八盘峡黄河特大桥贝雷梁检算

1、兰州至乌鲁木齐第二双线新建铁路工程八盘峡黄河特大桥（70+2×100+70）m预应力混凝土连续梁边跨现浇段贝雷支架检算计 算：张磊 李建宁复 核：李军 张国奇审 核： 李子奇兰 州 交 通 大 学 土 木 工 程 学 院2010年 12月 目 录1.设计依据- 3 -2.贝雷梁布置图- 3 -3.箱梁自重荷载分布的简化- 4 -4.贝雷梁上部型钢横梁检算- 4 -5.贝雷梁力学特性- 6 -6.翼缘板下部贝雷梁检算- 6 -7.腹板、底板下贝雷梁检算- 8 -8.贝雷梁下部型钢横梁验算- 10 -9.钢管立柱受力检算- 11 -10.承台局部承压验算- 12 -贝雷支架检算1.设计依

2、据 设计图纸及相关设计文件，客运专线桥涵施工指南贝雷梁设计参数钢结构设计规范铁路桥涵设计规范装配式公路钢桥多用途使用手册2.贝雷梁布置图八盘峡黄河特大桥贝雷支架采用16排单层不加强贝雷片布置，贝雷片横向布置间距为：1.9+2×0.45+0.5+2×0.45+1.925+3×0.45+1.925+2×0.45+0.5+2×0.45+1.9上横梁采用25根I20工字钢，下横梁采用9根I50a工字钢，即每根钢管顶部三根。钢管立柱0.63m每侧3根。边跨现浇段检算18.9m梁。具体布置见下图：图1贝雷梁立面图 单位（cm）图2贝雷梁侧面图3.箱梁自重荷

3、载分布的简化边跨现浇段混凝土箱梁自重：G1=726.58t，其中翼缘板部分梁重：G2=130.43t侧模和支架：G2=73.2t，底模：G3=24.5t 内模及支架：G4=35t根据装配式公路钢桥多用途使用手册查得：立柱与型钢：Q235钢容许应力：轴向应力=135MPa，弯曲应力w=140MPa，剪应力=80MPa；4.贝雷梁上部型钢横梁检算 (1)计算荷载布置贝雷梁上部型钢直接承受箱以及模板自重，上部总重量为8592.8kN，平均由25根横梁来承担，则每根横梁上承担的自重为343.7kN。将箱梁对应的翼缘板，腹板、底板处分别划分为三种均布荷载，然后来承担上部传下来的荷载。经计算三种均布荷载的

4、大小；(2)计算模型如图；图3上横梁计算简图 单位（）（3）计算结果根据GB 706-2008规范查表得，I20a型工字钢的参数为：A=35.578cm2,W=237cm3图4上横梁弯矩图 （）弯矩：每根工字钢最大正应力：故正应力满足要求。图5上横梁剪力图图 （）剪力：每根工字钢最大剪应力：故剪应力满足要求。 图6上横梁位移图 （）每根工字钢的挠度故挠度满足要求。由以上检算可知，上横梁的正应力、剪应力以及挠度均满足要求。5.贝雷梁力学特性表1 几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(kN.m2)单排单层不加强3578.5250497.2526044.12加强7699.1577

5、434.41212612.24双排单层不加强7157.1500994.41052088.24加强15398.31154868.82425224.48三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72双排双层不加强14817.92148588.84512036.48加强30641.74596255.29652135.92三排双层不加强22226.83222883.26768054.72加强45962.6689439014478219表2 桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m

6、）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9桥型容许内力加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN.m）1687.533754809.467509618.8剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.96.翼缘板下部贝雷梁检算(1)支架结构特性 三排单层不加强型贝雷梁惯性矩I=751491.6cm4，截面抵抗弯矩W=10735.6cm3，最大容许弯矩M= 2246.4kN·m，最大容许剪力T=698.9kN。(2)荷载计算模板及支架自重，G=36.6t=366kN上部横梁自重

7、G=25×0.00356×13.6×77×0.225=20.97kN新浇混凝土重量，G=65.22t=652.2kN每米荷载重量：q恒= (366652.2+20.97)/18.9=54.98kN/m施工材料具运输、堆放荷载取均布荷载0.5KN/m2：q3=0.5×2.75=1.375kN/m倾倒混时产生的冲击荷载取2KN/m2：q4=2×2.75=5.5kN/m振捣砼产生的荷载取2KN/ m2：q5=2×2.75=5.5kN/m取最不利组合计：恒载取1.2倍安全系数，活载取1.4倍安全系数，考虑最不利情况为混凝土全部浇筑完

