贝雷梁便桥的检算及安全使用方法.pdf

第 2 6卷 第 1 期 2 0 0 9年2月 贵州大学学报 自然科学版 J o u r n a l o f G u i z h o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e s V0 l J 2 6 No 1 F e b 2 0 0 9 文章编号1 0 0 0 5 2 6 9 2 0 0 9 O 1 0 1 2 0 0 4 贝雷梁便桥的检算及安全使用方法 刘旭伟 中铁八局集团贵阳枢纽 3 2 程指挥部 贵阳 5 5 0 0 0 1 摘要 通过对 贝雷梁便桥的检算及安全使用建议 介绍 了贝雷梁检算过程 对 贝雷梁便桥 的设 计及 安全进 行 了探 讨 关键词 贝雷梁 便桥 应力 压杆稳定 位移 使用 中图分类号 U 4 4 7 文献标识码 A 1 便桥概况 某贝雷梁便桥通车期问 桥面系出现过较严重 的破损 贝雷片销钉时有脱落 贝雷 片也出现部分 破损 沿栏杆处顺桥向设置通长工字钢 2 8 作为 路缘保护 以防止车辆坠落 整体 而言 本桥如继 续以现有荷载条件通行 存在较大的安全隐患 图 1 施 便桥灭雷桁架侧视 图 图 2 施工便桥 贝雷桁架前视 图 2 上部结构检算和安全使用分析 2 1 上部结构检算基本情况 便桥上部结构采用多跨连续梁方案 每跨跨径 为 1 5 m 每联长度为 1 0 5 m 7 1 5 m一联 3 2 1 型 贝雷桁架 见 图 1 每联之间设立双墩 断面采用 8 片贝雷桁架 其间距采用 0 9 m 桥面全宽 8 m 便 桥桥面系采用钢板和型钢组成的正交异型板结构 采用间距 2 5 c m的 I 1 0横向分配梁 上铺 1 2 m m厚 钢板 钢板与 I 1 0横 向分配粱采用焊接固定 桥面 系与贝雷片之 间通过 u型卡连接 固定 贝雷桁架 材质为 Q 3 4 5 便桥桥面板材质为 Q 2 3 5见 图2 便桥设计的结构布置图见图 3 图4 图 3 一联便桥立面图 m 收稿 日期 2 0 0 9一 O 2 2 5 作者简介 刘旭伟 1 9 7 3一 男 四川 F 贡市人 桥 梁工程师 从事道桥设计 及管理 工作 图 4 便桥支座处断面 图 i n 贵州大学学报 自然科学版 第2 6卷 根据移动荷载影响线计算 得到贝雷片的应力 计算结果汇总见表 1 表 1 贝雷片弦杆应力汇总 单位 MP a 边跨 上弦杆 中跨 上 弦杆 边跨 下弦杆 中跨 下 弦杆 最大压应力 2 6 0 2 3 9 1 7 0 2 0 3 最大拉应力 2 2 6 2 1 9 1 9 6 1 7 8 以表 1结 果 可 见 边 孔 弦 杆 最 大 压 应 力 2 6 0 MP a 最大拉应 力 2 2 6 M P a 中孔 弦杆最大压应 力 2 3 9 MP a 最 大拉应力 2 2 9 MP a 小 于 1 6 Mn构件 的容许应力 1 3 2 1 0 2 7 3 MP a 但其最大应力已 达容许 应力 的 9 5 接近容许 应力 强度 富裕 不 大 且各弦杆 腹杆构件的应力总体均较大 腹杆 应力见表 2 表 2 边孑 L 各片贝雷片腹杆应力 单位 MP a 注 以通行重车一侧最边缘起为第 1片 依次向另一侧为第 2片 第 3片 以表 2结果可见 由于贝雷片横 向联系相对较 弱 横向8片贝雷片无法很好的协同作用 共同受力 通行重车 侧的4片贝雷片的应力明显大于另一侧 通行返程空车的4片贝雷片的应力 腹杆最大压应 力2 7 7 M P a 最大拉应力 1 7 9 M P a 其压应力大于 1 6 M n 构件的容许应力 1 3 2 1 0 2 7 3 M P a 横 向 8片贝雷 片之中 4片重车车道下方的贝雷片应力较大 其中一 片的压应力超过规范容许值 2 7 3 M P a 其余 四片位于 返程空车下方的四片贝雷片的应力则较小 小于规范 容许值 中孔腹杆应力见表 3 表3 中孔各片贝雷片腹杆应力 单位 MP a 2 3 压杆稳定计算 稳定性验算根据 公路桥涵钢结构及木结 构 设计规范 T J 0 2 5 8 6 第 1 2 1 6条计算 分别对 各杆件中压应力最大的位置进行稳定性验算 N 4 式中 N 计算轴 向力 M 构件 中部 1 3长度范围内最大计 算弯距 A m 毛截面积 p 轴心受压构件的纵向弯曲系数 q 9 2 构件只在一个主平面受弯时的纵 向弯曲系数 L L 考虑弯距因构件受压而增大所引 用的值 稳定计算结果如下见表 4 表 4 稳定计算结果 上弦杆 下弦杆 斜腹杆 竖杆 容许强度 MP a 2 4 5 7 2 4 5 7 1 6 9 1 2 0 9 法 向应力 2 2 0 4 1 7 7 1 7 9 2 1 9 是否满足规范 满足 满星 丕 星丕 星 由表 4结果可见 中孔 贝雷片也存在相 同问 题 