321贝雷梁重量及尺寸资料
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贝雷片(贝雷架)图片、规格尺寸及构件表“贝雷片”又称贝雷架,贝雷梁或桁架,最先在二战时由一名英国工程兵发明,以解决战争期间桥梁快速架设的需要,并以他的名字命名。
可用于公路桥梁,拼装龙门吊车,导梁,架桥机,吊篮等。
贝雷片具有结构简单、运输方便、架设快捷、载重量大、互换性好、适应性强的特点。
“321”钢桥是在原英制贝雷桁架桥基础上,结合我国国情和实际情况研制而成的快速组装桥梁,于1965年定型生产,在我国得到了很大发展,广泛应用于国防、战备、交通工程、市政水利工程,是我国应用广泛的组装式桥梁。
具有结构简单、运输方便、架设快捷、载重量大、互换性好、适应性强的特点。
“HD200”型装配式公路钢桥增加了桁架高度,提高了承载能力,增强了稳定性能,增加了疲劳寿命,提高了可靠度。
与321型钢桥相比,在相同组合情况下,强度提高了33%,刚度提高了2.3倍。
适用范围单车道桥面净宽4.2M,组合跨径9.14-76.2m,双车道桥面净宽7.4m,组合跨径9.14-57.91m。
贝雷梁现有进口与国产两种规格,国产贝雷梁其桁节用16锰钢,销子采用铬锰钛钢,插销用弹簧钢制造,焊条用T505X型,桥面板和护轮木用松木或杉木。
材料的容许应力按基本应力提高30%,个别钢质杆件超过上述规定时,不得超过其屈服点的85%,设计时采用的容许应力如下:木料--顺木纹弯应力、压应力及承压应力为16.2MPa;受弯时顺木纹剪应力为2.7MPa。
弹性模量E=98.5×105MPa。
钢料—16锰钢拉应力、压应力及弯应力为1.3×210=273MPa;剪应力为1.3×160=208MPa。
30铬锰钛拉应力、压应力及弯应力为0.85×1300=1105MPa;剪应力为0.45×1300=585MPa。
现有进口贝雷梁多系20世纪40年代的产品,材料屈服点强度为351MPa,其容许应力按0.7×351=245MPa考虑,销子容许应力可考虑与国产销子一样。
贝雷片构件表1、目前较常用的321型贝雷桥桁高1.4m,节点间距3.0m。
弦杆采用双槽钢,弦杆可用同样的槽钢加强。
腹杆为工型,米字型结构。
槽钢为槽100*48*5.3工型钢为工80*80*50*4.52、主承重力构件桁架的尺寸为3000mm x 1500mm x 176mm序号构件名称构件重量构件轮廓尺寸(mm)单位Kg01 杵架片270 3115 x 176X 150002 销子个 3 55 x 20003 加强弦杆根80 3115 x 176X 10004 横梁根245 5850 x 122x 37005 横梁夹具个 3 238 x 50 x 35406 有扣纵梁片107 2990 x 753 x 13807 无扣纵梁片105 2990 x 753 x 10008 阳头端柱根69 168 x 185x 170609 阴头端柱根70 281 x 185x 170610 斜撑根11 1040 x 83 x 10011 支撑架片21 1270 x 540 x 8012 联板块 4 360 x 90 x 3413 抗风拉桥根33 30x 480914 桥面板块40 3960 x 190x 7015 护轮木根44 2990 x 140x 14016 U型标准钢桥面板块210 2996 x 800 x 104.517 U型中央钢桥面桥块130 2996 x 482 x 104.518 钢路缘根24 2996 x 70 x 20019 支座个38 450 x 450 x 14520 支座板块184 1344 x 900 x 20021 搭板支座块46 645 x 450 x 30022 有扣拾板片143 2990 x 772 x 15823 无扣搭板片141 2990 x 772 x 12024 桁架螺栓个 3 38 x 27025 弦杆螺栓个 2 38 x 20026 斜撑螺栓个7.4 22 x 12827 撑架螺栓个 6.9 22 x 11828 护木螺栓个9.8 20 x 23829 U型钢桥头搭板块220 2996 X 800 X30 挂钩螺栓个 5.6 50 X 30 X 10031 路缘连接螺栓个 2 20 X 42.532 摇滚个102 1020 X 350 X 25533 平滚个60 650 X 290 X 19034 摇滚样盘个19 1090 X 600 X 7535 平滚样盘个23 1588 X 450 X 8036 阳头斜面弦杆根31 1187 X 176X 10037 阴头斜面弦杆根27 1185 X 176X 10038 弦杆接头个 6 300 X 176X 10039 菱形千斤顶个21 510 X 480 X 12040 座架个8 410 X 100X 7841 阴头垫铁块 2 55 X 120X 11042 托梁根8 863 X 70 X 100。
