贝雷梁计算书

1 S301城口至巫溪两河口大桥 贝 雷 梁 结 构 计 算 书

重庆群洲实业集团有限公司 2012年9月20日 2

1、工程概况 两河口大桥位于省道S301城巫路上，巫溪岸与省道201巫恩路相接，城口岸与省道S301城巫路相连，跨越东溪河, 桥址比邻西溪河与东溪河的交汇处，交通位置极其重要，是当地的交通生命线。因原有两河口大桥修建于上世纪70年代，受当时施工条件以及施工设备限制，原两河口大桥桥墩采用明挖扩大基础，以卵石土为持力层，由于河道演变以及水流冲蚀的作用，导致桥墩基础裸露，存在严重的安全隐患，拟在距离既有桥梁下游约300m处新建两河口大桥。 因为东溪河属于山区河流，洪水涨势快，流速快，洪水期间满堂支架阻水面积较大，同时也增加河中漂浮物撞击支架的几率，增加施工风险，为应对河水水位快速涨落以及暴雨期洪水对施工产生的不利影响，因此在浅滩区即城口岸侧的两跨拟采用满堂支架，在河道主槽及巫溪岸采用支墩过河，在支墩上搭设贝雷梁过河，支墩高度应使贝雷梁梁底高过100年一遇洪水位1.2m（100年一遇洪水位为239.26m，支墩顶面高程为240.5m），然后在贝雷梁上架设满堂支架进行现浇。根据施工的具体措施，支墩采用混凝土桩及利用桥墩桩基。 河道表层为砂砾石，由于时常水流冲蚀、河水搬迁的作用，密实度不能满足现浇支架沉降的要求，因此需要对支架基础进行处理或设计。 对于满堂支架部分，拟采用1.0m厚度的大片块石对河道进行挤压密实，然后采用砂砾等细集料对块石间的空隙进行填充，在片石顶层采用0.2m厚混凝土板式扩大基础，处理范围超过支架宽度上下游各1.0m。 2、计算依据

1）S301城口至巫溪两河口大桥施工图设计文件 2）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 5）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005） 6）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 7）《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011） 8）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008） 9）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004） 10）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86） 3

3、主要材料参数及计算工况 施工贝雷梁原则上采用贝雷梁标准构件，杆件尺寸如下： 杆件名 材料 桥断面型式 弦杆 16Mn ］［ 10 竖杆 16Mn 工 8 斜杆 16Mn 工 8 主梁桁架构件有：桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓6种构件组成。 桁架又上、下弦杆，竖杆和斜杆焊接而成。上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。 桁架的弦杆由两根10号槽钢（背靠背）组合而成，在下弦杆上焊有多块带圆孔的钢板。在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接的螺栓孔。在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用的，靠两端的两个孔是节间连接用的。多排桁架作梁或柱使用时，必须用支撑架加固上下节桁架的接合部。 在下弦杆上，设有4块横梁垫板，其上方有突槽，用以固定横梁在平面上的位置，在下弦杆的端部槽钢的腹板上还设有两个椭圆孔，供连接抗风拉杆使用。 桁架竖杆均用8号工字钢制成，在竖杆靠下弦杆一侧开有一个方孔，它是供横梁夹具固定横梁时使用的。 所有构件均采用工厂加工，现场组装，并有专业施工队伍完成。 钢料采用16锰钢，弹性模量ES=210000 MPa；抗拉强度FU=470 MPa；屈服强度Fy1=345 MPa（厚度小于40mm）；泊松比：0.3；屈服强度Fy2=325 MPa（厚度大于40mm）； 钢料Q235钢，弹性模量ES=206000 MPa；抗拉强度FU=375 MPa；屈服强度Fy1=235 MPa（厚度小于40mm）；泊松比：0.3；屈服强度Fy2=225 MPa（厚度大于40mm）； 钢料Q345钢，弹性模量ES=206000 MPa；抗拉强度FU=470 MPa；屈服强度Fy1=345 MPa（厚度小于40mm）；泊松比：0.3；屈服强度Fy2=325 MPa（厚度大于40mm）。 对部分因受力需要加强的杆件采用贝雷梁的加强构建进行加强，需要加强的主要构件如下： 1）所有腹杆加强为］［10。 2、主弦杆中加强弦杆1加强为双拼槽钢］［16a。 3、主弦杆中加强弦杆2加强为双拼槽钢］［22a。 加强弦杆的位置详施工方案设计图中。 4、主要符号的含义

