贝雷梁检算标准范本

八盘峡黄河特大桥（70+2×100+70）m预应力混凝土连续梁

边跨现浇段贝雷支架检算

计 算：张磊  李建宁

复 核：李军  张国奇

审 核：  李子奇

兰 州 交 通 大 学 土 木 工 程 学 院

2010年 12月

贝雷支架检算

1.设计依据

     设计图纸及相关设计文件，

《客运专线桥涵施工指南》

《贝雷梁设计参数》

《钢结构设计规范》

《铁路桥涵设计规范》

《装配式公路钢桥多用途使用手册》

2.贝雷梁布置图

八盘峡黄河特大桥贝雷支架采用16排单层不加强贝雷片布置，贝雷片横向布置间距为：1.9+2×0.45+0.5+2×0.45+1.925+3×0.45+1.925+2×0.45+0.5+2×0.45+1.9上横梁采用25根I20工字钢，下横梁采用9根I50a工字钢，即每根钢管顶部三根。钢管立柱φ0.63m每侧3根。边跨现浇段检算18.9m梁。具体布置见下图：

图1贝雷梁立面图  单位（cm）

图2贝雷梁侧面图

3.箱梁自重荷载分布的简化

边跨现浇段混凝土箱梁自重：G1=726.58t，其中翼缘板部分梁重：G2=130.43t

侧模和支架：G2=73.2t，底模：G3=24.5t 内模及支架：G4=35t

根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》查得：

立柱与型钢：

Q235钢容许应力：轴向应力[σ]=135MPa，弯曲应力[σw]=140MPa，剪应力[τ]=80MPa；

4.贝雷梁上部型钢横梁检算

 (1)计算荷载布置

贝雷梁上部型钢直接承受箱以及模板自重，上部总重量为8592.8kN，平均由25根横梁来承担，则每根横梁上承担的自重为343.7kN。将箱梁对应的翼缘板，腹板、底板处分别划分为三种均布荷载，然后来承担上部传下来的荷载。

经计算三种均布荷载的大小；

；；

(2)计算模型如图；

图3上横梁计算简图 单位（）

（3）计算结果

根据GB 706-2008规范查表得，I20a型工字钢的参数为：A=35.578cm2,W=237cm3

图4上横梁弯矩图 （）

弯矩：

每根工字钢最大正应力：

故正应力满足要求。

图5上横梁剪力图图 （）

剪力：

每根工字钢最大剪应力：

故剪应力满足要求。

                        图6上横梁位移图 （）

每根工字钢的挠度

故挠度满足要求。

由以上检算可知，上横梁的正应力、剪应力以及挠度均满足要求。

5.贝雷梁力学特性

表1                                 几何特性

几何特性

桥型

(1)支架结构特性

    三排单层不加强型贝雷梁惯性矩I=751491.6cm4，截面抵抗弯矩W=10735.6cm3，最大容许弯矩[M]= 2246.4kN·m，最大容许剪力[T]=698.9kN。

(2)荷载计算

①模板及支架自重，G=36.6t=366kN

②上部横梁自重G=25×0.00356×13.6×77×0.225=20.97kN

③新浇混凝土重量，G=65.22t=652.2kN

④每米荷载重量：q恒= (366＋652.2+20.97)/18.9=54.98kN/m

⑤施工材料具运输、堆放荷载

取均布荷载0.5KN/m2：q3=0.5×2.75=1.375kN/m

倾倒混时产生的冲击荷载取2KN/m2：q4=2×2.75=5.5kN/m

振捣砼产生的荷载取2KN/ m2：q5=2×2.75=5.5kN/m

取最不利组合计：恒载取1.2倍安全系数，活载取1.4倍安全系数，考虑最不利情况为混凝土全部浇筑完毕的情况：

       q =54.98×1.2+1.375×1.2＝67.63kN/m

3)支架受力图示

贝雷梁计算图如下：

图7翼缘贝雷梁受力图（）

⑷计算结果

计算结果均乘以1.2的安全系数

图8翼缘贝雷梁弯矩图（）

弯矩：

故弯矩满足要求。

图9翼缘贝雷梁剪力图（）

剪力：

故剪力满足要求。

图10翼缘贝雷梁位移图（）

挠度：

故挠度满足要求。

由以上检算，贝雷梁弯矩，剪力、挠度均满足要求。

⑸贝雷梁对支点压力

N= T max=597KN

7.腹板、底板下贝雷梁检算

(1)模型结构特性

   腹板，底板下采用10排单层不加强型贝雷梁。惯性矩I=2504972cm4,截面抵抗矩W=35785cm3，最大弯矩M=7882kN·m，最大容许剪力T=2452kN。

