小跨度吊桥设计（悬索桥设计）.docx

第一章绪论11.1 悬索桥的分类、构造及主要特点11.1.1 分类11.1.2 主要构造11.2 悬索桥的开展概况31.3 悬索桥的计算理论简介41.4 本文的主要工作5第二章悬索桥结构设计62.1 设计方案比选62.2 桥面系计算62.2.1 桥面系构造62.2.2 桥面系纵、横梁内力计算72.3 主索和边索的计算202.3.1 基本参数202.3.2 主索内力计算202.3.3 边索内力计算222.3.4 索的强度验算222.4 挠度验算222.4.1 主索因温度及荷载作用下的挠度计算222.4.2 边索因温度及荷载作用下引起主索跨中挠度的计算252.4.3 最不利情况下跨中失高变化值的计算272.5 抗风索的计算272.5.1 抗风索布置272.5.2 抗风索的设计282.5.3 抗风索锚碇的设计302.6 吊杆设计322.6.1 吊杆形式和各部尺寸322.6.2 吊杆承受的荷载内力322.6.3 吊杆及连接件设计332.7 索夹设计342.7.1 索夹尺寸342.7.2 U形环强度验算34得纵肋在计算第二阶段时有效宽度为% =2 a = 1.099 x 0.35 = 0.385 ma由上面的有效宽度，可求出图2-3b所示相应于第二阶段纵梁的截面几何特征值⑶横梁桥面钢板有效宽度54,145,图2-3a第一阶段截面几何特征图2-3b第二阶段截面几何特征图2-3c 工字钢工36b截面按纵横梁重叠的构造处理(图2-2),横梁翼缘有效宽度为I字钢的翼缘宽，其截面几何 特征值列于图(2-3c)。

用于第二阶段计算中的相关刚度系数可根据《钢桥》公式(1.1136) 计算得〃/纵4904 x 1491.224y -=/横 35x35()3 x97.4xl6530_5.765xl()i° xl49L224- 35x4.288x1()7 x97.4x16530= 0.03562.2. 2.2第一阶段的计算(1)作用于纵梁上的荷载计算作用于纵梁上的活载：汽-10加重车作用下，冲击系数〃 = 0.3前轮p = 52xi.3 = 32.5kN2^- = — = 0.7143a 0.35从《钢桥》图L32查得4 =0.94x32.5 kN = 30.55 kN后轮p = 1^2xl.3 = 65kN2丝=9=1.4286a 0.35从《钢桥》图1.32查得，4 =0.72x65 = 46.8kN作用于纵梁上的恒载：纵梁单位长度重力：gi = 0.169 kN/m[见《公路桥涵设计手册一基本资料》上册(人民交通出版社，1976)表2—99] 钢板单位长度重力：g2 = 0.54 x0.01 义78.5 = 0.4239 kN/m截面几何特性按有效宽度计算，重力同样按有效板宽度0.54m计算沥青铺装g3 = 0.35 x 0.06 x23 = 0.483 kN/m总重力Z g = & + & + & =。

169 + 0.4239+0.483 = 1.0759kN/m⑵纵梁跨中弯矩计算如图2-4布置活载，纵梁跨中弯矩根据《钢桥》公式(1.39d)计算c = 10cm ，= 350cm400175225■ |T350350350350图2-4荷载布置图/轮=4/ 01708-0.25\= 46.8x3.5 0.1708-0.25^= 26.82kN・m同样的根据《钢桥》公式(1.39c)计算根=(轮=4(0.2679户-0.183Q3 ]-+0.1057 -A)S J也)+ 0.1057(也)-I、350j[35QJ J)y = 225cm、/、2/9 + 0.317㈢-0.134^_1/(225、(22,= 30.55x3.5 -0.183 —— +0.317 ―<350；<35(=-2.377756kN- m = -2.38kN・ m式中：一一荷载作用点与支点的距离m——是加载节点编号中数值较小的那个编号 活载作用下纵梁跨中弯矩：MY 26.82-2.38 =恒载作用下纵梁跨中弯矩：“ gt2 1.0759 x3.5M =--二mg 2424(3)纵梁支点弯矩计算纵梁支点的弯矩，按荷载最不利布置，如图:(1.38a)计算支点 o 的弯矩(y = 150cm t = 350cm)J)/0.134等H<350； J24.44 kN-m2-= 0.549 kN-m2-5对称。