本施工支架计算中采用的主要符号的含义如下： Fy：屈服强度 4

LCB：生成最大组合应力比的荷载组合编号 Len：根据分析模型中的节点局部坐标计算的构件长度 Ly, Lz：分别为构件绕强轴(局部坐标系y轴)、弱轴(局部坐标系z轴)弯曲的无支撑长度 Lb：构件受压翼缘横向无支撑长度 Ky, Kz：分别为构件绕强轴(局部坐标系y轴)、弱轴(局部坐标系z轴)弯曲的有效弯曲长度系数 fa：构件轴向压应力 fby, fbz：分别为构件绕强轴、弱轴弯曲的弯曲应力 Pa：构件轴力(Pa > 0：拉力，Pa < 0：压力) My, Mz：分别为构件绕强轴、弱轴的弯矩 Cm：绕构件强轴的弯矩的弯曲系数 Fa：构件轴向的容许压应力(容许拉应力) FBy, FBz：分别为构件绕强轴、弱轴弯曲的容许弯曲应力 截面积：横截面面积。 Asy：单元局部坐标系y轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。 Asz：单元局部坐标系z轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。 Ixx：对单元局部坐标系x轴的扭转惯性距(Torsional Resistance)。 Iyy：对单元局部坐标系y轴的惯性距(Moment of Inertia)。 Izz：对单元局部坐标系z轴的惯性距(Moment of Inertia)。 Cyp：沿单元局部坐标系+y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Cym：沿单元局部坐标系-y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Czp：沿单元局部坐标系+z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Czm：沿单元局部坐标系-z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Zyy：对y轴的截面塑性模量。 Zzz：对z轴的截面塑性模量。 Qyb：沿单元局部坐标系z轴方向的剪切系数。 Qzb：沿单元局部坐标系y轴方向的剪切系数。 Peri:O ：截面外轮廓周长。 Peri:I ：箱型或管型截面的内轮廓周长。注：象H型钢那样没有内部轮廓的截面的Peri:1值为'0'。 5

Cent:y ：从截面最左侧到质心距离。 Cent:z ：从截面最下端到质心的距离。 y1、z1：截面左上方最边缘点的y、z坐标。 y2、z2：截面右上方最边缘点的y、z坐标。 y3、z3：截面右下方最边缘点的y、z坐标。 y4、z4：截面左下方最边缘点的y、z坐标。 tf:构件受压翼缘的厚度。 bf: 构件受压翼缘的宽度。 ry ：对单元局部坐标系y轴的回转半径。 rz：对单元局部坐标系z轴的回转半径。 J：截面的扭转惯性距。 5、计算结果 5.1 计算模型 支架采用全钢结构，杆件采用梁单元进行模拟，在每榀贝雷梁相接的的节点采用自由度释放的方式模拟绞。整个结构供节点14963个，梁单元24000个，其中模板单元2544个，结构模型三视图如下：

截面及材料表如下： 梁单元材料表类型-1 截面号，截面名称，材料 单位体系: kN , m __________________________________________________ 截面号 截面名称 材料号 名称 容重 长度 面积 重量

内部 外部 ------- -------------------- ------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- 1 主梁主弦 1 16Mn 7.698e+001 2.210e+003 0.000e+000 1.686e+003 4.274e+002 3 加强腹杆 1 16Mn 7.698e+001 5.699e+003 0.000e+000 3.208e+003 1.118e+003 6 加强弦杆 1 16Mn 7.698e+001 4.712e+002 0.000e+000 3.760e+002 1.592e+002 7 加强弦杆1 1 16Mn 7.698e+001 2.113e+001 0.000e+000 2.172e+001 1.036e+001 9 花架 1 16Mn 7.698e+001 2.257e+003 0.000e+000 6.872e+002 1.647e+002 4 横系梁 2 Q235 7.698e+001 1.266e+003 0.000e+000 1.095e+003 4.104e+002 6

5 型钢横梁 5 Q345 7.698e+001 4.228e+002 0.000e+000 7.471e+002 5.135e+002 8 2C 32c 5 Q345 7.698e+001 2.616e+002 0.000e+000 3.474e+002 1.234e+002 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 合计: 1.261e+004 0.000e+000 8.168e+003 2.927e+003 __________________________________________________________________________________________________

计算供包含如下计算工况： 1）自重 恒荷载 (D) ； 2）现浇混凝土重量 恒荷载 (D) 3）施工临时荷载 恒荷载 (D) 4）竖杆自重 恒荷载 (D) 一个组合，考虑施工为临时荷载，组合系数都取1.0； 自重( 1.000) +现浇混凝土重量( 1.000)+施工临时荷载( 1.000)+竖杆自重( 1.000)。 各种荷载计算如下，其中浇筑混凝土的自重采用0.2的动力放大系数。 部位 端部 根部 钢管长度 10.3 11 钢管 竖杆 3.0 3.3 横杆 2.5 2.5 斜杆 0.1 0.1 小计 5.6 5.8 方木 0.1 （以上单位:kN） 模板 2cm钢板程序自动计算 施工临时恒载 2 （单位:kN/ m2） 施工临时活载 2.5 浇注混凝土 （单位:kN/ m） 悬臂 11.13167 13.358 15 腹板 46.8 56.16 60 顶底板 12.22 14.664 18 动力放大系数 0.2 计算软件采用MIDAS/Civil 8.05。 5.2 构件应力验算 ------------------------------------------------------------------------------------------ MIDAS/Civil – 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 [ JTJ 025-86 ] 版本号 8.0.5