贝雷梁计算书DOC.docx
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贝雷梁计算书DOC
S301城口至巫溪两河口大桥
贝
雷
梁
结
构
计
算
书
重庆群洲实业集团有限公司
2012年9月20日
1、工程概况
两河口大桥位于省道S301城巫路上，巫溪岸与省道201巫恩路相接，城口岸与省道S301城巫路相连，跨越东溪河,桥址比邻西溪河与东溪河的交汇处，交通位置极其重要，是当地的交通生命线。
因原有两河口大桥修建于上世纪70年代，受当时施工条件以及施工设备限制，原两河口大桥桥墩采用明挖扩大基础，以卵石土为持力层，由于河道演变以及水流冲蚀的作用，导致桥墩基础裸露，存在严重的安全隐患，拟在距离既有桥梁下游约300m处新建两河口大桥。
因为东溪河属于山区河流，洪水涨势快，流速快，洪水期间满堂支架阻水面积较大，同时也增加河中漂浮物撞击支架的几率，增加施工风险，为应对河水水位快速涨落以及暴雨期洪水对施工产生的不利影响，因此在浅滩区即城口岸侧的两跨拟采用满堂支架，在河道主槽及巫溪岸采用支墩过河，在支墩上搭设贝雷梁过河，支墩高度应使贝雷梁梁底高过100年一遇洪水位1.2m（100年一遇洪水位为239.26m，支墩顶面高程为240.5m），然后在贝雷梁上架设满堂支架进行现浇。
根据施工的具体措施，支墩采用混凝土桩及利用桥墩桩基。
河道表层为砂砾石，由于时常水流冲蚀、河水搬迁的作用，密实度不能满足现浇支架沉降的要求，因此需要对支架基础进行处理或设计。
对于满堂支架部分，拟采用1.0m厚度的大片块石对河道进行挤压密实，然后采用砂砾等细集料对块石间的空隙进行填充，在片石顶层采用0.2m厚混凝土板式扩大基础，处理范围超过支架宽度上下游各1.0m。
2、计算依据
1）S301城口至巫溪两河口大桥施工图设计文件
2）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
3）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
5）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）
6）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
7）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
8）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）
9）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
10）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
3、主要材料参数及计算工况
施工贝雷梁原则上采用贝雷梁标准构件，杆件尺寸如下：
杆件名
材料
桥断面型式
弦杆
16Mn
］［10
竖杆
16Mn
工8
斜杆
16Mn
工8
主梁桁架构件有：
桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓6种构件组成。
桁架又上、下弦杆，竖杆和斜杆焊接而成。
上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。
桁架的弦杆由两根10号槽钢（背靠背）组合而成，在下弦杆上焊有多块带圆孔的钢板。
在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接的螺栓孔。
在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用的，靠两端的两个孔是节间连接用的。
多排桁架作梁或柱使用时，必须用支撑架加固上下节桁架的接合部。
在下弦杆上，设有4块横梁垫板，其上方有突槽，用以固定横梁在平面上的位置，在下弦杆的端部槽钢的腹板上还设有两个椭圆孔，供连接抗风拉杆使用。
桁架竖杆均用8号工字钢制成，在竖杆靠下弦杆一侧开有一个方孔，它是供横梁夹具固定横梁时使用的。
所有构件均采用工厂加工，现场组装，并有专业施工队伍完成。
钢料采用16锰钢，弹性模量ES=210000MPa；抗拉强度FU=470MPa；屈服强度Fy1=345MPa（厚度小于40mm）；泊松比：
0.3；屈服强度Fy2=325MPa（厚度大于40mm）；
钢料Q235钢，弹性模量ES=206000MPa；抗拉强度FU=375MPa；屈服强度Fy1=235MPa（厚度小于40mm）；泊松比：
0.3；屈服强度Fy2=225MPa（厚度大于40mm）；
钢料Q345钢，弹性模量ES=206000MPa；抗拉强度FU=470MPa；屈服强度Fy1=345MPa（厚度小于40mm）；泊松比：
0.3；屈服强度Fy2=325MPa（厚度大于40mm）。
对部分因受力需要加强的杆件采用贝雷梁的加强构建进行加强，需要加强的主要构件如下：
1）所有腹杆加强为］［10。
2、主弦杆中加强弦杆1加强为双拼槽钢］［16a。
3、主弦杆中加强弦杆2加强为双拼槽钢］［22a。
加强弦杆的位置详施工方案设计图中。
4、主要符号的含义
