贝雷梁支架计算书.docx

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贝雷梁支架计算书

西山漾大桥贝雷梁支架计算书

1.设计依据

设计图纸及相关设计文件

《贝雷梁设计参数》

《钢结构设计规范》

《公路桥涵设计规范》

《装配式公路钢桥多用途使用手册》

《路桥施工计算手册》

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

2.支架布置图

在承台外侧设置钢管桩φ609×14mm，每侧承台2根，布置形式如下：

钢管桩与承台上方设置400*200*21*13的双拼H型钢连成整体。

下横梁上方设置贝雷梁，贝雷梁采用33排单层321标准型贝雷片，贝雷片横向布置间距为450mm。

贝雷梁上设置上横梁，采用20#槽钢@600mm。

于上横梁上设置满堂支架。

支架采用钢管式支架，箱梁两端实心部分采用100×100方木支撑，立杆为450×450mm；并在立杆底部设二个倒拔塞便于拆模。

箱梁腹板下立杆采用600（横向）×300mm（纵向）布置。

横杆步距为1.2m，（其它空心部位立杆采用600（横向）×600mm（纵向）布置）。

内模板支架立杆为750（横向）×750mm（纵向）布置。

横杆步距为≤1.5m。

箱梁的模板采用方木与夹板组合；两端实心及腹板部位下设100*100mm方木间距为250mm。

翼板及其它空心部位设50*100mm方木间距为250mm。

内模板采用50*100mm方木间距为250mm。

夹板均采用1220*2440*15mm的竹夹板。

具体布置见下图：

3.材料设计参数

3.1.竹胶板：

规格1220×2440×15mm

根据《竹编胶合板国家标准》（GB/T13123-2003），现场采用15mm厚光面竹胶板为Ⅱ类一等品，静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度取

。

3.2.木材

100×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

3.3.型钢

Q235，钢容许应力：

轴向应力[σ]=135MPa，弯曲应力[σw]=140MPa，剪应力[τ]=80MPa，弹性模量E=2.0×105N/mm2。

3.4.贝雷梁

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

3578.5

250497.2

526044.12

加强

7699.1

577434.4

1212612.24

双排单层

不加强

7157.1

500994.4

1052088.24

加强

15398.3

1154868.8

2425224.48

三排单层

不加强

10735.6

751491.6

1578132.36

加强

23097.4

1732303.2

3637836.72

双排双层

不加强

14817.9

2148588.8

4512036.48

加强

30641.7

4596255.2

9652135.92

三排双层

不加强

22226.8

3222883.2

6768054.72

加强

45962.6

6894390

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）

788.2

1576.4

2246.4

3265.4

4653.2

剪力（KN）

245.2

490.5

698.9

490.5

698.9

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）

1687.5

3375

4809.4

6750

9618.8

剪力（KN）

245.2

490.5

698.9

490.5

698.9

4.强度验算

4.1.翼板分析

4.1.1.底模板计算：

4.1.1.1.竹胶板技术指标以及力学性能：

根据《竹编胶合板国家标准》（GB/T13123-2003），现场采用15mm厚光面竹胶板为Ⅱ类一等品，静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度取

。

由于翼板处方木按中心间距25cm横向布设，实际计算考虑方木实体宽度5cm，即模板计算跨径取：

；

又模板单位宽（1m）面板截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.1.1.1.

荷载计算：

a.钢筋砼自重取26KN/m3，即砼产生的面荷载：

q1=[（0.2+0.55）/2*2+0.2*0.50]*26/2.5*1.2＝10.608KN/m2；

b.竹胶板自重产生的荷载：

q2=0.015×10=0.15KN/m2；

c.施工人活载：

q3=2.5KN/m2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：

q4=2.0KN/m2；

则取1m宽分析线荷载为：

q强=10.608+0.15+2.5+2.0＝15.258KN/m

q刚=10.608+0.15＝10.758KN/m

4.1.1.1.2.受力分析：

按三跨0.20m连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

翼板处模板强度、刚度均满足要求。

4.1.1.2.翼板处底模下方木检算：

4.1.1.2.1.方木技术指标以及力学性能：

底模下统一采用50×100mm的方木。

依三跨0.6m连续梁计算方木强度、剪力及挠度：

50×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

又方木的截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.1.2.2.荷载计算：

由上一节模板分析可知转递到方木的面荷载如下（由于方木自身重相对较小，故不予计算）：

q强=10.608+0.15+2.5+2.0＝15.258KN/m2

q刚=10.608+0.15＝10.758KN/m2

又方木的中心间距为：

0.6m，故线荷载为：

q强=15.258×0.6=9.155KN/m

q刚=10.758×0.6=6.455KN/m

4.1.1.2.3.受力分析：

由于方木下面分配梁按0.6m间距布置，故方木建模按三跨0.60m连续梁分析如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