通行重车一侧的4片贝雷片的应力明显大于另 一 侧通行返程空车的 4片贝雷片 的应力 腹杆最 大压应 力 2 6 6 MP a 最大拉 应力 1 7 3 MP a 均小于 1 6 Mn构件 的容许应力 1 3 2 1 0 2 7 3 MP a 但已 接近容许应力 且横 向各 排贝雷片 的应力 差距较 大 贝雷片腹杆的强度富裕量不大 腹杆及斜杆的 稳定计算不满足规范要求 I 1 6分配梁最大拉压应力分别为 M P a 2 2 5 22 5 位移 根据移动荷载影响线计算 得到贝雷 片 桁架的位移计算结果如下 竖向位移 3 7 5 m m 以上计算结果表 明 弦杆应力最大为 2 6 0 MP a 腹杆最大应力 2 7 7 MP a 已有局部位置的腹杆应力 超过规范容许应力 1 6 Mn用于临时结构时允许应 力为 1 3 2 1 0 2 7 3 MP a 重车通行位置下的4片 贝雷片弦杆 腹杆的应力值均较大 与容许值很接 近 故通行一车道 4 5 t 重车 车辆净距 5 m时 贝雷 片应力不能满足要求 挠度最大值在允许范围内 现阶段通行的车辆荷载 已达到极 限承载能力 为 保证结构的安全 应对结构进行加强 确保使用安 全 第 1 期 刘旭伟 贝雷梁便桥的检算及安全使用方法 一瞄脚豳醴嘲 图8 车辆荷载承载能力 3 根据设计的通行荷载情况荷载检算 根据设计 桥梁通行的移动荷载为 2车道公路 I 级荷载 荷载组合为移动荷载及结构 自重荷载 计算结果表明 通行两车道公路 I级荷载 贝 雷片应力最大为 2 2 5 M P a 小于容许值 2 7 3 M P a 满 足规范要求 竖向位移在规范允许范围内 4 按一车道重载一车道轻载 车辆 间距 1 5 m 计算 计算结果表 明 如果 车辆间距控制在 1 5 m 以 上 则贝雷片的应力最大值 出现在边孔贝雷片弦杆 上 最大值为 2 6 0 M P a 中孔弦杆及腹杆等构件的 应力在 2 2 0 MP a 左右 满足规范要求的容许应力不 大于2 7 3 M P a 桥梁最大竖 向变形为 2 2 6 m m 小 于规范允许的3 7 5 m m 满足要求 5 一车道重载一 车道轻载 车辆净距 5 m 贝 雷片上弦杆采用加强型 横向分配梁调整到贝雷片 节点位置 如果 贝雷片上弦杆加强为加强型上弦杆 车辆 间距控制在 5 m 以上 则 贝雷片的应力最大值 出现 在边孔 贝雷 片腹 杆上 最大值 为 2 1 6 MP a 中孔腹 杆应力最大为 2 0 2 MP a 贝雷片弦杆 的最大应力 为 2 0 8 M P a 满 足 规 范 要 求 的 容 许 应 力 不 大 于 2 7 3 MP a 桥梁最大竖向变形 为 2 2 m m 小于规范允 许的 3 7 5 m m 满足要求 3 安全 使用分析 1 双 向通行 4 5 t 重 车 车辆间距 5 m 的情 况 下 贝雷片弦杆 腹杆等杆件均 出现应力超过 规范 允许范围的情况 存在较大的安全 因患 通 车运 营 过程 中应杜绝该种情况出现 2 一车道通行 4 5 t 重车 一车道通行返程空 车情况 贝雷片上下弦杆应力在规范允许范围内 但已接近规范限值 贝雷片腹杆局部位置应力已经 稍超过规范允许值 2 7 3 M P a 上弦杆及腹杆的稳定 计算不满足规范要求 应对结构进行加固 特别是 竖向位移 自重 移动荷载 m m 中孑 L l 8 9 边孔 2 1 9 上弦杆 受到弯压组合应力及冲击作用 受力状态 较复杂 通过加强上弦杆 改善上弦杆的受力状况 3 通行 2车道公路一级荷载检算结果显示 该种移动荷载情况下 贝雷片弦杆及腹杆应力满足 规范要求 4 按一车道通行 4 5 t 重车 一车道 通行返程 空车 车辆间距 1 5 m检算结果显示 贝雷片应力在 规范允许范围内 但上弦杆应力由于受到局部弯 距的作用 上弦杆应力值较大 最大达到 2 6 0 M P a 5 针对现状通行情况较 多的 一 车道 4 5 t 重 车 一车道返程空车 车辆 间距 5 m 的情 况 对 贝 雷片上弦杆加强为加强型上弦杆后 计算结果显 示 贝雷片弦杆 腹杆应力均在规范允许范围内 稳 定计算结果显示 弦杆及腹杆的稳定性满足规范要 求 采用加强型上弦杆后 可有效改善贝雷片受 力 提高桥梁安全性 4 结语 1 贝雷梁的加固可根据第 5种情况进行加 固 即采用加强型上弦杆 同时 横向分配梁 I 1 6 间距 5 0 c m 应力最大 达到 2 3 0 MP a 大于 规范 容许 的 1 4 5 1 3 1 8 8 5 MP a 可采用热轧宽翼缘 H型钢 HK 1 4 0 b加固 布 置在 贝雷片桁架的节点位置 即间距 7 0 5 c m 计算 结果最大应力为 1 5 1 MP a 且采用 HK 1 4 0 b作为分 配梁 可从构造上增大分配梁与 贝雷片 桥面板 的 接触面积 改善接触点位置的局部应力 2 