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 11.2 工程概況 11.2.1 主要技術參數 11.2.2 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

2、最不利荷載位置確定 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 143.2.1 最不利位置貝雷架計算模型 143.2.2 最不利荷載位置貝雷架計算結果 153.2.3 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 .橫梁方f算 213.1.1 履帶吊工作狀態偏心15cm 213.1.2 履帶吊工作狀態（無偏心） 223.1.3 履帶吊偏心 60cm走行狀態 233.1.4 履帶吊走行狀態（無偏心） 243.1.5 混凝土運輸車偏心 130cm通過狀態 263.1.6 混凝土運輸車無偏

3、心通過狀態 273.2 最不利荷載位置鋼管樁計算結果 283.2.1 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；大洋河大橋全橋總布置圖(修改初步設計)；鐵路橋涵施工規范(TB10203-2002);鋼結構設計規范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

4、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/秒。便橋河段最大洪峰相對應最大流速為 3.55米/ 秒。共統計2005 2009年水文資料。1.3 便橋設計1.3.1 主要技術參數(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 C=R1/6/n=42.04m"2

5、/s流量Q=AGRT=3604.8m3/s>910 m3/s(該河流五年內最大洪峰流量)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9m3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9m3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):9200 rn38001350荷載平面圖P1P2P31111J 1 1/jl138001350荷載立面圖P1=6TP2=P3=17T合計：40T履帶吊架

6、梁時荷載立面及平面如下:履帶吊重50t ,吊重按15t考慮。履帶35每條履帶單位壓力7取“皿(3)鋼彈性模量 Es = 2.1 xl05MPa(4)材料容許應力：U =140MPa U=85MPaL=200MPa J = 120MpaQ235鋼即 l-145MPa,Q345鋼% 】 = 210Mpa,1.3.2 便橋結構便橋采用（12+12+9）*3連續梁結構，便橋基礎采用u 529*10鋼管樁基礎，每墩位設置六根鋼管，樁頂安裝 2132b作為橫梁，梁部采用4根 貝雷架，間距450+2700+450mm貝雷梁上橫向安裝120b橫梁，橫梁位于貝雷架節點位置，間距705+705+705+885mm

7、橫梁上鋪設16b梢鋼，梢向 向下，間距190mm在橋面梢鋼上焊制u 12mms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120b的計算根據上表描述的工況，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. 算簡圖縱向分布梁支撐在橫向分配梁上，按 5跨連續梁考慮，計算簡圖如下:1852.51852.5R1R2R3705705R4885R5705R6705彎矩最不利位1R2705705R3R4R5R6885705705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

8、算荷載：計算荷載為9m3混凝土運輸車，前軸重由8根梢鋼承擔，每根梢鋼承擔P1=60000/8=7500N后軸重同樣也由8根梢鋼承擔，每根梢鋼承擔 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=85.3cm4W=17.5cm3A=25.1c收A0=10*(65-8.5*2 ) *2=960mrrn(Tmah Mmax /W=3.1049 - 106/17.5 - 103=179.5N/ mm2_ 一 =2<145*1.3=188.5 N/ mmrmax=

9、 Qmax/A0=20.797 103/960=21.2N/ mm22<85 N/ mm2.1.4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根梢鋼承擔考慮，履帶吊按吊重25t,并考慮1.3的沖擊系數與不均載系數，荷載q= (55+15) *1.3*10000/2/4500

10、/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=85.3cm4W=17.5cm3A=25.1cM A0=10*(65-8.5*2 ) *2=960mrm(Tmah Mmax /W=1.539 - 106/17.5 - 103=87.9N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mmrmax= Qmax/A0=11.61 103/960=12.1N/ mm22<85 N/ mm2.2.4 .支點反力R1=406.3N;R2=-2012N;R3=12782N;R4=21328N;

11、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梁計算，荷載由縱向分布梁傳遞，其計算簡圖如下：65 1865190 190 1901930190 190 190rrnrm-ppppppppR1 R2R3 R4700.4502700450 700 一2.3.2 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=24363N2.3.3 計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：Mmax=25.941KN*mQ

12、max=97.669KNI20b的截面幾何特性為：I=2500cm4W=250cm 3A=39.5cm2A0=9*(200-11.4*2 ) =1595mmbma尸 Mmax/W=25.941 106/250 - 103=103.8N/ mm22<145*1.3=188.5 N/ mm3 3.2r max= Qmax/A0=97.669，10/1595=61.2N/ mm一 2<85 N/ mm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

13、！第3章貝雷架計算貝雷架按12+12+9m為一聯計算，采用平面桿系結構建模，上下弦桿 及豎桿使用梁單元BEAM膜擬，斜腹桿使用桿單元LINK1模擬，兩片桁 架片之間較接，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。1.1.1 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

