所提出，是典型的较简单的桁架。如腹杆和弦杆成60°角，便是由等边三角形组成的桁架；因其杆件传力路线简捷，杆件的材料用量较省，至今仍大量采用。在基本三角形桁架中，若节间长度较长，可派生出各种再分节间的三角形桁架。④斜压腹杆桁梁桥。当满跨受载时，主桁架竖杆受拉，斜杆受压，

7、在早期铁、木组合结构中，竖杆用铁，斜杆、弦杆用木。近代预应力混凝土结构中，仅竖杆预加应力，锚头布置比较简单。⑤斜拉腹杆桁梁桥。主桁架竖杆受压，斜杆受拉，这样，压杆长度比拉杆小；用于钢桁梁时，可因压杆长度较短而节省钢材。⑥交叉腹杆桁梁桥。主桁架腹杆交叉布置,将它们设计成受压杆件者，称豪氏桁架。也可设计成交叉腹杆受拉，让竖杆受压。⑦菱形桁梁桥。主桁架由两组三角形桁架腹杆错开重叠布置而得。此桁架中虽有几何可变的菱形图形,其整体仍是几何不变形的结构。此桁架每节间的斜杆成双，每一斜杆承受一半的剪力，截面尺寸较小。⑧多腹杆桁梁

8、桥。主桁架有多组错开重叠的三角形腹杆，故其腹杆截面尺寸小。早期腹杆用木板，后来用钢板加竖向加劲，也有用型钢的。⑨K形桁梁桥。其斜杆折成K形，当桁架较高，节间较小时,可使斜杆与竖杆间的夹角不致过小。⑩空腹桁梁桥。主桁架不用斜杆，节点均为刚性，所有杆件同时受轴向力和弯矩，曲弦较平行弦的弯距为小。焊接钢桥初期，此式在比利时曾盛行一时，但由于母材和焊接工艺不良，按桁