加强桩基础沉降监测 桩基沉降一周累计 超过 1 0 ra m或者一联内相邻桩沉降差超过 6 m m 时 应对桩基进行补桩加固 并设置桩间连接 桩顶 位置增加竖 向支撑杆 进行局部加强 3 车辆限速 2 0 k m h 增设一条检修通道加 强便桥日常的检查 维护 改变桥梁检查及检修人 员需通过贝雷片下弦杆爬行通过的现状 下转第 1 4 2页 贵州大学学报 自然科学版 第 2 6卷 用下气泡上浮 动轨迹如图4所示 在整个过程中 气水接触时间久 行程长 气泡的扩散距离远 氧的 利用率非常高 工作时曝气机的入水角度通常以 4 5 放置 但可以在 3 0 一 9 0 之间调节 实际应用中 可综合考虑充 氧需要 和推流需要调节安装角度 曝气机采用浮筒式安装 浮筒和曝气主体紧密连 接 由浮筒浮力支承整个设备的重量 浮筒再 由钢 缆固定在氧化沟边壁上 松开钢缆 整个曝气机可 以提出水面直接维修 可见该曝气机的安装和维护 十分简便 该曝气机的主要特点有 安装方便 可根据曝气池 的特点 污水处理 量的大小以及进池污水指标等灵活选择布置方式 可以布置 在 氧 化 沟的 弯道 等水 力 条 件不 利 之 处 使用台数等 曝气能效高 应用范围广 由于其高速 的射 流流态 液气混合充分下潜深 氧吸收率高 动力效 率高 并适用于各种污水处理 包括氧化沟 推流式 曝气池 氧化塘等 系统简单 可靠性高 无需鼓风机等设备 系统简单 除吸气 口外 其余部分潜入水中运行 噪 音小 设备安全可靠 投资和运行费用低 由于射流曝气机适用 于较深的曝气池 减少了占地面积 系统简单 节约 投资费用 处理效能高 节约运行费用 5 小结 通过 以上 4种氧化沟曝气设备 的在充氧原理 充氧动力效率 安装维护 投资运行 日常运行管理 等方面的比较分析 本文认为叶轮吸气式推流曝气 机具有综合优势 尤其是在缺乏专业管理人员的中 小城镇的污水处理工程情况 参考文献 1 张忠祥 钱易 废水 生物处 理新技术 M 北京 清华 大学出版 社 2 0 0 4 2 G 乔巴诺格劳斯等著 废水工程 处理及回用 M 秦裕珩 等 译 北京 化学工业出版社 2 0 0 4 3 邓荣森 氧化沟污水处理理论与技术 M 北京 化学工业出 版社 2 0 0 6 An a l y s i s o n Pe r f o r ma n c e o f Va r i o us Ty p e s Ae r a t o r Emp l o y e d i n Ox i d a t i o n Di t c h ZHONG Re n c h a o LU Ti a n y o u C o l le g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e G u i z h o u U n i v e r s i t y G u i y a n g 5 5 0 0 0 3 C h i n a Ab s t r a c t T h e a e r a t o r i s a v e r y i mp o r t a n t e q u i p me n t f o r O x i d a t i o n Di t c h a n d t h e e f f i c i e n c y o f O x i d a t i o n Di t c h w a s t e wa t e r t r e a t me n t ma i n l y d e p e n d s o n the p e rf o r ma n c e o f t h e a e r a t o r F o u r t y p e s o f a e r a t o r u s u a l l y e mp l o y e d i n 0 x i d a t i o n D i t c h a r e a n a l y z e d o n v a r i o u s a s p e c t s I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e j e t a e r a t o r w i th i m p e l l e r i n h a l a n t a i r i s t he be s t o ne i n t e g r a t e o f f o u r s e l e c t e d e q u i p me n t Ke y wo r d s O x i d a t i o n D i t c h a e r a t o r a n a l y s i s o n p e r f o rm a n c e o f t h e a e r a t o r 上接第 1 2 3页 人民交通 出版社 2 0 04 参考文献 2 J T G 13