跨河特大桥贝雷架便桥计算书

1、1贝雷架便桥计算书201年 月目 录第1章设计计算说明 11.1 设计依据 11.2工程概况 11.3.1 主要技术参数 11.3.2 便桥结构3第2章便桥桥面系计算 42.1 混凝土运输车作用下纵向分布梁计算 42.1.1 计算简图42.1.2. 计算荷载42.1.3. 结算结果52.1.4支点反力52.2 履带吊作用下纵向分布梁计算 52.2.1. 计算简图52.2.2 计算荷载62.2.3 计算结果62.2.4. 支点反力62.3 分配横梁的计算 72.3.1. 计算简图72.3.2. 计算荷载72.3.3. 计算结果7第3章贝雷架计算93.1混凝土运输车作用下贝雷架计算 93.1.1

2、最不利荷载位置确定 93.1.2 最不利位置贝雷架计算模型 113.1.3 最不利荷载位置贝雷架计算结果 113.2履带吊作用下贝雷架计算 143.1.1 最不利位置贝雷架计算模型 143.1.2最不利荷载位置贝雷架计算结果153.1.3腹杆加强后最不利荷载位置贝雷架计算结果 17第4章横梁及钢管桩计算 213.1.横梁计算 213.1.1 履带吊工作状态偏心15cm 213.1.2 履带吊工作状态（无偏心） 223.1.3 履带吊偏心 60cm走行状态 233.1.4 履带吊走行状态（无偏心） 243.1.5 混凝土运输车偏心 130cm通过状态 263.1.6 混凝土运输车无偏心通过状态

3、273.2最不利荷载位置钢管桩计算结果 283.2.1 计算荷载283.2.2 计算结果29第1章设计计算说明1.1设计依据 ；大洋河大桥全桥总布置图(修改初步设计)； 铁路桥涵施工规范(TB10203-2002); 钢结构设计规范GB50017-2003 路桥施工计算手册； 桥梁工程、结构力学、材料力学； 其他相关规范手册。1.2工程概况北大河特大桥：位于某省某市境内，桥梁起点 DK711+296.48桥梁终点DK712+523.05,全长1076.1m。包括7片12m空间刚构、30片32m简支 箱梁、35座桥墩、2座桥台。北大河特大桥跨越跨越一条河流。河流水文情况：北大河兰新铁路便桥河段采

4、用冰沟水文站历年实测最大洪峰流量910立方米/秒。便桥河段最大洪峰相对应最大流速为 3.55米/ 秒。共统计2005年2009年水文资料。1.3便桥设计1.3.1主要技术参数(1) 便桥标高的确定：便桥总长度拟定153米，共设17跨，每跨长度为9米。墩身高度为7米。钢管打入河床下8米。保证在河流冲刷线以下0.5米验算栈桥过水能力和流速的校核，已知断面形式 b=153m h=7m底坡i=0.5%。粗糙n=0.03校核流量Q.过水面积 A=BH=153*7=1071M2湿周 x=B+2H=167m水力半径 R=A/x=6.41m谢才系数 C=R/6/n=42.04m"2/s流量Q=ACR

5、i =3604.8m3/s>910 m3/s(该河流五年内最大洪峰流量)满足要求。(2)荷载确定桥面荷载考虑以下三种情况：公路一级车辆荷载；便桥使用中最重车辆9n3的混凝土运输车；便桥架设时履带吊的荷载。与公路一级车辆荷 载比较混凝土运输车的轴重和轴距都非常不利，所以将其作为计算荷载，将履带吊架梁工况作为检算荷载。1台9mS的混凝土运输车车辆荷载的立面及平明面如下(参考车型：海诺集团生产 HNJ5253GJB(9m):9200rn38001350荷载平面图1111P1/ P2/11,P3I3800，1350荷载立面图P1=6TP2=P3=17T合计：40T履带吊架梁时荷载立面及平面如下:

6、履带吊重50t，吊重按15t考虑。毎冬陀带单妆压力78kN/m(3)钢弹性模量 Es = 2.1 X 105MPa总庖力TOOkN(4)材料容许应力：Q235ffl'ow l-145MPa,Q345钢仁 I -210Mpa,140MPa T 85MPa 口二 200MPa T 二 120Mpa1.3.2便桥结构便桥采用（12+12+9 *3连续梁结构，便桥基础采用© 529*10钢管桩基础，每墩位设置六根钢管，桩顶安装2132b作为横梁，梁部采用4榀贝雷架，间距450+2700+450mm贝雷梁上横向安装I20b横梁，横梁位于 贝雷架节点位置，间距705+705+705+88