14、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P0ST26ANDEC 24 200922:04：35TIME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模型(1)計算模型模型仍然按12+12+9唧1續梁建模，荷載按上述最不利荷載位置施加, 簡圖如下:280038001350P2P1R19011820R2 R3-180-118208820180R6 90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=20930N3.1.3 最不利荷

15、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=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：bmah N/A+MU /W=343.9*1000/2540+5.35 - 106/79.4 103=202.8N/ mm2<210*1.3=273Mparma>= Qmax/A0=49.642 103/879.8=56.5N/ m

16、m2一 2<85 N/ mm(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查 u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( U x*A)+ B xMhax / ( 丫 x*Wx) /(1-0.8*(N/Ncr) 2_=204.2N/ mm <210*1.3=273Mpa2、下弦桿計算Mmax=7.29KN*m對應軸力 N=-191.76KNQmax=67.525KNNmax=344.12KN210的截面幾何特性為：Ix=2*198=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=

17、2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：(rma>= N/A+MU /W=191.76*1000/2540+7.29 - 106/79.4 103=167.3N/ mm2<210*1.3=273Mparmax= Qmax /A0=67.525 103/879.8=76.8N/ mm2一 2<85 N/ mm(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查 u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( U x*A)+ B xMma

18、x / ( 丫 x*Wx) /(1-0.8*(N/Ncr) =168.9N/ mm2<210*1.3=273Mpa3、腹桿計算Nmax=-213.82KNI8的截面幾何特性為：Ix=99cm4Wx=25.8cm 3 ix=3.21cm. 2A=9.58cm(1)強度計算：g max= N/A =213.82*1000/958=223.2N/ mm2<200*1.3=260Mpa(2)穩定計算(平面外穩定因有支撐架，可以不計算穩定)：L=1400mm ix=32.1mm,入 x=1400/32.1=43.6 ,查 U y=0.885(Tma>= N/ (ux*A ) =213.

19、82*1000/ (0.885*958 )=252.2N/ mm2<200*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1.1.2 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連續梁建模，荷載按上述最不利荷載位置施加，簡圖如下:3750450090上下弦桿最不利荷載位置計算簡圖97504500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，并考慮沖擊系數與不均載系數1.3,跨中荷載分配 比例(全偏載)為0.408 : 0.173 : 0.16

20、8 : 0.251 ,梁端荷載分配系數(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=396cm4Wx=2*39.7=79.4

21、cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：(rwma= N/A+MU /W=193.03*1000/2540+6.399 106/79.4 103=156.6N/ mm2<210*1.3=273Mpa(rmax= N/A=523.24*1000/2540=206N/ mm<200*1.3=260Mparmax= Qmax /A0=71.2 103/879.8=80.9N/ mm22<160 N/ mm(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查

22、u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( U x*A)+ B xMhax / ( 丫 x*Wx) /(1-0.8*(N/Ncr) 2=155N/ mm<210*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=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：(rmax= N/A+

23、Mmax /W=272.7*1000/2540+10.718 106/79.4 103=242.3N/ mm2<210*1.3=273MpaT max= Qmax/A0=119.1 - 103/879.8=135.3N/ mm 2<160 N/ mm2(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查 u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max = N/( U x*A)+ B xMmax / ( 丫 x*Wx) /(10.8*(N/NC)=240.2N/ mm2<210*1.3=273Mpa3、腹桿計

24、算Nmax=-242.32KNI8的截面幾何特性為：Ix=99cm4Wx=25.8cm 3ix=3.21cm. 2A=9.58cm(1)強度計算：(T mah N/A =242.32*1000/958=252.9N/ mm2<200*1.3=260Mpa(2)穩定計算(平面外穩定因有支撐架，可以不計算穩定)：L=1400mm ix=32.1mm,入 x=1400/32.1=43.6 ,查 U y=0.885(Tmah N/ (ux*A ) =242.32*1000/ (0.885*958 )=285.8N/ mm2>200*1.3=260Mpa端腹桿強度不能滿足要求，需對端腹桿加強

25、，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120bI2(ib梁端弦桿加強斷面圖II梁端弦桿加強側面圖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=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：(rwma= N/A+MU /W=189.65*

26、1000/2540+6.522 106/79.4 103=156.8N/ mm2<210*1.3=273Mpa= N/A=523.24*1000/25402 =206N/ mm<200*1.3=260Mparma>= Qmax/A0=72.46 103/879.8=82.3N/ mm2<160 N/ mm2(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查 u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( U x*A)+ B xMkax / ( 丫 x*Wx) /(1-0.8*(N/Ncr)=