方木的强度、刚度均满足要求。

4.1.2.箱梁腹段计算（按最大荷载截面高度3.1m计算）

根据连续箱梁设计图选出截面为最不利截面。

选取荷载最大的边腹板下位置按一次浇注荷载进行模板、方木计算分析；

4.1.2.1.底模计算：

4.1.2.1.1.竹胶板技术指标以及力学性能：

静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度：

。

由于外底模方木按中心间距为25cm横向布设，考虑其本身的10cm实体尺寸，即模板计算跨径取：

；

又模板单位宽（0.5m）面板截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.2.1.2.荷载计算：

对于箱梁底部的模板荷载分析，按实腹板处的模板下方木间距均为0.25m，按最不利情况分析，取实腹板处底模板进行分析；荷载分析如下：

（腹板截面为500mm）

a.钢筋砼自重取26KN/m3，即砼产生的面荷载：

q1=1.2*3.1*26*0.5＝48.36KN/m；

b.竹胶板自重产生的荷载：

q2=0.015*10*0.5=0.075KN/m；

c.施工人活载：

q3=2.5*0.5＝1.25KN/m；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：

q4=2.0*0.5＝1KN/m；

则q强=48.36+0.075+1.25+1＝50.685KN/m

q刚=48.36+0.075＝48.435KN/m

4.1.2.1.3.受力分析：

腹板底板按三跨0.15m连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

实腹板处模板强度、刚度均满足要求。

4.1.2.2.底模下方木检算：

4.1.2.2.1.方木技术指标以及力学性能：

底模下统一采用100×100mm的方木，按支架间距三跨0.6m连续梁计算；

100×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

又方木的截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.2.2.2.荷载计算：

底模板分析可知转递到方木的面荷载如下（由于方木自身重相对较小，故不予计算）：

腹板处:

q强=48.36+0.075+1.25+1＝50.685KN/m

q刚=48.36+0.075＝48.435KN/m

又因方木在支架的中心间距为：

0.6m，故线荷载为：

q强=50.685×0.6=30.411KN/m

q刚=48.435×0.6=29.061KN/m

4.1.2.2.3.受力分析：

同样根据前面荷载分析情况分如下两种情况：

实腹板处：

按纵向方木在支架下的受力点按0.6m间距布置，故方木建模按三跨0.60m连续梁分析如下

：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

故实腹板处的方木的强度、刚度均满足要求。

4.1.3.空心段箱梁截面计算分析

4.1.3.1.底模计算：

4.1.3.1.1.竹胶板技术指标以及力学性能：

静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度：

。

由于除翼板外底模方木按中心间距为25cm横向布设，考虑其本身的5cm实体尺寸，即模板计算跨径取：

；

又模板单位宽（1m）面板截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.3.1.2.荷载计算：

对于箱梁底部的模板荷载分析，空腹板的模板下方木间距均为0.25m，荷载分析如下：

钢筋混凝土荷载设计值q1=1.2（分项系数）×170.66/7.79（截面底宽）=26.29KN/m；

钢筋砼自重取26KN/m3，（分项系数）1.2即砼产生的面荷载：

q1=0.22*2*26*1.2＝13.728KN/m2；

b.竹胶板自重产生的荷载：

q2=0.015×10=0.15KN/m2；

c.施工人活载：

q3=2.5KN/m2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：

q4=2.0KN/m2；

则取1m宽分析线荷载为：

q强=13.728+0.15+2.5+2.0＝18.378KN/m

q刚=13.728+0.15＝13.878KN/m

、受力分析：

按三跨0.20m连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

空腹板处模板强度、刚度均满足要求。

4.1.3.2.底模下方木检算：

4.1.3.2.1.方木技术指标以及力学性能：

底模下统一采用50×100mm的方木。

按三跨0.6m连续梁计算。

50×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

又方木的截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.3.2.2.荷载计算：

方木的面荷载如下（由于方木自身重相对较小，故不予计算）：

空腔腹板处：

q强=13.728+0.15+2.5+2.0＝18.378KN/m2

q刚=13.728+0.15＝13.878KN/m2

又此时方木的中心间距为：

0.6m，故线荷载为：

q强=18.378×0.6=11.03KN/m

q刚=13.878×0.6=8.327KN/m

、受力分析：

空腔腹板处：

按方木下面分配梁按0.6m间距布置，故方木建模按三跨0.6m连续梁分析如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