7、5mm横梁上铺设16b槽钢，槽向 向下，间距190mm在桥面槽钢上焊制© 12mn短钢筋作为防滑设施。第2章便桥桥面系计算桥面系计算主要包括桥面纵向分布梁16b及横向分配梁120b的计算 根据上表描述的工况，分别对其计算，以下为计算过程。2.1 混凝土运输车作用下纵向分布梁计算2.1.1计算简图纵向分布梁支撑在横向分配梁上，按5跨连续梁考虑，计算简图如下:1852.51852.5R1R2R3R41R5R6)705705885一705705弯矩最不利位Pt/IR1R2R3R4R5R6705_705 _ 一885705_705_ 一剪力、支点反力最不利位置2.1

8、.2.计算荷载 计算荷载按三种荷载组合分别计算。计算荷载：计算荷载为9m3混凝土运输车，前轴重由8根槽钢承担， 每根槽钢承担P仁60000/8=7500N后轴重同样也由8根槽钢承担，每根槽钢承担 P2=170000/8=21250N2.13 结算结果按上述图示与荷载，计算纵向分布梁结果如下：Mmax=3.1049KN*mQmax=20.797KN 16b的截面几何特性为：43I=85.3cmW=17.5cmA=25.1cmA0=10*( 65-8.5*2)*2=960mrm(T maF Mmax /W=3.1049 106/17.5 1O'=179.5N/ mm<85 N/ mm

9、2.1.4支点反力R仁 68.3N;R2=76.3N;R3=20930N;R4=2988N;R5=5945N;R6=-527.5N结论：在9m3混凝土运输车作用下，纵向分布梁采用16b，间距19cm可满足施工要求！2.2 履带吊作用下纵向分布梁计算2.2.1.计算简图<145*1.3=188.5 N/ mm32T ma卩 Qmax /A0=20.797 10/960=21.2N/ mm履带吊荷载半跨布置时，为最不利荷载，其计算简图如下:141022952.2.2计算荷载单个履带板宽度为700mm按由4根槽钢承担考虑，履带吊按吊重25t，并考虑1.3的冲击系数与不均载系数，荷载q=（ 55

10、+15）*1.3*10000/2/4500/4=25.3N/mm2.2.3计算结果按上述荷载与图示，计算结果为：Mmax=1.539KN*mQmax=11.61KN 16b的截面几何特性为：43l=85.3cmW=17.5cmA=25.1cmA0=10*( 65-8.5*2)*2=960mrm(T maF Mmax /W=1.539 1。6/17.5 10=87.9N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mmT ma卩 Qmax /A0=11.61 10/960=12.1N/ mm?2<85 N/ mm2.2.4. 支点反力R1=406.3N;R2=-2012N;R3=12

11、782N;R4=21328N;R5=19169N;R6=7281N结论：在55t履带吊吊重25t作用下，纵向分布梁采用16b，间距19cm可满足施工要求！2.3分配横梁的计算2.3.1.计算简图分配横梁按支撑于贝雷架的连续梁计算，荷载由纵向分布梁传递，其190 190 190 65n190 190计算简图如下：PPPPPPPR1R2R3R4700450270045070018651930P2.3.2.计算荷载分配横梁的荷载由纵向分布梁传递，由计算结果可知，最不利荷载为 履带吊作用时的荷载，P=24363N2.3.3.计算结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为：Mmax=25.941KN*mQ

12、max=97.669KNI20b的截面几何特性为：l=2500cm4W=250cm 319A=39.5cnmA0=9*(200-11.4*2 ) =1595mrn(T ma>= Mmax/W=25.941 10°/250 10'=103.8N/ mm22<145*1.3=188.5 N/ mm32t max= Qmax /A0=97.669 10/1595=61.2N/ mm2<85 N/ mm支点反力R1=-74.688KN R2=142.47KN R3=-3.76KN R4=132.44KN结论：在最不利荷载作用下，分配横梁采用120b，间距705*3+

13、885mm可满足施工要求！第3章贝雷架计算贝雷架按12+12+9m为一联计算，采用平面杆系结构建模，上下弦杆 及竖杆使用梁单元BEAM模拟，斜腹杆使用杆单元LINK1模拟，两片桁 架片之间铰接，贝雷架的荷载由分配横梁传递，为模拟移动荷载从而找 出不利位置，建模时考虑与分配横梁与纵向分布梁整体建立。3.1混凝土运输车作用下贝雷架计算3.1.1最不利荷载位置确定（1）计算模型模型按12+12+9m连续梁建模，简图如下：38001350P3P2P19090 1K/1''Il尹R211820_uR3R411820XR5R68820X180 180移动荷载计算建模简图（2）计算荷载由分配

