简支箱梁贝雷支架现浇施工方案计算书
简支箱梁贝雷支架现浇施工方案计算书一、工程概况为加快现浇简支箱梁施工进度，确保施工工期，施工单位决定增加2套贝雷支架和1套箱梁模板，进行现浇简支箱梁的施工。计划采用贝雷支架进行箱梁现浇的桥梁孔跨位置见下表：表1 计划采用贝雷支架的桥梁孔跨序号桥梁名称制梁位置孔跨数备注1东边山大桥全桥2孔24m梁，2孔32m梁梁高3.05m2陈福湾1大桥全桥1孔24m梁，9孔32m梁梁高3.05m合计3孔24m梁，11孔32m梁贝雷支架现浇梁施工就是用贝雷片组装成箱梁施工的支撑平台，在贝雷架上进行箱梁模板安装、模板预压、钢筋安装、砼浇注、预应力初张拉等施工项目。它与移动模架的区别在于，支撑系统与模板系统是分离的，且没有液压和走行系统。贝雷支架经受力检算后，必须能满足制梁过程的各种荷载及形变。二、贝雷支架施工方案介绍针对最不利的墩高19.5m，跨度32m的梁，设计两种方案。这里对这两种方案进行检算。方案1的贝雷支架布置图见图1、图2。图2 32m现浇梁现浇支架横向布置（方案1）方案2的贝雷支架布置图见图3、图4。图3 方案2中的贝雷梁纵桥向布置图4 方案2中的贝雷梁横桥向布置三、贝雷支架施工计算内容1、贝雷梁强度、位移计算2、立柱强度、稳定计算3、立柱基础即承台抗剪切破坏检算4、横梁计算四、贝雷支架施工计算（一）荷载分析1、箱梁自重32m梁体混凝土用量为334.5m3，容重按2.6t/m3计，则梁体重量为870t。2、箱梁内外模板重量根据现浇箱梁定型模板图按150t考虑，呈均布荷载形式布置在底板上面。3、人、机、料及施工附加荷载人、机、料及其他施工附加荷载取4.5kN/m2。（二）方案1的贝雷梁及立柱承载能力计算1、腹板正下方贝雷梁计算将混凝土的重量考虑1.1倍的增大系数，人、机、料及其他施工附加荷载按箱梁底宽5m考虑，则每延米的荷载集度为：所以参与计算的作用于支架上的荷载实际为：为安全计，假定半个箱梁的重量及施工机具、模板重量均由腹板正下方的6片贝雷梁承受。共6片，分2组，每组承受折算到两排，则为60.3kN/m，贝雷梁每延米自重（双层双排）5.8kN/m，贝雷梁的计算跨度为27m，则跨中的最大弯矩为：剪力为：最大弹性挠度：非弹性挠度估计为：总挠度：49.8mm+17.2mm=67mm。双片双层贝雷梁普通型的承载能力：弯矩3265.4，剪力490.5kN；双片双层贝雷梁加强型型的承载能力：弯矩6750.0，剪力490.5kN；容许挠度：可见，加强型贝雷梁弯矩和弹性挠度均满足要求，但剪力超出要求，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。为了谨慎起见，建立总体模型计算杆件的受力情况。采用的软件为ANSYS11.0。计算时建立了一片贝雷梁的模型，相应受载为33.05kN/m（含自重），ANSYS模型如图3所示。图3 单片贝雷梁的ANSYS模型图4 贝雷梁的变形 经计算，贝雷梁的最大变形（包含非弹性变形）为73.5mm，杆件的最大轴力发生在支点处的非标准杆件的竖杆上，达到212，斜杆的最大内力发生在支点内侧下层贝雷梁斜杆上，最大轴力为150.8。竖杆的理论容许承载力为210，斜杆的理论容许承载力为171.5，所以抗剪没有问题。但是考虑到支点处竖杆的内力较大，应该予以加强。2、底板正下方贝雷梁计算从荷载上看，此处混凝土的重量荷载集度为58.4，从上面的计算可知，只用两片加强型贝雷梁即可（双层），但考虑到横向连接，可以适当增加到3片。