贝雷架结构计算（Word）

1、一、 结构计算根据一般原则，结构计算从上向下逐层进行。A、木板计算参照施工经验，5cm松木板一般控制其跨距，即次梁间的净间距小于80cm，木板的各向强得以均衡发挥，初步设计次梁间距1.0m，梁宽大于20cm。计算省略。B、次梁计算计算跨距考虑钢套筒的沉桩偏位最大为0.5m，如出现特殊情况再行计算，暂不计主梁的宽度。计算跨距：L=10+0.5×2-2.2=8.8 m为方便计算，次梁作为两端简支梁。取计算宽度为1.0m，即一根次梁的作用宽度。初步选择HK400b型钢作为次梁，高400mm，宽慰300mm，材质为A3钢，自重155.3kg/m。其截面特性参数为：Wx=2883cm3，Ix=

2、57678cm4；材料性能参数取：=170MPa，E=2.1×105MPa。验算型钢的强度及跨中挠度。1）堆载状态：依据经验及估算平台上的杂物堆载作均布荷载考虑，局部综合取值：30kN/m2，单宽均布荷载q1=30kN/m2×1.0m=30 kN/m。型钢自重q2=155.3 kg/m。跨中弯矩M=（q1+q2）L2/8=305 kN·m2）钻机行走：以QJ2501型钻机为计算对象，行走状态自重w=50t，底座支点间距为4.65m×4.35m。考虑钻机行走时前后支点受力不均，受力偏心系数k=1.2，单点荷载：F=k·w/4=150 kN最不利位

3、置为钻机单侧移至排架中间，即单侧支点处于次梁跨中，跨中弯矩M1=F·L/4=330 kN·m1 / 6型钢自重产生的跨中弯矩：M2=q2·L2/8=15.0 kN·mM=M1+M2=345 kN·m>305 kN·m则跨中弯矩以M=345 kN·m作为验算弯矩，计算次梁所需的抗弯截面模量，W=M/=345/0.17=2191 cm3<Wx=2883 cm3即选取的型钢强度能满足施工要求。跨中挠度验算：钻机行走：1=2.08×104FL3/EI=2.08×104×150×8.

4、83/（2.1×104×57678）=1.76 cm型钢自重：2=1.3×104qL4/EI=1.3×104×1.553×8.84/（2.1×104×57678）=0.10 cm=1+2=1.86cm<f=L/400=2.2 cm即型钢的挠度能满足施工要求。C、主梁计算平台单片主梁先以双排单层（D，S）布置的321钢桥桁架（通称贝雷架，以下简称桁架）验算，搁置在牛腿上，牛腿宽度为0.6m。计算跨距考虑钢套筒的沉桩偏位最大为0.5m，如出现特殊情况再行计算。计算跨距：L=10.0+0.5×2-0.6=

5、10.4 m因钢套筒一般都存在一定的偏位，每个排架的4根钢套筒不在同一条线上，因此桁架钢梁需前后两段组合。为提高承载能力，两段桁架钢梁之间应根据具体对接位置，现场制作铰接头。为简化计算，整段的桁架钢梁作为两端简支梁，铰接的桁架钢梁作为两端固定跨中铰接梁。主梁的承载宽度为一个排架，加上沉桩偏位，取为11m。单片桁架自重90kg/m，其截面特性参数为：Wx=7157 cm3，Ix=500994 cm4；力学性能为：M=1576kN·m，Q=490kN。验算主梁的抗弯和抗剪性能。为方便计算，将次梁型钢对主梁的作用力简化均布荷载。桁架受力最不利情形为2台钻机同排架并排钻孔，以钻机XZ30型为

6、计算对象，w=71.4 t（主机35t、钻头25t、钻杆11.4t），底座支点间距亦为4.65m×4.35m，另外考虑钻孔时的动荷系数k=1.3。经计算对比，不论何种荷载，在相同荷载情况下，两端简支梁的跨中弯矩（正）比两端固定跨中铰接梁的支座弯矩（负）值小，如图示，故以铰接梁为计算对象。1）堆载：包括平台上的杂物堆载及主次梁的重量等，作均布荷载考虑。杂物堆载：考虑发电机、空压机、电焊机、卷扬机等设备，估算堆载值为5kN/m2，计算宽度内均布荷载为q1=5kN/m2×11.0m=55kN/m。型钢自重：定尺长度12m，q2=155.3kg/m×12.0m=18.6k

7、N/m。桁架自重：q3=90kg/m×4=3.6kN/m。支座弯矩M1=7（q1+q2+q3）L2/32=1827 kN·m2）钻机：其中a=(4.35-0.6)/2=1.88 m，F=k·w/2=464 kNM2=464×1.88(10.4×10.4+3×1.88×10.4-2×1.88×1.88)/(10.4×10.4)=1288kN·m主梁支座弯矩：M=M1+M2=1827+1288=3115kN·m<4M=4×1576=6304kN·m即桁架

8、的抗弯能满足施工要求。剪力验算：Q=(q1+q2+q3)L/2+F=865kN << 4Q=4×490=1960kN即桁架的抗剪能满足施工要求。挠度说明：因桁架的挠度不仅与其截面特性有关，还与桁架片之间的连接状况有关，插销孔的位置偏差，插销的松紧程度等，都对桁架的挠度造成很大影响。计算表明，桁架的强度富余量较大，即外力荷载不会使桁架产生较大的变形。根据321桁架在桥梁上应用实例，对1012m跨距，抗弯和抗剪能满足要求时，可不计算其挠度。故本例的挠度计算略。D、牛腿计算牛腿包括两部分：牛腿支撑钢板和围圈。支撑钢板为承载主体，与钢套筒焊接，设计为3片钢板以增加刚度，防止疲劳失稳。牛腿顶面覆钢板，与支撑板焊接成一整体，便于主梁架设。为防止钢套筒局部变形，设加强环，即围圈，与顶面板整体制作（或焊接）。牛腿验算主要为支撑板与钢套筒的焊缝抗剪。焊缝要求：外侧两片支撑板的外焊缝与钢套筒应全线施焊，焊缝饱满，焊缝高度h2cm。各支撑板的内侧焊缝作一般性施焊，提高牛腿刚度。手工焊角焊缝抗剪强度：=160MPa计算焊缝长度65