贝雷梁支架计算书

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 2孔24m梁， 2孔32m梁 1孔24m梁， 9孔32m梁 3孔24m梁， 备注 1 东边山大桥 全桥 梁高3.05m 2 陈福湾1＃大桥 全桥 梁高3.05m 合计 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3265.4kNm，剪力490.5kN；

双片双层贝雷梁加强型型的承载能力：弯矩6750.0kNm，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

490.52981kN892.4kN。

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212kN，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150.8kN。竖杆的理论容许承载力为210kN，斜杆的理论容许承载力为171.5kN，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58.4kN/m，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65.8kN/m外（两片），其余基本一致，均为50kN/m（两片）。计算得到支反力如下： 腹板正下方贝雷梁支反力：383.5kN/片； 底板正下方贝雷梁支反力：279.9kN/片； 翼缘板正下方贝雷梁支反力：279.9kN/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1196kN。

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1200kN。

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1576.4kNm，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。