贝雷支架计算书

附件5 支架计算书

一、工程概况

永州湘江1#特大桥现浇（衡阳桥台至1#墩）设计采用贝雷梁现浇施工。梁体为单箱单室、等高度、变截面结构，箱梁顶宽12.2m，底宽5.68-5.74m，顶板厚度除梁端为64cm外均为34cm，腹板厚度48-108cm，厚度按折线变化，底板厚度30-70cm，梁高3.09m。

二、支架贝雷梁现浇方案

现浇梁采用钢管立柱与贝雷梁结合施工（如图1所示），贝雷梁采用3m×0.45m（3m×0.225m）贝雷片进行组合，基础采用条形基础支撑钢管桩形式，纵向跨距15m 、12m（考虑现场地形条件及纵向贝雷梁受力更合理因而采用不等跨，如图2所示）。贝雷梁横桥向设14工钢。

图1：支架横向布置图

图2：支架纵向布置图

三、材料参数

胶木板：[]18MPa s =，61010E MPa =?;油松、马尾松：[]12MPa s = (顺纹抗压、抗弯) [] 3.14MPa t = (横纹抗剪) 6910E MPa =?;C30混凝土：43.2510E MPa =?;双排单层贝雷梁：

[]1576.4M kN m =?

，

[]490.5Q kN

=， 3

7157.1W cm =，

4500994.4J cm =。钢材弹模52.010E MPa =?;H 型刚,截面模量W=3740000mm3, 惯性矩

Iy=561000000mm4.混凝土强度设计值（C30）=13.8Mpa 。

四、检算

（一）计算荷载

对每一组贝雷梁根据贝雷梁对应的梁体高度和宽度进行梁体荷载分布，分布时考虑纵向腹板的宽度变化。如图3、图4所示：（注：1、N1、N2、N3、N4荷载取值=混凝土截面高度*贝雷梁宽度*钢筋混凝土容重；2、N6荷载取值=混凝土截面高度*贝雷梁宽度*钢筋混凝土*容重=0.381*(3.062/2)*26=15.166; 3、N5=N6+2.823*0.45*26=15.166+3 3.029=48.195。4、从普通段到腹板加厚段N1、N2、N3、N4发生变化）

图3：贝雷梁荷载分布图（普通段）

图4：贝雷梁荷载分布图（腹板加厚段）

（二）结构受力检算

1、结构受力简图

桥台和桥墩上的支承钢管均采用φ480×10mm，中间的支承钢管采用φ600×14mm，中间的支承钢管上面采用热轧型钢H440×300×11×18mm连接，钢管上面的横向分配梁采用H440×300×11×18mm将钢管横向联接成整体，在横向分配上根据设计图纸上的贝雷桁片组成等效为等强度的材料进行模拟结构计算，荷载由梁体的结构形式和支架的分布进行分配，梁体的荷载分配考虑了1.2的安全系数，支承方

式为钢管底端与基础固接。其计算简图如图5、图6：

图5：计算简图

图6：结构受力计算简图（单位：力的单位KN，长度单位m）

2、计算结果

采用MADIA软件对结构进行空间受力计算，由于贝雷桁架的容许内力只对比弯矩和剪力，钢管和分配横梁需要应力和弯矩及轴力，整体结构的变形。由于结构杆件较多，因此只取各结构需要的数据部分。其计算结果如下：

（1）贝雷桁片的计算结果（如图7-图12）

图7：结构最大弯矩图(单位:KN.m)

图8：结构弯矩平面图（单位:KN.m）

图9：剪力平面图（单位：KN）

图10：最大剪力图（单位：KN）

注：由于贝雷桁架的容许应力只对比弯矩和剪力，结构杆件较多，故以下的应力图和轴力图未显示贝雷桁片的受力情况。

图11：轴力图（单位：KN）

（2）钢管、分配梁的计算结果（如图13、图14）

图12：应力图（单位：MPa）

图13：轴力图（单位：KN）

（3）整体结构变形（如图15、图16）

图14：整体结构变形图（单位：mm）(4)支承反力

图15：支承反力图（单位：KN）

3、结论

（1） 贝雷桁片

（2） 分配梁

钢管连接分配梁与横向分配梁在考虑了外荷载1.2的安全系数情况下的最大应力σmax=153MPa<[σ]=183MPa 满足要求 （3） 钢管立柱 A 、φ600×14mm 钢管立柱检算

2#柱钢管采用φ600×14mm 钢管，钢管最大长度为14.0m 。钢管截面积:

225774A mm =,单根钢管立柱所受的最大荷载为512KN

钢管立柱按一端固接,一端铰接的偏心受压杆件检算，则其计算长度L =1×14=14（其中1两端铰接时轴心受压杆件的长度计算系数）。 钢管立柱回转半径

0.207i m =

==

长细比1467.60.207

L i l =

== 查表得钢管立柱稳定系数 =0.769

按(e=0.15m 考虑,则)5120.1576.8(.)x M KN m =? 立柱强度检算：

[]37.96215x x nx

M p MPa MPa A W s s g =

+=<= 满足要求。 稳定性检算：

2'

210707.9(1.1)

EX

x EA N KN p l ==

125.82215(10.8)mx x x x x

ex

M p Mpa f MPa N A W N b f g +=<=-

满足要求。

B 、φ480×10mm 钢管立柱检算

3#柱钢管采用φ480×10mm 钢管，钢管最大长度为13.60m 。钢管截面积:

214765.5A mm =,单根钢管立柱所受的最大荷载为420KN

钢管立柱按一端固接,一端铰接的偏心受压杆件检算，则其计算长度L =1×13.6=13.6（其中1两端铰接时轴心受压杆件的长度计算系数）。 钢管立柱回转半径

0.166i m =

==

长细比13.6820.166

L i l =

== 查表得钢管立柱稳定系数 =0.77

按(e=0.15m 考虑,则)4200.1563(.)x M KN m =? 立柱强度检算：

[]57.23170x x nx

M p MPa MPa A W s s g =

+=<= 满足要求。 稳定性检算：

2'

26134.17(1.1)

EX

x EA N KN p l == 136.93215(10.8)

mx x x x x

ex

M p Mpa f MPa N A W N b f g +=<=- 满足要求

（三）地基承载力检算：

条形基础采用C30钢筋混凝土，尺寸16×3.0×1.5m 。

N=229+242+493+495+511+511+352+353+510+511+493+494+229+242 +14×14×0.2023+16×3×1.5×25=7833.18kN N/A=7833.18kN /(16×3.0)=163.19kPa