3、翼缘板下方贝雷梁设置 若按图2所示的箱梁外侧模浇筑混凝土，翼缘板下方贝雷梁只承受外侧模重及翼缘板混凝土重，假定外侧模重与底板混凝土重相当，而翼缘板混凝土重与顶板混凝土重相当，则此处的贝雷梁受力与底板下方混凝土受力一致，采用3片双层加强型贝雷梁足够。4、支垫横梁承载能力计算 杆件截面为2工45b。经上面计算，除腹板正下方贝雷梁受力为65.8外（两片），其余基本一致，均为50（两片）。计算得到支反力如下：腹板正下方贝雷梁支反力：383.5/片；底板正下方贝雷梁支反力：279.9/片；翼缘板正下方贝雷梁支反力：279.9/片。 用ANSYS建立支垫横梁的模型。图5 支垫横梁的模型图6 支垫横梁变形图7 支垫横梁正应力（最大应力112MPa）计算结果显示：从应力角度看是安全的，但是支垫横梁两侧的悬臂位移稍大，达到6mm。得到的支反力即为钢管柱的受力，最大为中间4根立柱，大小为1196。5、立柱承载能力计算 立柱的最大高度为15.5m，外径600mm，壁厚10mm，承受的最大轴向压力约为1200。立柱必须在顺桥向至少在柱顶与桥墩可靠连接，此时的计算长度可取为15.5m。立柱截面面积：18535.4mm2，则立柱的轴向应力为64.7MPa。材料为q235，容许的轴向应力为140MPa。立柱抗弯惯矩8.048×108mm4，回转半径208.4mm。长细比为74.3，查得稳定系数0.818，则考虑稳定时的折算应力为79.1MPa，安全。但考虑到立柱较高，壁厚较薄，建议在顺桥向增加与桥墩的连接。（三）方案2的贝雷梁承载能力计算1、腹板正下方贝雷梁计算将混凝土的重量考虑1.1倍的增大系数，人、机、料及其他施工附加荷载按箱梁底宽5m考虑，则每延米的荷载集度为：所以参与计算的作用于支架上的荷载实际为：为安全计，假定半个箱梁的重量及施工机具、模板重量均由腹板正下方的6片贝雷梁承受。共6片，分2组，每组承受折算到两排，则为60.3kN/m，贝雷梁每延米自重（双层双排）5.8kN/m，贝雷梁的计算跨度为13.5m+13.5m，为了简化计算，偏于安全地采用单跨跨长为13.5m的简支梁模型计算，则跨中的最大弯矩为：剪力为：最大弹性挠度（单层不加强）：非弹性挠度估计为：总挠度：28.5mm+7.1mm=35.6mm。双排单层贝雷梁普通型的承载能力：弯矩1576.4，剪力490.5kN；容许挠度：可见，加强型贝雷梁弯矩、剪力和弹性挠度均满足要求。2、横梁及立柱计算横梁计算同方案1。因为立柱形式未变，荷载减小，所以安全。五、结论与建议（一）结论采用方案1和方案2均可，若采用方案1必须按本计算书图2的形式在横桥向排列各片贝雷梁，同时支点处采用双竖杆且予以加强。（二）建议1、沙箱必须做抗压试验，落架高度最小不得低于15cm；2、沙箱与立柱、与横梁必须可靠连接；3、仔细检查贝雷梁的杆件变形情况，特别注意在支点附件的贝雷梁斜杆和竖杆要保持没有变形，且由于此处的双竖杆受力较大，建议予以加强；跨中处的上下弦杆保证没有变形。4、计算采用双层加强型贝雷梁，所以施工时注意必须用加强型贝雷梁，双层梁之间必须连接可靠，横向的连接必须可靠。5、在顺桥向增加立柱与桥墩的连接，以防止立柱顺桥向的失稳。6、结构需进行分级堆载预压，记录弹性变形值与非弹性变形值，以便设置预拱度。分级加载应与浇筑混凝土的顺序与位置尽量相同。2
