贝雷片计算书.doc

黄榄快速干线（西段）工程道路桥梁标大岗沥大桥L2、L4联支架跨水中段支撑体系施工计算一、工程概况大岗沥大桥8#9#墩、10#11#墩桥跨部分位于河道内，桥梁上部结构为现浇梁。为便于施工，在紧靠9墩（小里程侧）、10#墩（大里程侧）分别设置一排钢管桩，钢管桩上放置工字钢，并在河岸上设置砼地梁，然后在砼地梁与工字网上设置贝雷片，贝雷片上铺设工字钢，槽钢上搭设WDJ碗扣支架进行现浇梁施工。现就贝雷片与钢管桩内力分析，选取大岗沥大桥L4联进行计算。二、结构简介1、在紧靠9墩（小里程侧）、10#墩（大里程侧）单幅分别设置一排529mm钢管桩（16根），在钢管桩上放置2根32a工字钢用于贝雷梁支点，工字钢顶标高为7.6m。2、贝雷梁的另一个支点采用钢筋砼地梁，设置于河堤岸上，长*宽*高=24.6*0.6*2.5m，砼等级C30，基底换填1.0m厚片石并压实至180Kpa，地梁顶面标高为7.6m，方向平行于9#、10#墩盖梁中心线。3、在地梁与工字钢上架设21m长321双排双层贝雷片，两片1组，组间每节及端头均用0.45m宽花窗连接，共11组，计算跨度18.2m，方向平行于道路中心线（详见平面布置图）。4、贝雷梁上铺设每2根1组14工字钢（2根1组并列排放），间距按支架立杆间距定（详见平面布置图）。三、构件力学计算（一）、荷载分析根据支架立杆布置图，跨水中段箱梁支架立杆纵、横向间距有60cm、90cm两种。鉴于安全考虑，计算时立杆纵向间距取90cm，横向间距取60cm，将支架计算书内的各项均布荷载相加，则：q=（q1+q2+q3+q4）/9.54+(q5+q6+q7)=（353.6+15.83+5.262+10.2）/9.54+（2.0+4.0+1.0）=47.35KN/m2单根立杆传递至水平分布槽钢的力为：P=47.35*0.6*0.9=25.57KN（二）、水平分布工字钢验算根据水平工字钢布置图，其最大跨度为1.8m，为简化计算，按最不利位置受集中力以简支梁建模，受力模型如下图：选取14工字钢（2根1组并列排放），单根自重16.9kg/m=0.169KN/m，Ix=712cm4，Wx=102cm3，tw=5.5mm，S=35mm，E=206*103N/mm2，截面塑性发展系数rx=1.05根据路桥施工计算手册，弯矩、剪力计算如下：M1=ql2/8=0.169*2*1.82/8=0.14KN.mM2=Pl/4+Pa=25.57*1.8/4+25.57*0.3=19.18KN.mMmax=M1+M2=19.32KN.mV1=ql/2=0.169*2*1.8/2=0.30KNV2=P+P/2=25.57+25.57/2=38.36KNVmax=V1+V2=38.66KN1、抗弯强度验算max=Mmax/（rxWx）=19.32*106/（1.05*102*2*103）=90.20MPaw=145MPa，满足要求。2、挠度验算f1=5*ql4/（384EI）=5*0.169*2*1.84*1012/（384*206*103*712*2*104）=0.02mmf2=Pl3/（48EI）+Pa/（24EI）*（3l2-4a2） =25.57*1.83*1012/（48*206*103*712*2*104）+25.57*0.3*106/（24*206*103*712*2*104）*（3*1.82*106-4*0.32*106）=2.08mmfmax=f1+f2=2.1L/400=4.5mm，满足要求。3、抗剪强度验算max=VmaxS/（Ixtw）=38.6635103/（712*2*5.5104）=0.02MPa=85MPa，满足要求。（三）贝雷梁验算根据贝雷梁上工字钢平面布置图，总长共计546米，每条由2根14工字钢并列排放，则：工字钢总重=546*2*16.9=18454.8kg=184.55KN贝雷梁承受的总荷载为：q=（q1+q2+q3+q4）*1.2+(q5+q6+q7)*9.54*1.4+184.55/18.2=（353.6+15.83+5.262+10.2）+（2.0+4.0+1.0）*9.54+184.55/18.2=461.81KN/m贝雷片选择321不加强型双排双层，每片长*高=3.0*1.5m，拼装后每组长度21m，每组间用0.45m宽花窗连接，布置11组，则：总自重=270*7*2*11*2=83160kg=831.6KN每组自重：831.6/11=75.6KN根据贝雷梁平面布置图，鉴于安全考虑，按10组进行验算，则每组贝雷梁承受的荷载为：q=461.81/10+75.6/18.2=50.33KN/m查表得：E=206*103MPa，容许弯矩M=3265.4KN.m，容许剪力=490.5KN，IX=2148588.8cm4，按简支梁进行计算。弯矩验算：Mmax=ql2/8=50.33*18.22/8=2083.91KN.mM=3265.4KN.m，满足要求。剪力验算：Tmax=q*l/2=50.33*18.2/2=458.0KNT=490.5KN，满足要求。挠度验算：f=5*q*l4/(384*E*I)=5*50.33*18.24*1012/(384*206*103*2148588.8*104)=16.2mmL/400=45.5mm，满足要求。（四）、钢管桩顶工字钢验算钢管桩顶部工字钢和地梁的顶面标高均控制在7.6m，各承受11组贝雷片传递来的力的一半。