貝雷架便橋計算書

1、1貝雷架便橋計算書20010-4目 錄第1章 設計計算說明11.1 設計依據(jù)11.2 工程概況11.3.1 主要技術參數(shù)11.3.2 便橋結構3第2章 便橋橋面系計算42.1混凝土運輸車作用下縱向分布梁計算42.1.1計算簡圖42.1.2.計算荷載42.1.3. 結算結果52.1.4 支點反力52.2履帶吊作用下縱向分布梁計算52.2.1. 計算簡圖52.2.2 計算荷載62.2.3 計算結果62.2.4. 支點反力62.3分配橫梁的計算72.3.1.計算簡圖72.3.2. 計算荷載72.3.3. 計算結果7第3章 貝雷架計算93.1 混凝土運輸車作用下貝雷架計算93.1.1最不利荷載位置確定

2、93.1.2 最不利位置貝雷架計算模型113.1.3 最不利荷載位置貝雷架計算結果113.2 履帶吊作用下貝雷架計算143.1.1 最不利位置貝雷架計算模型143.1.2 最不利荷載位置貝雷架計算結果153.1.3 腹桿加強后最不利荷載位置貝雷架計算結果17第4章 橫梁及鋼管樁計算213.1.橫梁計算213.1.1 履帶吊工作狀態(tài)偏心15cm213.1.2 履帶吊工作狀態(tài)（無偏心）223.1.3 履帶吊偏心60cm走行狀態(tài)233.1.4 履帶吊走行狀態(tài)（無偏心）243.1.5 混凝土運輸車偏心130cm通過狀態(tài)263.1.6 混凝土運輸車無偏心通過狀態(tài)273.2最不利荷載位置鋼管樁計算結果28

3、3.2.1 計算荷載283.2.2 計算結果29第1章 設計計算說明1.1 設計依據(jù)；大洋河大橋全橋總布置圖（修改初步設計）；鐵路橋涵施工規(guī)范（tb10203-2002）；鋼結構設計規(guī)范gb50017-2003；路橋施工計算手冊；橋梁工程、結構力學、材料力學；其他相關規(guī)范手冊。1.2 工程概況北大河特大橋：位于甘肅省嘉峪關市境內，橋梁起點dk711+296.48，橋梁終點dk712+523.05，全長1076.1m。包括7片12m空間剛構、30片32m簡支箱梁、35座橋墩、2座橋臺。北大河特大橋跨越跨越一條河流。河流水文情況：北大河蘭新鐵路便橋河段采用冰溝水文站歷年實測最大洪峰流量910立方米

4、/秒。便橋河段最大洪峰相對應最大流速為3.55米/秒。共統(tǒng)計2005年2009年水文資料。1.3 便橋設計1.3.1 主要技術參數(shù)(1)便橋標高的確定：便橋總長度擬定153米，共設17跨，每跨長度為9米。墩身高度為7米。鋼管打入河床下8米。保證在河流沖刷線以下0.5米。驗算棧橋過水能力和流速的校核，已知斷面形式b=153m h=7m、底坡i=0.5%。 粗糙n=0.03校核流量q.過水面積a=bh=153*7=1071m2濕周x=b+2h=167m水力半徑r=a/x=6.41m謝才系數(shù) c=r1/6/n=42.04m1/2/s流量q=ac=3604.8m3/s910 m3/s(該河流五年內最大

5、洪峰流量)滿足要求。(2)荷載確定橋面荷載考慮以下三種情況：公路一級車輛荷載；便橋使用中最重車輛9m的混凝土運輸車；便橋架設時履帶吊的荷載。與公路一級車輛荷載比較混凝土運輸車的軸重和軸距都非常不利，所以將其作為計算荷載，將履帶吊架梁工況作為檢算荷載。1臺9m的混凝土運輸車車輛荷載的立面及平明面如下（參考車型：海諾集團生產hnj5253gjb(9m)）：荷載平面圖荷載立面圖p1=6tp2=p3=17t合計：40t履帶吊架梁時荷載立面及平面如下：履帶吊重50t，吊重按15t考慮。（3）鋼彈性模量es2.1105mpa；（4）材料容許應力：1.3.2 便橋結構便橋采用（12+12+9）*3連續(xù)梁結構