14、横梁计算结果得到， P1=43231N P2=P3=20930N（3）结算结果由计算结果得到，车头距梁端7.95米时，距梁端6.65米位置为上下弦杆最不利截面，车头距梁端12.95米时为端腹杆最不利位置，下图为截面的位移影响线图。P05T26ANDEC 24 2009 15:52:30TIME距梁端6.65米截面位移影响线图P0ST26ANDEC 24 2009ZZ：04：35TIME距梁端11.91米截面位移影响线图3.1.2最不利位置贝雷架计算模型(1)计算模型模型仍然按12+12+90连续梁建模，荷载按上述最不利荷载位置施加,简图如下:28003800135090上下弦杆最不利荷载位置计

15、算简图380013507800腹杆最不利荷载位置计算简图(2)荷载为分配横梁反力，其值与移动荷载时相同P1=43231N,P2二P3=20930。3.1.3最不利荷载位置贝雷架计算结果1、上弦杆计算Mmax=5.35KN*m对应轴力N=343.9KNQmax=49.642KNNmax=-343.9KN210的截面几何特性为:Ix=2*198=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cm(100-8.5*2 ) =879.8mrnA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(1)强度计算:(TmaF N/A+Mmax /W=343.9*1000/2540+5.35 10

16、6/79.4 103=202.8N/ mm2<210*1.3=273MpaT max= Qmax /A0=49.642 10/879.8=56.5N/ mm 22<85 N/ mm(2)稳定计算:L=705mi，ix=39.5mm,入=705/39.5=18，查© x=0.976B x=1.0Y x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( © x*A)+ B xMhax / (丫 x*Wx)心-0.8*(N/Ncr)2=204.2N/ mm <210*1.3=273Mpa2、下弦杆计算Mmax=7.29KN*m对应轴力N=-191.76KNQ

17、max=67.525KNNmax=344.12KN210的截面几何特性为:4Ix=2*198=396cmWx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2)=879.8mrn(1) 强度计算：(T ma>= N/A+MU /W=191.76*1000/2540+7.29 106/79.4 103 =167.3N/ mmA=9.58cm(1) 强度计算：t max= N/A =213.82*1000/958=223.2N/ mm2<200*1.3=260Mpa(2) 稳定计算(平面外稳定因有支撑架，可以不计算稳定

18、)：L=1400mm ix=32.1mm,入 x=1400/32.仁43.6 ,查© y=0.885<210*1.3=273Mpa32t max= Qmax /A0=67.525 10/879.8=76.8N/ mm2<85 N/ mm(2) 稳定计算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18，查© x=0.976B x=1.0 y x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( © x*A)+ B xMmax / (丫 x*Wx)心-0.8*(N/Ncr)=168.9N/ mmi<210*1.3=273Mpa3、

19、腹杆计算Nmax=-213.82KNI8的截面几何特性为：43Ix=99cm Wx=25.8cmix=3.21cm（T maF N/ （© x*A ） =213.82*1000/ （0.885*958 ）=252.2N/ mm2<200*1.3=260Mpa结论：在混凝土运输车荷载作用下，贝雷架各杆件强度满足要求3.2履带吊作用下贝雷架计算 3.1.1最不利位置贝雷架计算模型（1）计算模型模型按12+12+9m连续梁建模，荷载按上述最不利荷载位置施加，简图如下：37504500R19011820R2 R390上下弦杆最不利荷载位置计算简图97504500£jZ 118

20、20R2R3j11820r4R518820R690腹杆最不利荷载位置计算简图（2）最大工况荷载为履带吊插打钢护筒，履带吊自重 55t，钢护筒自重 及配件等按15t考虑，并考虑冲击系数与不均载系数1.3，跨中荷载分配 比例（全偏载）为0.408 : 0.173 : 0.168 : 0.251，梁端荷载分配系数（距一侧 30cm）为 0.508 : 0: 0: 0.492跨中布载时最不利的贝雷架分配到的荷载为：q=（ 55+15） *1.3*10000/4500*0.408=82.51N/mm。梁端布载时最不利的贝雷架分配到的荷载为：q=（ 55+15） *1.3*10000/4500*0.508

21、=102.73N/mm。3.1.2最不利荷载位置贝雷架计算结果1、上弦杆计算Mmax=6.399KN*m对应轴力N=193.03KN32Qmax=71.2KNNmax=-523.24KN210的截面几何特性为:4Ix=2*198=396cmWx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2)=879.8mrn（1）强度计算:63(rwma= N/A+MU /W=193.03*1000/2540+6.399 10/79.4 10L=705mi，ix=39.5mm,入=705/39.5=18，查© x=0.976B