本施工支架计算中采用的主要符号的含义如下：
Fy：
屈服强度
LCB：
生成最大组合应力比的荷载组合编号
Len：
根据分析模型中的节点局部坐标计算的构件长度
Ly,Lz：
分别为构件绕强轴（局部坐标系y轴）、弱轴（局部坐标系z轴）弯曲的无支撑长度
Lb：
构件受压翼缘横向无支撑长度
Ky,Kz：
分别为构件绕强轴（局部坐标系y轴）、弱轴（局部坐标系z轴）弯曲的有效弯曲长度系数
fa：
构件轴向压应力
fby,fbz：
分别为构件绕强轴、弱轴弯曲的弯曲应力
Pa：
构件轴力（Pa>0：
拉力，Pa<0：
压力）
My,Mz：
分别为构件绕强轴、弱轴的弯矩
Cm：
绕构件强轴的弯矩的弯曲系数
Fa：
构件轴向的容许压应力（容许拉应力）
FBy,FBz：
分别为构件绕强轴、弱轴弯曲的容许弯曲应力
截面积：
横截面面积。
Asy：
单元局部坐标系y轴方向的有效抗剪面积（EffectiveShearArea）。
Asz：
单元局部坐标系z轴方向的有效抗剪面积（EffectiveShearArea）。
Ixx：
对单元局部坐标系x轴的扭转惯性距（TorsionalResistance）。
Iyy：
对单元局部坐标系y轴的惯性距（MomentofInertia）。
Izz：
对单元局部坐标系z轴的惯性距（MomentofInertia）。
Cyp：
沿单元局部坐标系+y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。
Cym：
沿单元局部坐标系-y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。
Czp：
沿单元局部坐标系+z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。
Czm：
沿单元局部坐标系-z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。
Zyy：
对y轴的截面塑性模量。
Zzz：
对z轴的截面塑性模量。
Qyb：
沿单元局部坐标系z轴方向的剪切系数。
Qzb：
沿单元局部坐标系y轴方向的剪切系数。
Peri:
O：
截面外轮廓周长。
Peri:
I：
箱型或管型截面的内轮廓周长。
注：
象H型钢那样没有内部轮廓的截面的Peri:
1值为'0'。
Cent:
y：
从截面最左侧到质心距离。
Cent:
z：
从截面最下端到质心的距离。
y1、z1：
截面左上方最边缘点的y、z坐标。
y2、z2：
截面右上方最边缘点的y、z坐标。
y3、z3：
截面右下方最边缘点的y、z坐标。
y4、z4：
截面左下方最边缘点的y、z坐标。
tf:
构件受压翼缘的厚度。
bf:
构件受压翼缘的宽度。
ry：
对单元局部坐标系y轴的回转半径。
rz：
对单元局部坐标系z轴的回转半径。
J：
截面的扭转惯性距。
5、计算结果
5.1计算模型
支架采用全钢结构，杆件采用梁单元进行模拟，在每榀贝雷梁相接的的节点采用自由度释放的方式模拟绞。
整个结构供节点14963个，梁单元24000个，其中模板单元2544个，结构模型三视图如下：
截面及材料表如下：
梁单元材料表类型-1截面号，截面名称，材料单位体系:
kN,m
__________________________________________________
截面号截面名称材料号名称容重长度面积重量
内部外部
------------------------------------------------------------------------------------------------
1主梁主弦116Mn7.698e+0012.210e+0030.000e+0001.686e+0034.274e+002
3加强腹杆116Mn7.698e+0015.699e+0030.000e+0003.208e+0031.118e+003
6加强弦杆116Mn7.698e+0014.712e+0020.000e+0003.760e+0021.592e+002
7加强弦杆1116Mn7.698e+0012.113e+0010.000e+0002.172e+0011.036e+001
9花架116Mn7.698e+0012.257e+0030.000e+0006.872e+0021.647e+002
4横系梁2Q2357.698e+0011.266e+0030.000e+0001.095e+0034.104e+002
5型钢横梁5Q3457.698e+0014.228e+0020.000e+0007.471e+0025.135e+002
82C32c5Q3457.698e+0012.616e+0020.000e+0003.474e+0021.234e+002
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
合计:
1.261e+0040.000e+0008.168e+0032.927e+003
__________________________________________________________________________________________________
计算供包含如下计算工况：