6、，便橋基礎采用529*10鋼管樁基礎，每墩位設置六根鋼管，樁頂安裝2i32b作為橫梁，梁部采用4榀貝雷架，間距450+2700+450mm，貝雷梁上橫向安裝i20b橫梁，橫梁位于貝雷架節(jié)點位置，間距705+705+705+885mm，橫梁上鋪設16b槽鋼，槽向向下，間距190mm，在橋面槽鋼上焊制12mm短鋼筋作為防滑設施。第2章 便橋橋面系計算橋面系計算主要包括橋面縱向分布梁16b及橫向分配梁i20b的計算。根據(jù)上表描述的工況，分別對其計算，以下為計算過程。2.1 混凝土運輸車作用下縱向分布梁計算2.1.1 計算簡圖縱向分布梁支撐在橫向分配梁上，按5跨連續(xù)梁考慮，計算簡圖如下：彎矩最不利位置

7、剪力、支點反力最不利位置2.1.2.計算荷載計算荷載按三種荷載組合分別計算。計算荷載：計算荷載為9m3混凝土運輸車，前軸重由8根槽鋼承擔，每根槽鋼承擔p1=60000/8=7500n，后軸重同樣也由8根槽鋼承擔，每根槽鋼承擔p2=170000/8=21250n2.1.3. 結算結果按上述圖示與荷載，計算縱向分布梁結果如下：mmax=3.1049kn*mqmax=20.797kn16b的截面幾何特性為：i=85.3cm4 w=17.5cm3a=25.1cm2 a0=10*（65-8.5*2）*2=960mm2 max= mmax /w=3.1049106/17.5103=179.5n/ mm21

8、45*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=20.797103/960=21.2n/ mm285 n/ mm22.1.4 支點反力r1=68.3n;r2=76.3n;r3=20930n;r4=2988n;r5=5945n;r6=-527.5n結論：在9m3混凝土運輸車作用下，縱向分布梁采用16b，間距19cm可滿足施工要求！2.2 履帶吊作用下縱向分布梁計算2.2.1. 計算簡圖履帶吊荷載半跨布置時，為最不利荷載，其計算簡圖如下：2.2.2 計算荷載單個履帶板寬度為700mm，按由4根槽鋼承擔考慮，履帶吊按吊重25t，并考慮1.3的沖擊系數(shù)與不均載系數(shù)，荷載q=（55+1

9、5）*1.3*10000/2/4500/4=25.3n/mm2.2.3 計算結果按上述荷載與圖示，計算結果為：mmax=1.539kn*mqmax=11.61kn16b的截面幾何特性為：i=85.3cm4 w=17.5cm3a=25.1cm2 a0=10*（65-8.5*2）*2=960mm2 max= mmax /w=1.539106/17.5103=87.9n/ mm2145*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=11.61103/960=12.1n/ mm285 n/ mm22.2.4. 支點反力r1=406.3n;r2=-2012n;r3=12782n;r4=21

10、328n;r5=19169n;r6=7281n結論：在55t履帶吊吊重25t作用下，縱向分布梁采用16b，間距19cm可滿足施工要求！2.3 分配橫梁的計算2.3.1.計算簡圖分配橫梁按支撐于貝雷架的連續(xù)梁計算，荷載由縱向分布梁傳遞，其計算簡圖如下：2.3.2. 計算荷載分配橫梁的荷載由縱向分布梁傳遞，由計算結果可知，最不利荷載為履帶吊作用時的荷載，p=24363n。2.3.3. 計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：mmax=25.941kn*mqmax=97.669kni20b的截面幾何特性為：i=2500cm4 w=250cm3a=39.5cm2 a0=9*（200-11.4*2

