贝雷梁支架受力计算

贝雷梁支架受力计算 团结河、九圩港均采用下承式贝雷梁支架搭设钢便桥，贝雷梁受力参数如下表 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             一、团结河 团结河搭设12×15×12米3跨钢便桥，总跨度39米，桥面宽度4.2米，采用三排单层加强型结构，设计荷载为汽-20，验算荷载为100t，河中基础采用6根Φ630mm钢管桩贯入河床底，桥台采用C20砼倒T型桥台，桥台基础尺寸为6×5.95×1m，上部尺寸为5.95×1×5m（如图）。 图一 团结河便桥 1 荷载计算 当车辆行驶到桥梁中心时，车辆重心与桥梁重心重合，则贝雷梁承受最大弯矩MMax活（如图一），钢便桥自重为q=6×1.4KN/m=8.4KN/m，产生静弯矩M静，则钢便桥最大弯矩为 MMax=MMax活+M静= P1×L1＋P2×L2＋P3×L3＋P4×L4+q×L2÷8=250×1.9+250×2.5+250×2.5+250×1.9+8.4×142÷8=2406（KN·m） 当车在该跨同一端时，主梁将承受最大剪力，则有最大剪力QMax QMax=QMax活+Q静=P×（L-3.2）÷L+q×L÷2=100×10×（14-3.2）÷14+8.4×14÷2=830（KN） 取安全系数=1.3，与桁杆内力容许表比较得 M容许=4809.4 KN·m >1.3 MMax=3127.8 KN·m，弯矩满足受力要求。 Q容许=698.9KN<1.3 QMax=1079KN，剪力不满足要求，所以在支撑处必须用双竖杆，而且竖杆杆件不得变形最好予以加强，此时，再考虑到双层的斜杆数量比单层多一倍，剪力抵抗能力应当提高一倍，即 2×Q容许=2×698.9KN=1397.8>1.3 QMax=1079KN，通过加强后剪力满足受力要求。 2 基础稳定性验算 2.1钢管柱贯入深度 序号 项目 备注 1 土层侧摩阻力   1.1 土层数 1 2   1.2 各土层与桩壁的极限摩阻力qik（kPa） 10.00 30.00   1.3 地面线以下各土层厚度li（m） 1.00 4.00   1.4 各土层摩阻力U*τi*li（kN） 19.79 237.50   2 单桩轴向受压容许承载力[P]计算   2.1 桩径d（m） 0.63   2.2 桩成孔直径增大值 0.00   2.3 桩尖处土的容许承载力［σ0］（kPa） 200.00   2.4 清底系数 m0 0.80   2.5 修正系数 λ 0.90   2.6 桩尖以上土的容重 r2（KN/m3） 19.00   2.7 地面土容许承载力随深度的修正系数 k2 5.00   2.8 桩在地面线或开挖线以下的有效长度l(m) 4.00   2.9 桩尖的埋置深度h（m） 4.00   2.10 桩的周长 U（m） 1.98   2.11 桩底横截面积 A（m2） 0.31   2.12 桩尖处土的极限承载力σR（kPa） 424.80   2.13 单桩轴向受压容许承载力［P］（kN） 165.17   3 单桩桩底所受全部荷载V计算   3.1 单根柱（桩）顶竖向力（kN） 140.00   3.2 柱径（m） 0.63   3.3 柱高（m） 1.00   3.4 地面线或开挖线以下的桩长（m） 4.00   3.5 单根柱的自重（kN） 7.79   3.6 地面线以下单根桩的自重（kN） 15.59   3.7 单桩桩底所受全部竖向荷载V（kN） 163.38   4 桩长（m） 4               2.2钢管桩入土承载力计算 设计每根桩承载力为140KN，6根桩的承载总重为840 KN。 桩的容许承载力[P]的盖尔谢万诺夫计算公式为： 根据桩的设计承载力P计算控制贯入度e: 式中：[P]—桩的垂直容许承载力（KN） P—桩的设计承载力（KN），取140 KN m—安全系数，临时建筑取1.5，永久建筑取2，取1.5 A—桩身截面积（cm2），取A＝ e—最终贯入度（cm/击） n—系数，取0.15 E—一次锤击能量，E＝QH Q—锤的冲击部分重力（KN），取2.5 KN q—桩、桩帽及锤的非冲击部分重力（KN），取0.95 KN K—恢复系数，取K2=0.2 H—落锤高度，取H =400cm 将以上取值代入贯入度计算公式得：e=4.01cm/击 取e＝2.0cm/击，将以上取值代入桩的容许承载力[P]的盖尔谢万诺夫计算公式得： [P]＝204 KN＞140 KN    可以！ 6根桩总的容许承载力可达到204×6＝1224 KN。 2.3桥台抗倾覆性验算 填土高度6.5米，土壤容重=18KN/m3，主动土压力系数=1/3，土压力呈三角形分布，顶部压强为0，底部压强=18×6.5÷3=39（KPa），则每延米的土侧压力f=39×5÷2=97.5KN/m，车辆对桥台的冲击力系数取车重的0.5，即行车冲击力为F2=0.5×100×10KN=500KN。 则M倾=F2×H+f×H2÷8=500×6.5+97.5×62÷8×5.95=5860.5（KN·m） Q倾=F2+f×H÷2=500+97.5×6.5÷2=816.9（KN） 桥台自重加填土重量G=（5.95×1×6.5+5.95×6×1+3.5×5×0.2÷2×2）×2.4×10+3.5×5.95×6.5×1.8×10=4305.5（KN）。假定桥台和土的重心在桥台基础尺寸的中心，即L=3m。 