1）自重恒荷载（D）；
2）现浇混凝土重量恒荷载（D）
3）施工临时荷载恒荷载（D）
4）竖杆自重恒荷载（D）
一个组合，考虑施工为临时荷载，组合系数都取1.0；
自重（1.000）+现浇混凝土重量（1.000）+施工临时荷载（1.000）+竖杆自重（1.000）。
各种荷载计算如下，其中浇筑混凝土的自重采用0.2的动力放大系数。
部位
端部
根部
钢管长度
10.3
11
钢管
竖杆
3.0
3.3
横杆
2.5
2.5
斜杆
0.1
0.1
小计
5.6
5.8
方木
0.1
（以上单位:
kN）
模板
2cm钢板程序自动计算
施工临时恒载
2
（单位:
kN/m2）
施工临时活载
2.5
浇注混凝土
（单位:
kN/m）
悬臂
11.13167
13.358
15
腹板
46.8
56.16
60
顶底板
12.22
14.664
18
动力放大系数
0.2
计算软件采用MIDAS/Civil8.05。
5.2构件应力验算
------------------------------------------------------------------------------------------
MIDAS/Civil–《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》[JTJ025-86]版本号8.0.5
=====================================================================================
*.定义荷载组合和组合系数
--------------------------------------------------------------------------------------
LCBC工况名称（组合系数）+工况名称（组合系数）+工况名称（组合系数）
--------------------------------------------------------------------------------------
11自重（1.000）+现浇混凝土重量（1.000）+施工临时荷载（1.000）
+竖杆自重（1.000）
--------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
MIDAS/Civil–《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》[JTJ025-86]版本号8.0.5
=====================================================================================
*.工程：
两河口施工支架贝雷梁计算
*.单元号=3214,单元类型：
梁单元
*.工况号=1,材料号=1,截面号=1
*.单位体系:
kN,m
*.截面特性:
名称=主梁主弦
截面形状=双拼槽形截面.（组合截面）
截面高=0.100,翼缘宽=0.048,槽背间距=0.080
腹板厚=0.005,翼缘厚=0.009
截面积=2.51180e-003,Asy=1.08800e-003,Asz=1.06000e-003
Ybar=8.80000e-002,Zbar=5.00000e-002,Qyb=4.38301e-003,Qzb=1.15200e-003
Syy=7.86157e-005,Szz=9.77324e-005,Zyy=9.29198e-005,Zzz=1.41971e-004
Iyy=3.93078e-006,Izz=8.60045e-006,Iyz=0.00000e+000
ry=3.95592e-002,rz=5.85151e-002
J=4.62156e-008,Cwp=8.40726e-010
*.强度评价的设计参数
Ly=1.25000e-001,Lz=1.25000e-001,Lu=1.25000e-001
Ky=1.00000e+000,Kz=1.00000e+000
*.材料参数:
Fy=3.45000e+005,Es=2.10000e+008,材料名称=16Mn
*.节点力及弯矩:
轴力Fxx=-1.97709e+001
剪力Fyy=1.08829e+001,Fzz=-7.79722e+001
弯矩My=9.74804e+000,Mz=-1.36036e+000
端弯矩Myi=0.00000e+000,Myj=9.74804e+000（forLb）
Myi=0.00000e+000,Myj=9.74804e+000（forLy）
Mzi=0.00000e+000,Mzj=-1.36036e+000（forLz）
=====================================================================================
[[[*]]]轴向应力验算
=====================================================================================
（）.验算轴向受压构件的长细比（Kl/r）.