11、）=1595mm2 max= mmax /w=25.941106/250103=103.8n/ mm2145*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=97.669103/1595=61.2n/ mm285 n/ mm2 支點反力r1=-74.688kn r2=142.47kn r3=-3.76kn r4=132.44kn結論：在最不利荷載作用下，分配橫梁采用i20b，間距705*3+885mm可滿足施工要求！30第3章 貝雷架計算貝雷架按12+12+9m為一聯(lián)計算，采用平面桿系結構建模，上下弦桿及豎桿使用梁單元beam3模擬，斜腹桿使用桿單元link1模擬，兩片桁架片之間鉸

12、接，貝雷架的荷載由分配橫梁傳遞，為模擬移動荷載從而找出不利位置，建模時考慮與分配橫梁與縱向分布梁整體建立。3.1 混凝土運輸車作用下貝雷架計算3.1.1最不利荷載位置確定（1）計算模型模型按12+12+9m連續(xù)梁建模，簡圖如下：移動荷載計算建模簡圖（2）計算荷載 由分配橫梁計算結果得到，p1=43231n，p2=p3=20930n。（3）結算結果 由計算結果得到，車頭距梁端7.95米時，距梁端6.65米位置為上下弦桿最不利截面，車頭距梁端12.95米時為端腹桿最不利位置，下圖為截面的位移影響線圖。距梁端6.65米截面位移影響線圖距梁端11.91米截面位移影響線圖3.1.2 最不利位置貝雷架計算

13、模型（1）計算模型模型仍然按12+12+9m連續(xù)梁建模，荷載按上述最不利荷載位置施加，簡圖如下：上下弦桿最不利荷載位置計算簡圖腹桿最不利荷載位置計算簡圖（2）荷載為分配橫梁反力，其值與移動荷載時相同p1=43231n,p2=p3=20930n。3.1.3 最不利荷載位置貝雷架計算結果1、上弦桿計算 mmax=5.35kn*m 對應軸力n=343.9knqmax=49.642knnmax=-343.9kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.95cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.

14、8mm2 (1)強度計算：max= n/a+mmax /w=343.9*1000/2540+5.35106/79.4103=202.8n/ mm2210*1.3=273mpamax= qmax /a0=49.642103/879.8=56.5n/ mm285 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=705/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=16252507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=204.2n/ mm2210*1.3=273mpa2、下弦桿計算 mmax=7.29kn*m 對應軸力

15、n=-191.76knqmax=67.525knnmax=344.12kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.95cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.8mm2 (1)強度計算：max= n/a+mmax /w=191.76*1000/2540+7.29106/79.4103=167.3n/ mm2210*1.3=273mpamax= qmax /a0=67.525103/879.8=76.8n/ mm285 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=70

16、5/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=16252507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=168.9n/ mm2210*1.3=273mpa3、腹桿計算nmax=-213.82kni8的截面幾何特性為：ix=99cm4 wx=25.8cm3 ix=3.21cma=9.58cm2 (1)強度計算：max= n/a =213.82*1000/958=223.2n/ mm2200*1.3=260mpa (2)穩(wěn)定計算(平面外穩(wěn)定因有支撐架，可以不計算穩(wěn)定)：l=1400mm，ix=32.1mm， x=1400/32.1=4

17、3.6，查y=0.885max= n/（x*a ）=213.82*1000/（0.885*958）=252.2n/ mm2200*1.3=260mpa結論：在混凝土運輸車荷載作用下，貝雷架各桿件強度滿足要求。3.2 履帶吊作用下貝雷架計算3.1.1 最不利位置貝雷架計算模型（1）計算模型模型按12+12+9m連續(xù)梁建模，荷載按上述最不利荷載位置施加，簡圖如下：上下弦桿最不利荷載位置計算簡圖腹桿最不利荷載位置計算簡圖（2）最大工況荷載為履帶吊插打鋼護筒，履帶吊自重55t，鋼護筒自重及配件等按15t考慮，并考慮沖擊系數(shù)與不均載系數(shù)1.3，跨中荷載分配比例（全偏載）為0.408：0.173：0.16