(2)荷载计算

①底模板、内模及支架自重：G=59.5t

②上部横梁自重G=25×0.00356×13.6×77×0.55=51.26KN

③新浇混凝土重量：G=726.58-130.43=596.15t

④每米荷载重量：q=(59.5＋596.15+5.126)/18.9×10=349.6kN/m

⑤施工材料具运输、堆放荷载

取均布荷载0.5KN/m2：q3=0.5×6.7=3.35KN/m

倾倒混时产生的冲击荷载取2KN/m2：q4=2×6.7=13.4KN/m

振捣砼产生的荷载取2KN/ m2：q5=2×6.7=13.4KN/m

取最不利组合计：恒载取1.2倍安全系数，活载取1.4倍安全系数，考虑最不利情况为混凝土全部浇筑完毕的情况：

       q =349.6×1.2+3.35×1.2＝423.5KN/m

 (3)支架受力图示

贝雷梁计算图示如下：

图11腹板、底板下贝雷梁受力图

⑷计算结果

计算结果均乘以1.2的安全系数

图12底板、腹板贝雷梁弯矩图（）

弯矩：

故弯矩满足要求。

图13底板、腹板贝雷梁剪力图（）

剪力：

故剪力满足要求。

图14底板、腹板贝雷梁位移图（）

挠度：

故挠度满足要求。

由上检算可知，弯矩、剪力及挠度均满足要求。

⑸贝雷梁对支点压力

N= T max=36KN

8.贝雷梁下部型钢横梁验算

⑴荷载计算

①翼板下部贝雷梁支点反力

P1=P2=P3=P12=P13=P14=100kN

②腹板和底板下部贝雷梁支点反力

P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10=P11=366.4kN

⑵力学图示

型钢横梁是由3I50a工字钢组成，现取一根计算，因此取上部荷载的1/3来计算，可看作是4跨连续梁。力学和计算结果如下图示：

                         图15下横梁的计算简图

根据GB 706-2008规范查表得，I50a型工字钢的参数为：A=119.304cm2,W=1860cm3

图16下横梁的剪力图()

剪力：

最大剪应力：

故剪应力满足要求。

图17下横梁的弯矩图()

弯矩：

每根工字钢最大正应力：

故正应力满足要求。

图18下横梁的位移图()

挠度：

故挠度满足要求。

由以上检算可知，下横梁弯矩，剪力、挠度均满足要求。

9.钢管立柱受力检算

根据下横梁计算结果知，横向中间的那根钢管受力最大，其轴力最大值R=1812.6KN,由于钢管立柱之间有斜撑杆和横向联系杆件，所以立柱的最大高度取5m，按两端铰接计算。

（1）强度验算

    单根钢管支墩Φ630mm×8mm，其承受的允许压力

[N]=πDδ[σ]=3.14×0.63×0.008×135000=2136.45KN>R=1812.6KN

故满足强度要求。

（2）稳定性验算

钢管的回转半径为

式中：D—钢管外径，d—钢管内径

长细比

式中： 杆件长度系数,取

       杆件几何长度，取

查钢结构设计规范GB50017-2003表C-2，

计算压杆的应力（忽略钢管的自重）

故稳定性满足规范要求。

10.承台及基础局部承压验算

钢管受到最大压力为1812.6KN，该力直接作用于混凝土承台上，考虑局部承压可能造成破坏，需要对混凝土承台的局部承压进行验算，根据《公路桥涵设计规范》，素混凝土局部承压计算公式为：

Nc≤0.6*β*Ra*Ac

Ra--承台混凝土标号，这里取C25抗压设计强度16.7Mpa；

β--混凝土局部承压提高系数，其值通常大于1；

Ac—混凝土局部承压面积，Ac=3.14*0.315*0.315=0.311m2

则混凝土局部承压的最小容许承载力为：

[Nc]max=0.6*β*Ra=0.6*1*16700*0.311=3116KN 

Nc=1812.6KN<[Nc]=3116KN 

混凝土承台局部承压满足要求。

对于钢管立柱支撑在地面上时，通过钢管将上部荷载传给基础和地基，外侧两根钢管传力，R1=R3=1246.2KN，中间钢管传力R2=1812.6KN。所以基础承受的总荷载：

R=R1+R2+R3=4305KN

下部采用尺寸2×16×0.5m的C25混凝土扩大基础作为承压面，因此基地应力为

根据现场情况已对原地基进行了换填处理，换填W2弱风化泥岩,天然抗压强度3.72Mpa，地基承载力>200kpa。故：地基承载力满足要求。