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[分享] 钢桁架节点图 中各尺寸确定原则 总结

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webyl 发表于 2011-11-24 17:55:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 webyl 于 2011-11-24 18:58 编辑
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节点图中各尺寸确定原则
1、节点板尺寸
节点板的尺寸与下列因素有关:节点划分、平联接头的长度、腹杆长度、连接处的螺栓及连接板要求、与之相连的所有杆件的厚度等。
(1)、节点板的尺寸在立面图中确定,首先根据总图确定交汇于节点的各杆件的截面中心线以及整个大节点的起始位置。
                   1.jpg            
(2)、画出各杆件的立面形状、腹杆连接处的螺栓、拼接板以及连接板,根据平联布置图画出平联接头,对于上弦节点,节点板的上边缘与弦杆顶板外侧同高;下边缘呈多段线形状,每段线与相应腹杆截面垂直,保证相应螺栓、拼接板及连接板都能放得下。根据以上各个构件的尺寸初步定出节点板的大体轮廓。
2.jpg
(3)、调整节点板尺寸,对于上弦节点,保证各腹杆中心线交点距相对应的节点板边缘尺寸都为整数;对于下弦节点,保证直腹杆中心线交点距相应节点板边缘尺寸为整数,上下节点板的尺寸综合起来应保证所有腹杆长度均为螺栓间距的整数倍;另外,节点板与腹杆连接板之间的空隙应能满足进人要求,即保证连接板或加劲板挖孔后孔底距弦杆底板距离大于300mm。对于只有直腹杆的节点板,则须保证连接板边缘至弦杆底板距离不小于30mm。
3.jpg
(4)、确定节点板的下边缘之后,根据下列公式确定板厚及圆弧半径:
t=tw*[0.8+0.2*(h/r)2/3]
其中,t——节点板厚度
     tw——弦杆厚度
      h——弦杆高度(内高)
      r——圆弧半径
节点板厚除了要大于由该公式计算出的厚度之外,对于上弦节点,节点板板厚还应比与之相连杆件的最大厚度大4mm,下弦则大8mm;
(5)确定节点板左右边缘的位置,保证其距平联接头端部不小于200mm,距圆弧端点不小于200mm;对于较短的一侧,直接以大节点的边缘作为节点板的边缘。
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2、弦杆隔板的确定
隔板作用是保证箱型弦杆的局部稳定性,分为端隔板、中间隔板与节点隔板,位于节点中心线上的隔板为节点隔板,厚度16mm,位于大节点两端的为端隔板,厚度12mm,其余为中间隔板,厚度12mm。节点隔板左右两个隔板与节点隔板的间距不宜过大,均应在平联接头范围之内,其余隔板间距为2000mm左右,不应大于3000mm,其中应保证端隔板距手洞距离不超过1000mm。对于下弦节点,在每个横梁和横肋的位置均布置隔板,且隔板厚度与横梁横肋腹板厚度相同。
端隔板的四角应与弦杆完全焊接,防止外界潮气侵入杆件内部引起钢材锈蚀,其他隔板的四角均应留个圆弧,半径一般为40mm。
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3、手孔大小
手孔位于螺栓连接处,其作用是方便工人拧螺栓,一般位于杆件不易被雨淋到的一侧。手孔的大小应保证手能伸进去,且能够到所有螺栓;手孔边缘距最近螺栓的距离应不小于螺栓间距的一半。对于64m钢桁梁,手孔每边直线端点距同侧拼接缝边缘距离90mm,圆弧半径60mm。
6.jpg
4、大节点腹板及顶底板厚度变化原则
由于节点板的厚度一定比相连弦杆腹板厚度大,所以必须在某一位置改变其厚度使之与弦杆腹板厚度相同,然后进行焊接。其原则是保证焊缝位置距平联接头端部不小于200mm,距圆弧端点不小于200mm。
7.jpg
如果节点两侧的杆件截面顶底板厚度不同,也需要在某一位置改变较厚的一边使之与另一边等厚,然后焊接。其原则是保证焊缝位置距平联接头端部、圆弧端点及腹板焊缝位置均不小于200mm,且顶底板焊缝位置相隔200mm以上。
厚度必须以一定的坡度改变,64m钢桥中确定切破口的坡度为1:10。
如果上述原则确定的变厚度位置在大节点起始位置之外或与之相隔较近,则不用改变厚度,而在拼接处采用填板来补齐。下图中,顶底板焊缝位置及节点板右侧焊缝位置均满足要求,且因节点板左侧变厚度位置距拼缝较近,因此不改变节点板厚度,在连接处采用填板补齐厚度差距。
8.jpg
5、腹杆连接板长度的确定
按照计算,腹杆连接板应不小于两节点板内侧间距的5/6,64m钢桥中,对于大节点(有斜腹杆的节点),连接板长度取600mm,对于小节点(只有直腹杆的节点),连接板长度取500mm。
连接板的厚度与相连杆件部位的厚度相同。