18、8：0.251，梁端荷載分配系數(shù)（距一側30cm）為0.508：0：0：0.492跨中布載時最不利的貝雷架分配到的荷載為： q=（55+15）*1.3*10000/4500*0.408=82.51n/mm。梁端布載時最不利的貝雷架分配到的荷載為： q=（55+15）*1.3*10000/4500*0.508=102.73n/mm。3.1.2 最不利荷載位置貝雷架計算結果1、上弦桿計算 mmax=6.399kn*m 對應軸力n=193.03knqmax=71.2knnmax=-523.24kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.9

19、5cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.8mm2 (1)強度計算：wmax= n/a+mmax /w=193.03*1000/2540+6.399106/79.4103=156.6n/ mm2210*1.3=273mpamax= n/a=523.24*1000/2540=206n/ mm2200*1.3=260mpamax= qmax /a0=71.2103/879.8=80.9n/ mm2160 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=705/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=1625

20、2507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=155n/ mm2210*1.3=273mpa2、下弦桿計算 mmax=10.718kn*m 對應軸力n=-272.7knqmax=119.1knnmax=523.36kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.95cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.8mm2 (1)強度計算：max= n/a+mmax /w=272.7*1000/2540+10.718106/79.4103=242.3n/

21、mm2210*1.3=273mpamax= qmax /a0=119.1103/879.8=135.3n/ mm2160 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=705/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=16252507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=240.2n/ mm2210*1.3=273mpa3、腹桿計算nmax=-242.32kni8的截面幾何特性為：ix=99cm4 wx=25.8cm3 ix=3.21cma=9.58cm2 (1)強度計算：max= n/a =242.32*

22、1000/958=252.9n/ mm2200*1.3=260mpa 端腹桿強度不能滿足要求，需對端腹桿加強，加強方式為在工字鋼橫梁上設置支撐桿，支撐桿支撐到上弦桿位置，減小對端腹桿的壓力。3.1.3 腹桿加強后最不利荷載位置貝雷架計算結果 1、腹桿加強示意圖2、上弦桿計算 mmax=6.522kn*m 對應軸力n=189.65knqmax=72.461knnmax=-520.87kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.95cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.8mm2 (1)強

23、度計算：wmax= n/a+mmax /w=189.65*1000/2540+6.522106/79.4103=156.8n/ mm2210*1.3=273mpamax= n/a=523.24*1000/2540=206n/ mm2200*1.3=260mpamax= qmax /a0=72.46103/879.8=82.3n/ mm2160 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=705/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=16252507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=158.3n/

24、mm2210*1.3=273mpa3、下弦桿計算 mmax=11.041kn*m 對應軸力n=-273.2knqmax=122.69knnmax=521kn210的截面幾何特性為：ix=2*198=396cm4 wx=2*39.7=79.4cm3 ix=3.95cma=2*12.7=25.4cm2 a0=2*5.3*（100-8.5*2）=879.8mm2 (1)強度計算：max= n/a+mmax /w=273.2*1000/2540+11.041106/79.4103=246.6n/ mm2210*1.3=273mpamax= qmax /a0=122.69103/879.8=139.5n

25、/ mm2160 n/ mm2(2)穩(wěn)定計算：l=705mm，ix=39.5mm，=705/39.5=18，查x=0.976x=1.0 x=1.05 ncr=16252507max=n/(x*a)+xmmax /（x*wx）/(1-0.8*(n/ncr)=243.2n/ mm2210*1.3=273mpa4、腹桿計算nmax=-158.67kni8的截面幾何特性為：ix=99cm4 wx=25.8cm3 ix=3.21cma=9.58cm2 (1)強度計算：max= n/a =158.67*1000/958=165.6n/ mm2200*1.3=260mpa (2)穩(wěn)定計算(平面外穩(wěn)定因有支撐