λ=Kl/r=3.2<100.0--->O.K.
（）.计算容许压应力（Fa）.
[JTJ025-86表1.2.5]
-.k=1.00（由荷载组合I）.
-.Fa=k*（200/340）*Fy=202941.176KPa.
------------------------------------------------------------------------------------------
MIDAS/Civil–《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》[JTJ025-86]版本号8.0.5
=====================================================================================
（）.计算单元轴向压应力（fa）.
[JTJ025-86表1.2.15-1]
-.fa=Fxx/截面积=7871.223KPa.
（）.验算轴向应力与容许应力比值（fa/Fa）.
fa7871.223
-.----=------------=0.039<1.000--->O.K.
Fa202941.176
（）.验算整体稳定的轴向应力（fa/（Φ1*Fa））.
[JTJ025-86表1.2.16-1]
-.Φ1y=0.897
-.Φ1z=0.900
-.Φ1y<Φ1z
fa
-.-----------=0.043<1.000--->O.K.
（Φ1y*Fa）
=====================================================================================
[[[*]]]验算主轴方向的弯曲应力
=====================================================================================
（）.验算组合构件的宽厚比（BTR）.
[JTJ025-86表1.2.22]
-.BTR=bf/tf=5.65<20.00--->O.K.
（）.验算双拼槽钢截面腹板高厚比（DTR）.
[JTJ025-86表1.2.22]
-.DTR=bf/tf=15.66<50.00--->O.K.
（）.验算容许弯曲应力（FBCy,FBTy）.
[JTJ025-86表1.2.5]
-.k=1.00（由荷载组合I）.
-.FBCy=k*（210/340）*Fy=213088.235KPa.
-.FBTy=k*（210/340）*Fy=213088.235KPa.
（）.计算构件真实弯曲应力（fbcy,fbty）.
-.fbcy=（My*Ccom）/Iyy=-123996.173KPa.
-.fbty=（My*Cten）/Iyy=123996.173KPa.
（）.验算应力比（fbcy/FBCy,fbty/FBTy）.
fbcy123996.173
-.------=------------=0.582<1.000--->O.K.
FBCy213088.235
fbty123996.173
-.------=------------=0.582<1.000--->O.K.
FBTy213088.235
------------------------------------------------------------------------------------------
MIDAS/Civil–《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》[JTJ025-86]版本号8.0.5
=====================================================================================
（）.验算弯曲应力的总稳定性.
[JTJ025-86表1.2.16-2]
-.Φ2y=0.897
[fbtyfbcy]
-.max[-----------------------]=0.649<1.000--->O.K.
[（Φ2y*FBTy）,（Φ2y*FBCy）]
=====================================================================================
[[[*]]]验算绕弱轴的弯曲应力.
=====================================================================================
（）.验算双拼槽钢的宽厚比（BTR）.
[JTJ025-86表1.2.22]
-.BTR=bf/tf=5.65<20.00--->O.K.
（）.验算双拼槽钢截面腹板高厚比（DTR）.
[JTJ025-86表1.2.22]
-.DTR=bf/tf=15.66<50.00--->O.K.
（）.计算容许弯曲应力（FBCz,FBTz）.
[JTJ025-86表1.2.5]
-.k=1.00（由荷载组合I）.
-.FBCz=k*（210/340）*Fz=213088.235KPa.
-.FBTz=k*（210/340）*Fz=213088.235KPa.
（）.计算构件真实弯曲应力（fbcz,fbtz）.
-.fbcz=（Mz*Ccom）/Izz=-13919.204KPa.
-.fbtz=（Mz*Cten）/Izz=13919.204KPa.
（）.验算应力比（fbcz/Fbcz,fbtz/FBTz）.
fbcz13919.204
-.------=------------=0.065<1.000--->O.K.
FBCz213088.235
fbtz13919.204
-.------=------------=0.065<1.000--->O.K.
FBTz213088.235
（）.验算弯曲应力的总稳定性.
[JTJ025-86表1.2.16-2]
-.Φ2z=0.900
[fbtzfbcz]
-.max[-----
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