点布置根据《钢桥》公式400轮=A" _・.= 46,8x3.5 — 0.f/ \/、2/ \3-15 上 +0.866 上-0.366 上\ 7\ 7\ 7 J门 50、(150V(150?、产 0.866 分 一0.366 ”图2-5荷载布置图=—13.765kN-m同样根据《钢桥》公式(1.38口计算尸200<3” 邮轮=A/(-0.2679 )" - 0.5金 = 30.55x3.5(-0.2679)— 0・5(迎'1 Z=350cmfyVfyYl+ 0.866 ± -0.366 上J\ 7 J工八 mw1200丫/200V-+ 0.866 x -0.366 = 2.041kNm活载作用下纵梁支点弯矩 %恒载作用下纵梁支点弯矩%=一(4)横梁内力计算将后轮布置在所计算横梁处, 前轮对所计算横梁反力&=50cm= -13.765 +2.041 =-11.724 kN-mgt21.0759 x3.5200sM--==-1.0983 kN-m1212如图2-6得横梁最大反力，按《钢桥》公式(1.40b)计算 r=350cm)4004901图2-6荷载布置图=七轮+ P前轮-0.8038 2 +1.3923 -J )-0.5885^ j (― 0.2679)〃i「50 1 f 50y= 65 + 32.5 -0.8038 —— +1.3923 ——\350j\350j(50 Y -0.5885 ——<350；(-0.2679厂= 62.136kN横梁跨中弯矩活载作用下梁跨中弯矩，按荷载对称布置最为不利如图2-6I(49、=&——4x0.9 = 62・136 — — 0・9 =96.32 kN-m2V 2J横载作用下梁跨中弯矩/ = 4.9mI字钢横梁单位长度重力& = 0.656 kN/m表20-10查得（据《公路桥涵设计手册-基本资料》下册）桥面铺装单位长度重力4.4x3.5x0.06x23 g2=——= 4.337kN/m钢桥面板单位长度重力g3 =g3 =49=2.467 kN/m纵梁单位长度重力（横桥共12根）

当荷载作用在所求支点节间时VVK2 = 1 —2.196PV2+ 1.196当荷载作用在其他节间时(-0.2679 )〃"(-0.2679 )〃"-0.8038/ \2+1.3923 2-0.5885纵梁跨中弯矩修正值：按图2-4荷载作用于节间荷载中时，各支点反力值（列于表2-2）计算纵梁跨中弯矩修正值计算横梁挠曲影响时，为了求出作用于纵梁上的计算荷载，应把作用于桥面的荷载按 富里叶级系数展开正弦分布荷载（取n=l）表2-2图2-4荷载位置的支点反力支点m0123456后轮£ 前轮P合计0. 6005-0. 12740.03413-0. 009140.00245-0.0006560. 00020.410160. 7744-0.136290. 036512-0. 009780.00262一.00071.010660. 674-0.102160. 0274-0. 007330.0019640005支点m0123456K后轮0. 6005-0. 12740.03413-0.009140.00245-0.0006560. 0002-y 前轮 合计-0.097680.026169-0.007010.00188-0. 00050. 000100.50282-0. 101230.02712-0.007260.00195-0.000560. 0002只有一辆车时，按《钢桥》公式（1.34）计算0.4 7rZ . 7iy （1 +COS —— b )(2-0)—二 — cos——sin —9（）兀 b b <将 Z = 90cm y = 25cm b = 490cm代入(2-0)式得71x90 . 71x25sin71x90 . 71x25sin4904901"><90)1 + cos490 )=-[0.838088104x 0.159599895x (1 + 0.838088104)] 71= 0.313098261纵梁跨中弯矩修正值按《钢桥》公式(1.116a)计算(见表2-3)表2—3 £心〃”的计算P t支点m0123456K,” / P1. 010660. 647-0.102160. 0274-0.007330.001964-0.00050. 022-0. 02100. 0010. 001000. 0222-0.013600.00002700000700支点m0123456Km / P0. 50282-0.101230. 02712-0.007260.00195-0.000560. 00020. 022-0. 02100. 0010. 00100(七//)以〃)0. 01110.0021250-7.26E-61. 95E-60。