26、架，可以不計算穩(wěn)定)：l=1400mm，ix=32.1mm， x=1400/32.1=43.6，查y=0.885max= n/（x*a ）=158.67*1000/（0.885*958）=187.1n/ mm2200*1.3=260mpa 端腹桿強度不能滿足要求，需對端腹桿加強，加強方式為在工字鋼橫梁上設置支撐桿，支撐桿支撐到上弦桿位置，減小對端腹桿的壓力。結論：在履帶吊荷載作用下，貝雷架端部加強后，強度滿足要求。第4章 橫梁及鋼管樁計算3.1.橫梁計算3.1.1 履帶吊工作狀態(tài)偏心15cm1、計算簡圖 2、 計算荷載 計算荷載考慮55t履帶吊重15t工作狀態(tài)下，沖擊系數(shù)與不均載系數(shù)按1.3采

27、用，q=（55+15）*1.3*10000/2/700=650n/mm3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：mmax=86.63kn*mqmax=434kn2i32b的截面幾何特性為：i=11620*2=23240cm4 w=726*2=1452cm3a=73.4*2=146.8cm2 a0=2*11.5*（320-15*2）=6670mm2 max= mmax /w=86.63106/1452103=59.7n/ mm2145*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=434103/6670=65.1n/ mm285 n/ mm2 4、支點反力 r1=453.7

28、8kn r2=191.35kn r3=385.53kn結論：履帶吊在偏心15cm工作狀態(tài)下，橫梁采用2i32b，可滿足施工要求！3.1.2 履帶吊工作狀態(tài)（無偏心）1、計算簡圖 2、 計算荷載 計算荷載取用偏心時計算荷載，q=（55+15）*1.3*10000/2/700=650n/mm3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：mmax=79.76kn*mqmax=399.63kn2i32b的截面幾何特性為：i=11620*2=23240cm4 w=726*2=1452cm3a=73.4*2=146.8cm2 a0=2*11.5*（320-15*2）=6670mm2 max= mmax

29、 /w=79.76106/1452103=55n/ mm2145*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=399.63103/6670=59.9n/ mm285 n/ mm2 4、支點反力 r1=419.41kn r2=191.84kn r3=419.41kn結論：履帶吊在無偏心工作狀態(tài)下，橫梁采用2i32b，可滿足施工要求！3.1.3 履帶吊偏心60cm走行狀態(tài)1、計算簡圖 2、 計算荷載 計算荷載考慮55t履帶吊走行狀態(tài)下，沖擊系數(shù)按1.2采用，q=55*1.2*10000/2/700=471.4n/mm3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：mmax=140

30、.19kn*mqmax=317.45kn2i32b的截面幾何特性為：i=11620*2=23240cm4 w=726*2=1452cm3a=73.4*2=146.8cm2 a0=2*11.5*（320-15*2）=6670mm2 max= mmax /w=140.19106/1452103=96.5n/ mm2145*1.3=188.5 n/ mm2max= qmax /a0=317.45103/6670=47.6n/ mm285 n/ mm2 4、支點反力 r1=337.22kn r2=304.16kn r3=139.24kn結論：履帶吊在偏心60cm走行狀態(tài)下，橫梁采用2i32b，可滿足施工要求！3.1.4 履帶吊走行狀態(tài)（無偏心）1、計算簡圖 2、 計算荷載 計算荷載取用偏心時計算荷載，q=55*1.2*10000/2/700=471.4n/mm 3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：mmax=127.71kn*mqmax=202.58kn2i32b的截面幾何特性為：i=11620*2=23240cm4 w=726*2