22、x=1.0 y x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( © x*A)+ B xMhax / (丫 x*Wx)心-0.8*(N/Ncr)2=155N/ mm<210*1.3=273Mpa2、下弦杆计算Mmax=10.718KN*m对应轴力N=-272.7KNQmax=119.1KNNmax=523.36KN210的截面几何特性为:Ix=2*198=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2 *A0=2*5.3*(100-8.5*2)=879.8mrn(1)强度计算:63(Tma卩 N/A+Mmax /W=27

23、2.7*1000/2540+10.718 10/79.4 10=240.2N/ mmi<210*1.3=273Mpa3、腹杆计算Nmax=-242.32KN18的截面几何特性为：43lx=99cm Wx=25.8cmix=3.21cm2A=9.58cm(1) 强度计算：(T maF N/A =242.32*1000/9582=252.9N/ mm <200*1.3=260Mpa(2) 稳定计算(平面外稳定因有支撑架，可以不计算稳定)：L=1400mm ix=32.1mm，入 x=1400/32.仁43.6 ,查© y=0.885(T maF N/ (© x*A

24、) =242.32*1000/ (0.885*958 )2=285.8N/ mm >200*1.3=260Mpa端腹杆强度不能满足要求，需对端腹杆加强，加强方式为在工字钢横梁上设置支撑杆，支撑杆支撑到上弦杆位置，减小对端腹杆的压力。3.1.3腹杆加强后最不利荷载位置贝雷架计算结果1、腹杆加强示意图120bI2(ib梁端眩杆加强断血图II梁端眩杆加强侧面图2、上弦杆计算Mmax=6.522KN*m对应轴力N=189.65KNQmax=72.461KNNmax=-520.87KN210的截面几何特性为:4Ix=2*198=396cmWx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*

25、12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)强度计算:(rwma= N/A+MU /W=189.65*1000/2540+6.522 106/79.4 103=156.8N/ mmT ma>= Qmax /A0=72.46<210*1.3=273Mpa(rmax= N/A=523.24*1000/25402=206N/ mm<200*1.3=260Mpa-103/879.8=82.3N/ mm<160 N/ mm2(2)稳定计算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18，查© x=0.976

26、B x=1.0 y x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( © x*A)+ B xMmax / (丫 x*Wx)心-0.8*(N/Ncr)=158.3N/ mmi<210*1.3=273Mpa3、下弦杆计算Mmax=11.041KN*m对应轴力N=-273.2KNQmax=122.69KNNmax=521KN210的截面几何特性为:4Ix=2*198=396cmWx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2)=879.8mrn(1)强度计算:(TmaF N/A+Mmax /W=273.

27、2*1000/2540+11.041 10=243.2N/ mmi<210*1.3=273Mpa/79.4 102 T max= Qmax /A0=122.69 10/879.8=139.5N/ mm <160 N/ mm2(2)稳定计算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18，查© x=0.976B x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( © x*A)+ B xMmax / (丫 x*Wx)心-0.8*(N/Ncr)2=246.6N/ mm <210*1.3=273Mpa4、腹杆计算Nmax=-1

28、58.67KN18的截面几何特性为：43lx=99cm Wx=25.8cmix=3.21cm2A=9.58cm(1) 强度计算：(T ma>= N/A =158.67*1000/958=165.6N/ mm2<200*1.3=260Mpa(2) 稳定计算(平面外稳定因有支撑架，可以不计算稳定)：L=1400mm ix=32.1mm，入 x=1400/32.仁43.6 ,查© y=0.885(T maF N/ (© x*A ) =158.67*1000/ (0.885*958 )=187.1N/ mm2<200*1.3=260Mpa端腹杆强度不能满足要求，需

29、对端腹杆加强，加强方式为在工字钢横 梁上设置支撑杆，支撑杆支撑到上弦杆位置，减小对端腹杆的压力。结论：在履带吊荷载作用下，贝雷架端部加强后，强度满足要求。第4章横梁及钢管桩计算3.1.横梁计算3.1.1履带吊工作状态偏心15cm1、计算简图700150r170045011503000700q27450700450IR1R2R3200020002、计算荷载计算荷载考虑55t履带吊重15t工作状态下，冲击系数与不均载系数按 1.3 采用，q=（ 55+15）*1.3*10000/2/700=650N/mm3、计算结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为：Mmax=86.63KN*mQmax=434