8、毕的情况： q =54.98×1.2+1.375×1.267.63kN/m3)支架受力图示贝雷梁计算图如下：图7翼缘贝雷梁受力图（）计算结果计算结果均乘以1.2的安全系数图8翼缘贝雷梁弯矩图（）弯矩：故弯矩满足要求。图9翼缘贝雷梁剪力图（）剪力：故剪力满足要求。图10翼缘贝雷梁位移图（）挠度：故挠度满足要求。由以上检算，贝雷梁弯矩，剪力、挠度均满足要求。贝雷梁对支点压力N= T max=597KN7.腹板、底板下贝雷梁检算(1)模型结构特性 腹板，底板下采用10排单层不加强型贝雷梁。惯性矩I=2504972cm4,截面抵抗矩W=35785cm3，最大弯矩M=7882kN&#

9、183;m，最大容许剪力T=2452kN。(2)荷载计算底模板、内模及支架自重：G=59.5t上部横梁自重G=25×0.00356×13.6×77×0.55=51.26KN新浇混凝土重量：G=726.58-130.43=596.15t每米荷载重量：q=(59.5596.15+5.126)/18.9×10=349.6kN/m施工材料具运输、堆放荷载取均布荷载0.5KN/m2：q3=0.5×6.7=3.35KN/m倾倒混时产生的冲击荷载取2KN/m2：q4=2×6.7=13.4KN/m振捣砼产生的荷载取2KN/ m2：q5=2&

10、#215;6.7=13.4KN/m取最不利组合计：恒载取1.2倍安全系数，活载取1.4倍安全系数，考虑最不利情况为混凝土全部浇筑完毕的情况： q =349.6×1.2+3.35×1.2423.5KN/m (3)支架受力图示贝雷梁计算图示如下：图11腹板、底板下贝雷梁受力图 计算结果计算结果均乘以1.2的安全系数图12底板、腹板贝雷梁弯矩图（）弯矩：故弯矩满足要求。图13底板、腹板贝雷梁剪力图（）剪力：故剪力满足要求。图14底板、腹板贝雷梁位移图（）挠度：故挠度满足要求。由上检算可知，弯矩、剪力及挠度均满足要求。贝雷梁对支点压力N= T max=3664KN8.贝雷梁下部型钢

11、横梁验算荷载计算翼板下部贝雷梁支点反力P1=P2=P3=P12=P13=P14=100kN腹板和底板下部贝雷梁支点反力P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10=P11=366.4kN力学图示型钢横梁是由3I50a工字钢组成，现取一根计算，因此取上部荷载的1/3来计算，可看作是4跨连续梁。力学和计算结果如下图示： 图15下横梁的计算简图根据GB 706-2008规范查表得，I50a型工字钢的参数为：A=119.304cm2,W=1860cm3图16下横梁的剪力图()剪力：最大剪应力：故剪应力满足要求。图17下横梁的弯矩图()弯矩：每根工字钢最大正应力：故正应力满足要求。图18下横梁的位移图()

12、挠度：故挠度满足要求。由以上检算可知，下横梁弯矩，剪力、挠度均满足要求。9.钢管立柱受力检算根据下横梁计算结果知，横向中间的那根钢管受力最大，其轴力最大值R=1812.6KN,由于钢管立柱之间有斜撑杆和横向联系杆件，所以立柱的最大高度取5m，按两端铰接计算。（1） 强度验算 单根钢管支墩630mm×8mm，其承受的允许压力N=D=3.14×0.63×0.008×135000=2136.45KN>R=1812.6KN故满足强度要求。（2）稳定性验算钢管的回转半径为式中：D钢管外径，d钢管内径长细比式中： 杆件长度系数,取 杆件几何长度，取查钢结构设计

13、规范GB50017-2003表C-2，计算压杆的应力（忽略钢管的自重）故稳定性满足规范要求。10.承台及基础局部承压验算钢管受到最大压力为1812.6KN，该力直接作用于混凝土承台上，考虑局部承压可能造成破坏，需要对混凝土承台的局部承压进行验算，根据公路桥涵设计规范，素混凝土局部承压计算公式为：Nc0.6*Ra*AcRa-承台混凝土标号，这里取C25抗压设计强度16.7Mpa；-混凝土局部承压提高系数，其值通常大于1；Ac混凝土局部承压面积，Ac=3.14*0.315*0.315=0.311m2则混凝土局部承压的最小容许承载力为：Ncmax=0.6*Ra=0.6*1*16700*0.311=3116KN Nc=1812.6KN<Nc=3116KN 混凝土承台局部承压满足要求。对于钢管立柱支撑在地面上时