则M稳=G×L=4305.5×3=12916.5（KN·m） 取C20砼的抗剪强度为其抗压强度的0.07，则Q容许=20×103×0.07=1400（KN） 安全系数为1.3，则 M稳=12916.5KN·m> 1.3M倾=1.3×4140.6=5382.8KN·m，满足要求。 Q容许=1400KN> 1.3Q倾=1.3×816.9=1062KN，满足要求。 二、九圩港 九圩港搭设24×24×24×24×24米5跨钢便桥，总跨度120米，桥面宽度4.2米，采用三排单层加强型结构，设计荷载为汽-15，验算荷载为50t，河中基础采用4根Φ630mm钢管桩贯入河床底，桥台采用C20砼倒T型桥台，桥台基础尺寸为6×5.95×1m，上部尺寸为5.95×1×5m（如图二）。 1 荷载计算 当车辆行驶到桥梁中心时，车辆重心与桥梁重心重合，则贝雷梁承受最大弯矩MMax活（如图二），钢便桥自重为q=6×1.4KN/m=8.4KN/m，产生静弯矩M静，则钢便桥最大弯矩为 图二 九圩港便桥 MMax=MMax活+M静= P1×L1＋P2×L2＋P3×L3 +q×L2÷8=170×4.7+170×5.3+170×4.7+8.4×232÷8=3054.5（KN·m） 当车在该跨同一端时，主梁将承受最大剪力，则有最大剪力QMax QMax=QMax活+Q静=P×（L-2.1）÷L+q×L÷2=50×10×（23-2.1）÷23+8.4×23÷2=551（KN） 取安全系数=1.3，与桁杆内力容许表比较得 M容许=4809.4 KN·m >1.3 MMax=3970.9 KN·m，弯矩满足受力要求。 Q容许=698.9KN<1.3 QMax=716.3KN，剪力不满足要求，所以在支撑处必须用双竖杆，而且竖杆杆件不得变形最好予以加强，此时，再考虑到双层的斜杆数量比单层多一倍，剪力抵抗能力应当提高一倍，即 2×Q容许=2×698.9KN=1397.8KN>1.3 QMax=716.3KN，通过加强后剪力满足受力要求。 2 基础稳定性验算 2.1钢管柱贯入深度 序号 项目 备注 1 土层侧摩阻力   1.1 土层数 1 2   1.2 各土层与桩壁的极限摩阻力qik（kPa） 10.00 30.00   1.3 地面线以下各土层厚度li（m） 1.00 4.00   1.4 各土层摩阻力U*τi*li（kN） 19.79 237.50   2 单桩轴向受压容许承载力[P]计算   2.1 桩径d（m） 0.63   2.2 桩成孔直径增大值 0.00   2.3 桩尖处土的容许承载力［σ0］（kPa） 200.00   2.4 清底系数 m0 0.80   2.5 修正系数 λ 0.90   2.6 桩尖以上土的容重 r2（KN/m3） 18.00   2.7 地面土容许承载力随深度的修正系数 k2 5.00   2.8 桩在地面线或开挖线以下的有效长度l(m) 4.00   2.9 桩尖的埋置深度h（m） 4.00   2.10 桩的周长 U（m） 1.98   2.11 桩底横截面积 A（m2） 0.31   2.12 桩尖处土的极限承载力σR（kPa） 417.60   2.13 单桩轴向受压容许承载力［P］（kN） 164.05   3 单桩桩底所受全部荷载V计算   3.1 单根柱（桩）顶竖向力（kN） 140.00   3.2 柱径（m） 0.63   3.3 柱高（m） 1.00   3.4 地面线或开挖线以下的桩长（m） 4.00   3.5 单根柱的自重（kN） 7.79   3.6 地面线以下单根桩的自重（kN） 15.59   3.7 单桩桩底所受全部竖向荷载V（kN） 163.38   4 桩长（m） 4               2.2钢管桩入土承载力计算 设计每根桩承载力为140KN，4根桩的承载总重为560 KN。 桩的容许承载力[P]的盖尔谢万诺夫计算公式为： 根据桩的设计承载力P计算控制贯入度e: 式中：[P]—桩的垂直容许承载力（KN） P—桩的设计承载力（KN），取140 KN m—安全系数，临时建筑取1.5，永久建筑取2，取1.5 A—桩身截面积（cm2），取A＝ e—最终贯入度（cm/击） n—系数，取0.15 E—一次锤击能量，E＝QH Q—锤的冲击部分重力（KN），取2.5 KN q—桩、桩帽及锤的非冲击部分重力（KN），取0.95 KN K—恢复系数，取K2=0.2 H—落锤高度，取H =400cm 将以上取值代入贯入度计算公式得：e=4.01cm/击 取e＝2.0cm/击，将以上取值代入桩的容许承载力[P]的盖尔谢万诺夫计算公式得： [P]＝204 KN＞140 KN    可以！ 6根桩总的容许承载力可达到204×4＝816 KN。 2.3桥台抗倾覆性验算 填土高度6.5米，土壤容重=18KN/m3，主动土压力系数=1/3，土压力呈三角形分布，顶部压强为0，底部压强=18×6.5÷3=39（KPa），则每延米的土侧压力f=39×5÷2=97.5KN/m，车辆对桥台的冲击力系数取车重的0.5，即行车冲击力为F2=0.5×100×10KN=500KN。 则M倾=F2×H+f×H2÷8=500×6.5+97.5×62÷8×5.95=5860.5（KN·m） Q倾=F2+f×H÷2=500+97.5×6.5÷2=816.9（KN） 桥台自重加填土重量G=（5.95×1×6.5+5.95×6×1+3.5×5×0.2÷2×2）×2.4×10+3.5×5.95×6.5×1.8×10=4305.5（KN）。假定桥台和土的重心在桥台基础尺寸的中心，即L=3m。 则M稳=G×L=4305.5×3=12916.5（KN·m）