6、连接板进人洞的尺寸
对于箱型杆件,应在与手洞相对的一侧连接板上开进人洞,以便进行刷漆等工作。进人洞的底端距相邻拼接板边缘的距离不小于50mm,底端距弦杆底板的垂直距离为300mm左右,保证能进人,宽度如下图所示。
9.jpg
7、与平联的联结
主桁杆件与平联通过平联接头连接,因此在上弦节点图中应画出平联接头及平联接头加劲板。其具体尺寸由平联图确定。需要注意的是,平联接头的端部一定要做打磨处理,以防止局部应力集中现象(下弦节点中的横梁或横肋底板也一样)。
平联接头的尺寸与节点板尺寸的确定方法相同,平联各杆件的长度也应为螺栓间距的整数倍;平联加劲板的长度确定原则:保证加劲板边缘距主桁腹杆距离为30mm左右,厚度与杆件腹板厚度相同。
8、与横联的联结
横联分为板式与杆件两种形式,对于板式横联及桥门架,由于其与主桁相应杆件(如桥门架与第一根斜腹杆相连)共用一部分螺栓孔,因此应保证对应杆件与节点板连接处的螺栓间距与横联中的保持一致;对于杆件式横联,应在节点图中画出横联接头。
9、预拱度的影响
(1)预拱度的计算
理论预拱度A= -(恒载挠度+静活载挠度/2)
设置预拱度的目的是使主桁在长度保持不变的情况下存在一个上拱度,以抵消成桥后产生的下挠。因此预拱度可这样实现:由于最大预拱度应在桥的中点处,对于对称结构的桥,可以取一半,依次使每个下弦节点左边的所有杆件绕该节点选择相同角度θ(使上弦杆件产生相同的位移x),最后,最左端的下弦杆所旋转的总角度对应的竖向位移即为A,由此可推出角度θ。以80m钢桁梁为例:
10.jpg
该桥的节间长度为10000mm,高度11600mm,经过计算,该桥的理论预拱度A=83.9mm
取桥的一半,依次绕下弦节点旋转θ角,但对于E4节点,由于对应的上弦杆件只有一半,因此只旋转θ/2角。如上图所示:
对于图4,假设E0节点位置不变,则E4节点的竖向位移为A
A=(4θ/2+3θ+2θ+θ)*10000=83.9
                    X=11600θ
            A=(8x/11600)*10000=83.9
所以,每段上弦杆伸长的长度x=12.1655mm,实际取x=12mm,算得实际预拱度B=82.76mm。因此,对于该钢桥,由于预拱度的影响,上弦的节间长度增加12mm。
(2)预拱度的实现
预拱度的实现有两种方式,一种是通过增加杆件的长度,即直接将杆件长度增长x,另一种是增加上弦节点拼接缝的长度,即每个拼缝的长度都增加x。64m钢桁桥中,采用增加拼接缝长度的做法,该桥的x=10mm,即上弦节点与上弦杆之间的拼缝长度由原来的20mm变为30mm。
(3)预拱度对平联的影响
由于平联杆件的长度在考虑预拱度之后仍然保持不变,而由于预拱度的影响使得主桁节点的位置发生改变,因此平联斜杆的中心线将产生偏移。偏移量为预拱度影响长度的一半。
11.jpg
10、螺栓布置原则
为了使螺栓受力均匀,应使螺栓群的重心布置在杆件截面的重心轴上;螺栓的规格及数量由计算与杆件截面宽度共同决定,螺栓孔的间距应大于螺栓孔直径的三倍;当两根杆件的距离太近,造成螺栓群会冲突时,可以减少一根杆件上的螺栓数量来避免冲突。螺栓排数不得少于三排,如果个数太多,可按下列形式切角及去螺栓。另外,拼接板边缘距螺栓的距离不得小于螺栓间距的一半。
12.jpg
11、杆件对拼式连接与插入式连接的选取原则
    由于插入式连接对精度要求高,不好制作,目前杆件多采用对拼式连接。
12、拼缝长度的归属原则
    64m钢桥中,拼缝长度都为20mm,将该段长度计入节点板一端,即对于已确定节点划分,较长的一段长度不变,较短的一段在原来的长度上扣去20mm为实际长度。
13、节点板统计面积的确定
《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)第5.05条对钢板计量及焊缝重量做出如下的规定——“钢桥计算重量时,钢板应按照矩形计算,但是大于0.1m2的缺角应扣除;焊缝重应按照焊接杆件重量的1.5%计。”
考虑到切下来的三角形板用处有限以及制造厂的实际损耗,各设计单位实际统计时均放宽了此标准,武汉鑫拓力规定如下:
1)钢梁节点板的面积分为三个概念:下料面积,统计面积,净面积
   下料面积——矩形板面积。
   统计面积——下料面积 - 缺角部分的可用面积。
   净面积——下料面积 – 所有缺角面积。
2)节点板被切(缺角)的部分按照矩形、三角形、弧形段的优先顺序进行划分。
3)矩形面积≥0.2 m2的计入可用部分,<0.2 m2的按照不可用统计。
4)三角形面积≥0.4 m2的按照一半计入可用部分,剩余一半计入不可用面积。
5)弧形段按照不可用面积计入。
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钢板面积统计示意图
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精彩评论24