故空腔腹板处的方木的强度、刚度均满足要求。

4.1.4.实心端箱梁截面计算分析

选取荷载最大的实心端箱梁截面4m高度的位置按一次浇注荷载进行模板、方木、计算分析；

4.1.4.1.底模计算：

4.1.4.1.1.竹胶板技术指标以及力学性能：

静弯曲强度≥50MPa，弹性模量E≥5×103MPa；密度：

。

由于外底模方木按中心间距为25cm横向布设，考虑其本身的10cm实体尺寸，即模板计算跨径取：

；

又模板单位宽（1m）面板截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.4.1.2.荷载计算：

对于箱梁底部的模板荷载分析，按模板下方木间距均为0.25m，按最不利情况分析，取实心端部箱梁4m截面的底模板进行分析；荷载分析如下：

a.钢筋砼自重取26KN/m3，即砼产生的面荷载：

q1=1.2*4*26＝124.8KN/m2；

b.竹胶板自重产生的荷载：

q2=0.015*10＝0.15KN/m2；

c.施工人活载：

q3=2.5KN/m2；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：

q4=2.0KN/m2；

则q强=124.8+0.15+2.5+2＝129.45KN/m

q刚=124.8+0.15＝124.95KN/m

4.1.4.1.3.受力分析：

腹板底板按三跨0.15m连续梁建模计算模板强度及刚度：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

箱梁实心端处模板强度、刚度均满足要求。

4.1.4.2.底模下方木检算：

4.1.4.2.1.方木技术指标以及力学性能：

底模下统一采用100×100mm的方木，按支架间距三跨0.5m连续梁计算；

100×100mm的方木为针叶材，A-2类，方木的力学性能指标按"公路桥涵钢结构及木结构设计规范"中的A-2类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σw]=13*0.9=11.7MPa

E=10×103×0.9=9×103MPa

[τ]=1.4×0.9＝1.26MPa

又方木的截面参数：

惯性矩：

截面抵抗矩：

4.1.4.2.2.荷载计算：

底模板分析可知转递到方木的面荷载如下（由于方木自身重相对较小，故不予计算）：

则q强=124.8+0.15+2.5+2＝129.45KN/m

q刚=124.8+0.15＝124.95KN/m

又因方木在支架的中心间距为：

0.5m，故线荷载为：

q强=129.45×0.5=64.725KN/m

q刚=124.95×

4.1.4.2.3.受力分析：

同样根据前面荷载分析情况分如下两种情况：

实腹板处：

按纵向方木在支架下的受力点按0.5m间距布置，故方木建模按三跨0.50m连续梁分析如下：

强度分析：

，满足要求

刚度分析：

故实心端的方木的强度、刚度均满足要求

4.1.5.Φ48*3mm钢管支架检算：

（按截面高度3.1m计算）

4.1.5.1.小横杆计算

箱梁腹板立杆立杆纵向间距为600mm，横向间距为300mm，步距为1200mm。

在顺桥向腹板下的混凝土重量为：

钢筋砼自重取26KN/m3，即砼产生的面荷载：

g1=3.1*26*0.5*0.6*1.2＝29.016KN/m；

b.竹胶板自重产生的荷载：

g2=0.015*10*0.5*0.6=0.045KN/m；

c.施工人活载：

g3=2.5*0.5*0.6＝0.75KN/m；

d.砼倾倒、振捣砼产生的荷载：

g4=2.0*0.5*0.6＝0.6KN/m；

则g=29.016+0.045+0.75+0.6＝30.411KN/m

弯曲强度：

抗弯刚度：

4.1.5.2.大横杆计算

立柱纵向间距为0.6m，即l2=0.6m,按三跨连续梁进行计算，由小横杆传递有集中力F＝30.411*0.3＝9.123KN；

最大弯距：

弯曲强度：

不能满足要求，在腹板位置时采用双横杆加固。

挠度：

4.1.5.3.立杆计算：

立杆承受由大横杆传递的荷载，因此N＝9.123KN，大横杆步距为1.2m，长细比λ＝l/i=1200/15.95=75,查附录三，得

＝0.75。

因N＜[N]，满足要求

④、扣件抗滑力计算

因R＝9.123KN>RC＝8.5KN，不能满足抗滑要求，所以在腹板位置时采用双扣件加固。

4.2.贝雷梁验算

（1）、16.5m跨度的贝雷片验算

选取16.5m的贝雷片跨度进行验算。

竖向荷载取上述支架所得最大反力18KN，并按照支架实际位置进行加载。

贝雷片横向间距取0.50m（16m/32）,共布设贝雷片33个。

作用于贝雷片的集中荷载取支架支座反力一半。

取单片贝雷片进行计算，计算模型取单跨简支梁结构，所受荷载为均布荷载。

本计算按最不利因素考虑，取第四跨进行验算。

受力简图

验算强度

贝雷片力学性能为：

I=250500cm4

W=3578.5cm3

[M]=788.2KN·m

[Q]=245.2KN

箱梁梁体顺线路方向每延米钢筋砼自重为：

9.8×1×26（C40钢筋混凝土自重）=254.8KN。

顺线路方向每延米宽跨中最大弯矩计算公式如下:

其中，M--贝雷梁计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度:

l=16500mm；

q--作用在贝雷梁上的压力线荷载，它包括:

钢筋混凝土荷载设计值q1=1.2（分项系数）×254.8=305.76KN/m；

倾倒混凝土荷载设计值q2=1.4×2.00×1=2.8KN/m；

振捣混凝土荷载设计值q3=1.4×2.00×1=2.8KN/m；

施工活荷载设计值q4=1.4×2.5×1=3.5KN/m；

模板及支架（含内模）荷载设计值q5=1.2×5.5×1=6.6KN/m

20#槽钢自重荷载q6＝25.777×18×28×10-3×10/16.5＝7.87KN/m

贝雷梁自重荷载q7=300×5.5×33×10-3×10/16.5=33KN/m

q=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7=305.76+2.8+2.8+3.5+6.6+7.87+33=362.33KN/m；

①、纵梁最大弯距

单片贝雷片最大承受弯矩：

满足要求。

②、纵梁最大剪力

1支点：

Qmax=362.33×16.5/2=2989.22KN1、2支点相同。

单片贝雷片容许剪力：

1支点：

Q=2989.22/33=90.58KN＜[Q]=245.2KN

满足要求。

③、挠度验算

⑴、AB跨16.5m贝雷纵梁最大挠度

[f]=L/400=1650/400=4.125cm

fmax＜[f]

满足规范要求

（2）单片贝雷片最不利荷载计算

根据桥的横断面图，在第四跨（P3-P4）跨的侧腹板下第三组贝雷片承受正上方的混凝土面积最大，荷载最大，处在最不利荷载位置。

此贝雷梁由三片贝雷片组合而成，如下图所示：

此贝雷梁由三片贝雷片组合而成，现对此三片贝雷片进行验算。

贝雷梁上部腹板宽0.5m，按最大受力处2.45m，计算。

2.45m处混凝土荷载为q1=2.45×0.5×2.6×10=31.85KN

倾倒混凝土荷载设计值q2=1.4×2.00×0.5=1.4KN/m；

振捣混凝土荷载设计值q3=1.4×2.00×0.5=1.4KN/m；

施工活荷载设计值q4=1.4×2.5×0.5=1.75KN/m；

模板及支架（含内模）荷载设计值q5=1.2×5.5×0.5=3.3KN/m

20#槽钢自重荷载q6＝25.777×0.5×28×10-3×10/16.5＝2.18KN/m

贝雷梁自重荷载q7=300×5.5×3×10-3×10/16.5=3KN/m

2.45m处总荷载

q=1.2q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7=1.2*31.85+1.4+1.4+1.75+3.3+2.18+3=51.25KN/m；

计算模型如下

通过结构力学求解器计算结果如下：

杆端位移值（乘子=1）

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

----------------------------------------------------------------------------------

单元码u-水平位移v-竖直位移-转角u-水平位移v-竖直位移-转角

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.000000000.00000000-0.005529820.000000000.000000000.00552982

-----------------------------------------------------------------------------------------------

内力计算

杆端内力值（乘子=1）

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

----------------------------------------------------------------------------------

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.00000000422.800000.000000000.00000000-422.800000.00000000

计算剪力结果图如下：

计算弯矩结果图如下：

①、纵梁最大弯距

单片贝雷片最大承受弯矩：

满足要求。

②、纵梁最大剪力

A支点：

Qmax=51.25*16.5/2=422.81KN1、2支点相同。

单片贝雷片容许剪力：

A支点：

Q=422.81/3=140.94KN＜[Q]=245.2KN

满足要求。

③、挠度验算

⑴、AB跨16.5m贝雷纵梁最大挠度

[f]=L/400=1650/400=4.125cm

fmax＜[f]

满足规范要求

3、中跨2*13.5m贝雷梁检算

P4-P5跨箱梁跨度为30m，普通贝雷架的挠度不能满足要求，所以在P4-P5跨中设置钢管桩一排。

钢管桩采用φ609（δ=14mm）长度为25m。

根据以上数据，钢管桩平台主要承重包含贝雷梁上部所有恒载及动载。

计算30m跨箱梁总体积为358m3，30m跨主要承重如下：

P4-P5跨箱梁梁体顺