2根32a工字钢用16根钢管桩支承，鉴于安全考虑，取10组（20排）贝雷梁进行计算，每片贝雷梁传递至一端的力：P=（461.81*18.2/20+75.6/2）/2=229.024KN根据贝雷片平面布置图，钢管桩顶工字钢跨度为1.56m，按每一跨度内承受2片贝雷梁荷载，为简化计算，以简支梁受集中力按最不利位置进行验算，荷载布置如下图：选取2根32a工字钢，单根自重52.7kg/m=0.527KN/m，Ix=11080cm4，Wx=692cm3，tw=9.5mm，S=80mm，E=206*103N/mm2，截面塑性发展系数rx=1.05根据路桥施工计算手册，弯矩、剪力计算如下：M1=ql2/8=0.527*2*1.562/8=0.321KN.mM2=Pa=229.024*0.492=112.68KN.mMmax=M1+M2=113.0KN.mV1=ql/2=0.527*2*1.56/2=0.822KNV2=P=229.024KNVmax=V1+V2=229.846KN1、抗弯强度验算max=Mmax/（rxWx）=113.0*106/（1.05*692*2*103）=77.76MPaw=145MPa，满足要求。2、挠度验算f1=5*ql4/（384EI）=5*0.527*2*1.564*1012/（384*206*103*11080*2*104）=0.002mmf2=Pa/（24EI）*（3l2-4a2）=229.024*0.492*106/（24*206*103*11080*2*104）*（3*1.562*106-4*0.4922*106）=0.65mmfmax=f1+f2=0.652L/400=3.9mm，满足要求。3、抗剪强度验算max=VmaxS/（Ixtw）=229.84680103/（11080*2*9.5104）=0.008MPa=85MPa，满足要求。（五）、钢管桩验算11组贝雷片，共22片，每片传递至桩顶工字钢的力为229.024KN，按最不利位置受集中力，为简化计算，三跨分别按简支梁进行计算，荷载布置如下图。根据路桥施工计算手册，单根钢管桩承受的最大压力为：P=229.024+229.024*（2*0.08+0.577）/1.56+0.527*2*1.56=338.87KN从黄榄快速干线（西段）工程道路桥梁标施工设计图第五册摘录大岗沥大桥9#、10#墩处地质资料。见下表：ZK260（9#墩）ZK261（9#墩）ZK262（10#）ZK263（10#）层底高程土层名称层底高程土层名称层底高程土层名称层底高程土层名称-4.86淤泥质土-6.01淤泥-5.49淤泥-5.94淤泥质土-6.76粉砂-10.21粉砂-6.39粉土-17.0中砂-18.76中砂-22.21粗砂-12.59中砂-18.69粗砂由于各个钻孔的地质情况相近，都是淤泥或淤泥质土。以进入粉砂层最晚的孔的地质资料为准，取粉砂持力层，q1k=20kpa（淤泥）;q2k=25kpa（粉砂）；q3k=25kpa（粉砂）。计算深度：钢管桩按29m计，桩顶高程7.28m，钢管桩底标高为-21.72m。由于9#墩河床面标高较10#墩高，河床面标高以10#墩计算，实测10墩大里程侧河床面标高为4.2m，进入粉砂层的标高为-6.01m；进入中砂层标高为-10.21m；进入粗砂层的标高为-18.76m，则：l1=4.2-(-6.01)=10.21m；l2=(-6.01)-(-10.21)=4.2m；l3=(-10.21)-(-21.72)=11.51m根据公路地基与基础设计规范JTGD63-2007中的有关振动沉桩的规定：d0.8m时，1、r的取值：第一层为淤泥或淤泥质土，取所有土的最低，1=0.6；第二、三层为砂土2=1.1、3=1.1；持力层为砂土r=1.1；U=0.529；Ap=（0.5292-0.5132）/4(取钢管桩有效面积)；qrk值，粉砂：中密2500kpa、密实5000kpa，取低值2500kpa。n钢管桩允许承载力计算:i=1Ra=（Uiliqik+rApqrk）/2=0.529(0.610.2120+1.14.225+1.16.5125)+1.1(0.5292-0.5132)2500/4/2=478KN钢管桩允许承载力:Ra=478KNP=338.87KN，满足承载力要求，安全系数1.4。钢管稳定性验算，立柱按轴心受压构件计算：=N/（An）式中：轴心受压构件的稳定系数。 An净截面面积。稳定系数计算，先计算x：x=l0x/ix式中：l0x构件主轴计算长度。ix构件主轴的回转半径，5298mm钢管，ix=18.422cm以9#墩ZK261地质中粉砂层底以上部分计，钢管柱高度L=1749cm，取2000cml0x=0.7L=1400cm（一端）x=1400/18.422=75.996150，（查表得=0.787）计算净截面面积：An=（26.452-25.652）=130.94cm2。则抗压强度为：=338.87103/（0.787130.94102）=32.88MPa查表得=140MPa，稳定性满足要求。（六）、钢筋砼地梁下地基承载力验算地梁长24.6m，宽0.6m，高2.5m；浇筑砼前，需换填此处地基，用1.0m厚风化石换填并压实至180Kpa。地梁内按受力配置构造钢筋，验算时可直接计算地梁下地基承载力即可。因地梁承受11组贝雷片传递的力：P=11*F=11*229.024KN=2519.264KN1、地基承载力验算经地梁过渡后每平方压力P=N/（L*A）=2519.264/(24.6*0.6)=170.68Kpa180Kpa，地基承载力满足要求。2、砼局部抗压强度验算贝雷梁下弦杆宽度0.1m，地梁宽度0.6m，则：砼局部抗压强度=229.024*103/（100*600）=3.82MPa30MPa，满足要求。3、挠度验算为简化计算，地梁按简支梁承受