liwencrcc 发表于 2015-3-4 09:01:21 | 显示全部楼层
这个资料真好,正好最近我在做设计总结,能利用的上。

kingkill 发表于 2015-1-6 09:12:31 | 显示全部楼层
楼主总结的很好,正好要做个桁架桥1 a1 Z) D  A' G6 q+ b, s

独行船长 发表于 2017-5-18 11:16:06 | 显示全部楼层
刚好在做一个桁架设计,多谢楼主

trueghost 发表于 2011-11-24 22:02:19 | 显示全部楼层
钢桁架桥,记得还是8年前做了一个课程设计,之后就再也没碰过;有时间再好好复习下。

flywangyu 发表于 2011-11-25 07:58:21 | 显示全部楼层
总结的很好,自己一直想作个桁架的,但是一直不敢下手,有空好好学习一下,争取尝试一下。

mlxuzheng 发表于 2011-11-26 16:21:49 | 显示全部楼层
楼主总结的很好,正好要做个桁架桥

shekarry 发表于 2012-1-18 10:50:27 | 显示全部楼层
楼主总结的比较细致,

wellhero 发表于 2012-2-3 10:35:06 | 显示全部楼层
很好,对开始学习钢桥的我 很有帮助。 3Q

ajhk 发表于 2012-5-12 15:40:30 | 显示全部楼层
谢谢楼主,学习中

toushan 发表于 2012-9-26 16:50:43 | 显示全部楼层
感谢LZ分享,目前正在弄一个

nantong316 发表于 2012-10-25 22:41:34 | 显示全部楼层
楼主分享得好,多谢楼主分享!

xiong2602 发表于 2014-9-26 18:13:37 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
冬日骄阳 发表于 2015-1-27 16:04:39 | 显示全部楼层
谢谢楼主,很有用# N$ ]3 E! y1 U8 G- z. s: p

bear_cx 发表于 2015-2-12 14:50:08 | 显示全部楼层
楼主是个有心人啊

phercas 发表于 2015-2-24 09:03:47 | 显示全部楼层
总结的不错,先学习一下

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