30、KN 2I32b的截面几何特性为:l=11620*2=23240cmfW=726*2=1452cmA=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mm(T maF Mmax/W=86.63 106/1452 1O'=59.7N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mm 232T max= Qmax/A0=434 10/6670=65.1N/ mm2<85 N/ mm4、支点反力R1=453.78KNR2=191.35KNR3=385.53KN结论：履带吊在偏心15cm工作状态下，横梁采用2I32b，可满足施工 要求！3.1.2

31、 履带吊工作状态(无偏心)1、计算简图3007003000700450200020002、计算荷载计算荷载取用偏心时计算荷载，q= (55+15) *1.3*10000/2/700=650N/mm 3、计算结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为:Mmax=79.76KN*mQmax=399.63KN2132b的截面几何特性为:4l=11620*2=23240cm3W=726*2=1452cm2A=73.4*2=146.8cmA0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mm(Tma>= Mmax /W=79.76 106/1452 1O'=55N/ mm<145*

32、1.3=188.5 N/ mm32t ma>= Qmax /A0=399.63 10/6670=59.9N/ mm2<85 N/ mm4、支点反力R1=419.41KNR2=191.84KNR3=419.41KN结论：履带吊在无偏心工作状态下，横梁采用2I32b ,可满足施工要求!3.1.3 履带吊偏心60cm走行状态1、计算简图rqi1ri3007001800700150070045027304507001150丄hR1R2R3200020002、计算荷载计算荷载考虑55t履带吊走行状态下，冲击系数按1.2采用,q=55*1.2*10000/2/700=471.4N/mm3、计算

33、结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为：Mmax=140.19KN*mQmax=317.45KN 2I32b的截面几何特性为：43l=11620*2=23240cmW=726*2=1452cm2 2A=73.4*2=146.8cmA0=2*11.5*( 320-15*2)=6670mm(T maF Mmax /W=140.19 106/1452 1O'=96.5N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mmT maF Qmax /A0=317.45 10'/6670=47.6N/ mm22<85 N/ mm4、支点反力R1=337.22KNR2=304.16

34、KNR3=139.24KN结论：履带吊在偏心60cm走行状态下，横梁采用2I32b，可满足施工 要求！3.1.4 履带吊走行状态（无偏心）1、计算简图fq丨丨q1900700180070090070045027)04507001150R1R2R3I=11620*2=23240cm4W=726*2=1452cm 2 32A=73.4*2=146.8cmA0=2*11.5*(320-15*2)=6670mmCT max Mmax /W=127.71-106/1452 103=88N/ mni2000 - 2000392<145*1.3=188.5 N/ mmT ma>= Qmax /A

35、0=202.5832-10/6670=30.3N/ mm<85 N/ mm4、支点反力R1=222.36KNR2=335.9KNR3=222.36KN结论：履带吊在无偏心走行状态下，横梁采用2132b，可满足施工要求!3.1.5混凝土运输车偏心130cm通过状态1、计算简图30018002900R1R1700450270045070050AR1AR2AR3200020002、计算荷载计算荷载考虑40t混凝土运输车通过状态，安全的考虑该荷载由一个墩位承担，P=40*10000/2=200000N3、计算结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为：Mmax=59.2KN*mQmax=283.5

36、2KN 2I32b的截面几何特性为:l=11620*2=23240cmfW=726*2=1452cm 3A=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mm(T maF Mmax /W=52.2 106/1452 1O'=36N/ mm<145*1.3=188.5 N/ mm32T max= Qmax/A0=283.52 10/6670=42.5N/ mm2<85 N/ mm4、支点反力R1=303.3KNR2=174.1KNR3=43.3KN结论：混凝土运输车在偏心130cm通过状态下，横梁采用2I32b ,可满足施工要求！3.1.

37、6混凝土运输车无偏心通过状态1、计算简图1600 1800 1600R1R1i7004502700 . 450700150R3R1yR22000 20002、计算荷载计算荷载取用偏心时计算荷载，P=40*10000/2=200000N3、计算结果按上述荷载与计算简图计算，计算结果为：Mmax=108.13KN*mQmax=194.2KN2I32b的截面几何特性为：I=11620*2=23240cm4W=726*2=1452cm 32 2A=73.4*2=146.8cmA0=2*11.5*( 320-15*2)=6670mm632(Tma>= Mmax /W=108.13 10/1452 10 =74.5N/ mm<145*1.3=188.5 N/ mmT maF Qmax /A0=194.2 1O'/667O=29.1N/ mm22<85 N/ mm4、支点反力