27、158.3N/ mm2<210*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=396cm4Wx=2*39.7=79.4cm3ix=3.95cmA=2*12.7=25.4cm2A0=2*5.3*(100-8.5*2 ) =879.8mrn(1)強度計算：(Tmax= N/A+Mmax /W=273.2*1000/2540+11.041 106/79.4 103=246.6N/ mm2<210*1.3=273Mparmax= Qmax/A0=122.6

28、9 103/879.8=139.5N/ mm 22<160 N/ mm2(2)穩定計算：L=705mm ix=39.5mm,入=705/39.5=18 ,查 u x=0.9763x=1.0 丫 x=1.05Ncr=16252507(T max=N/( U x*A)+ B xMmax / ( 丫 x*Wx) /(1-0.8*(N/Ncr)=243.2N/ mm2<210*1.3=273Mpa4、腹桿計算Nmax=-158.67KNI8的截面幾何特性為：Ix=99cm4Wx=25.8cm 3ix=3.21cm. 2A=9.58cm(1)強度計算：g ma戶 N/A =158.67*10

29、00/958=165.6N/ mm2<200*1.3=260Mpa(2)穩定計算(平面外穩定因有支撐架，可以不計算穩定)：L=1400mm ix=32.1mm,入 x=1400/32.1=43.6 ,查 U y=0.885(Tmah N/ (ux*A ) =158.67*1000/ (0.885*958 )=187.1N/ mm2<200*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.

30、1.1 履帶吊工作狀態偏心15cm1、計算簡圖q1507007003000700q45027450700450150.1R1R22000八R320002、計算荷載計算荷載考慮55t履帶吊重15t工作狀態下，沖擊系數與不均載系數按 1.3 采用，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：2A=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mmm max= Mmax /W=86.63 106/1452 103

31、=59.7N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mm 2m max= Qmax/A0=434，103/6670=65.1N/ mm22<85 N/ mm4、支點反力R1=453.78KN R2=191.35KN R3=385.53KN結論：履帶吊在偏心15cm工作狀態下，橫梁采用2I32b,可滿足施工 要求!3.1.2 履帶吊工作狀態(無偏心)1、計算簡圖300020002000700450300,7002、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/mm 3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為:Mmax

32、=79.76KN*mQmax=399.63KN 2132b的截面幾何特性為:I=11620*2=23240cm4W=726*2=1452cm 3(320-15*2 ) =6670mmA=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*bma戶 Mmax/W=79.76 - 106/1452 . 103=55N/ mm22<145*1.3=188.5 N/ mmrma>= Qmax/A0=399.63 103/6670=59.9N/ mm22<85 N/ mm4、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下，橫梁

33、采用2132b ,可滿足施工要求!3.1.3 履帶吊偏心60cm走行狀態1、計算簡圖18007001500200020003007002、計算荷載計算荷載考慮55t履帶吊走行狀態下，沖擊系數按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=140.19KN*mQmax=317.45KN2I32b的截面幾何特性為：I=11620*2=23240cm4W=726*2=1452cm 3A=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mm(Tmah Mmax /W=140.19

34、106/1452 103=96.5N/ mm22<145*1.3=188.5 N/ mmrmax= Qmax/A0=317.45 - 103/6670=47.6N/ mm2一 2<85 N/ mm4、支點反力R1=337.22KN R2=304.16KN R3=139.24KN結論：履帶吊在偏心60cm走行狀態下，橫梁采用2I32b,可滿足施工要求！3.1.4 履帶吊走行狀態(無偏心)1、計算簡圖9007001800700900700150R1450qq27)04507002000R2R320002、計算荷載計算荷載取用偏心時計算荷載，q=552、計算荷載計算荷載考慮40t混凝土運

35、輸車通過狀態，安全的考慮該荷載由一個墩位承擔，P=40*10000/2=200000N3、計算結果按上述荷載與計算簡圖計算，計算結果為：Mmax=59.2KN*mQmax=283.52KN 2I32b的截面幾何特性為: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=127.71KN*mQmax=202.58KN 2I32b的截面幾何特性為:I=11620*2=23240cm4W=726*2=1452cm 32A=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mmm max= Mmax/W=127

36、.71m maX= Qmax/A0=202.58 103/6670=30.3N/ mm22<85 N/ mm4、支點反力R1=222.36KN R2=335.9KN R3=222.36KN結論：履帶吊在無偏心走行狀態下，橫梁采用2132b，可滿足施工要求!3.1.5 混凝土運輸車偏心130cm通過狀態1、計算簡圖200020002A=73.4*2=146.8cm2A0=2*11.5*(320-15*2 ) =6670mmm max= Mmax /W=52.2 106/1452 103=36N/ mm2<145*1.3=188.5 N/ mm 2rmax= Qmax/A0=283.52 103/6670=42.5N/ mm22<85 N/ mm4、支點反力R1=303.3KN R2=174.1KNR3=43.3KN結論：混凝土運輸車在偏心130cm