各杆件整体稳定、局部稳定的详细分析过程),建立如下模型:1-1 midas模型(集中荷载)根据贝雷片设计参数,单排单层不加强贝雷承受容许剪力为,因此在每片跨中施加490KN集中荷载(标准荷载),按照简支梁计算公式,剪力为245KN弯矩为M=245< =< (容许弯矩)。
也许一般的施工者就这样算完,觉得结果满足要求了,其实这样的集中荷载完全超过了各杆件的容许承载力。
上表中竖杆的容许承载力只有210KN而这样的集中荷载导致的竖杆内力达430KN(如下图1-2 ),所以以上单片贝雷结构无法承受跨中490KN的集中荷载。
1-2 midas轴力图(集中荷载)再看集中荷载下的应力图1-3 :1-3 midas应力图(集中荷载)最大应力为473Mpa完全超过了16Mn钢材(Q345的设计值310MPa所以采用手工计算贝雷片时,不仅要对整体结构的弯矩、剪力进行计算,还应对每根杆件内力进行计算,可见其复杂程度。
因此为简化计算过程,都采用计算软件分析计算。
但如果施加同样等效的均布荷载会怎样呢如下图:1-4 midas 应力图(均布)可见,贝雷杆件最大应力为285MPa超过了国产贝雷材料的容许应力245M Pa,不满足要求;再看支撑架的应力,最大为,也超过了A3钢(Q235的容许值。
因此不能简单的套用贝雷片整体容许内力值,需要对各杆件进行分析,还需要对整体稳定性进行验算。
以上分析均为容许应力法,下面采用同济大学的3d3s软件进行进一步分析:1— 2. 3d3s软件计算分析过程(采用概率极限状态设计方法,考虑荷载分项系数):2-1 3d3s计算模型红色杆件为计算应力超设计值的杆件,取17、70、26号杆单元,查看结果如下:2-2各单元详细分析过程图可见,17号斜腹杆主要是绕弱轴(平面内)整体稳定不足,配套的70号支撑架杆件(63*4的角钢)强度和整体稳定都不满足,26号竖腹杆强度和整体稳定都不满足。
计算结果与midas分析的相吻合。
贝雷片力学参数
贝雷架可以是国产或进口,国产贝雷架也称为321钢桥,其基本组成单元是贝雷片,见图 1 。
贝雷片由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成,上下弦杆分别为双[10槽钢,斜杆和竖杆为I8工字钢,桁架构件材料为16Mn,每片桁架重2.7kN,单位长重量为0.9kN/m。
上下弦杆的一端为阴头,另一端为阳头,统称为接头,见图2;阴阳头都有销栓孔,两节贝雷片连接时,将一节的阳头插入另一节的阴头内,对准销子孔,插上销子即可。
上、下弦杆内有螺栓孔,通过螺栓来拼组加强弦杆或双层贝雷片,图3为加强弦杆的螺栓图。
(a) (b)
图 1 贝雷片构造(尺寸单位:mm),(a)贝雷片三维图,(b) 贝雷片三视图
图2 接头
图3 加强弦杆螺栓(单位:mm)
贝雷片的基本力学特性见表1、2。
表1 贝雷梁单元杆件力学性能
表2 材料、屈服强度及容许应力(MPa)
表3 相当梁模型时贝雷架几何特性
表4 相当梁模型时贝雷架容许内力表。
λ= Lp/r :19φ:0.953弦杆纵向容许受压荷载(KN):6631、容许内力指的是跨中弯矩和支点剪力;2、桁架销子双剪状态容许剪力 550KN(销子直径为49.53、弦杆螺栓允许剪力150KN,允许拉力80KN。
桁架单元杆件性能(单个贝雷片)杆件名 材料 断面型式 横断面积(cm2) 弦杆 16Mn 2根槽10背靠背 2×12.74 竖杆 16Mn 8#工字钢 9.52 斜杆 16Mn 8#工字钢 9.52称“321”钢桥)是在原英制贝雷桁架桥的基础上,结合我国国情和实际情况研制而成的快速组装桥梁,材料为16Mn。
结构,钢材的容许应力按基本容许应力提高30%,本桥设计时采用的容许应力按下列确定:应力及弯应力:压应力及弯应力各两根10号热轧槽钢背靠背组合而成,腹杆由8号工字钢组成;多数情况下,最大跨径是由容许弯矩控制,但在个别情况下,是由剪力控制。
,全桥时应乘2)578.5 250497.2699.1 577434.4157.1 500994.45398.3 1154868.80735.6 751491.63097.4 1732303.24817.9 2148588.80641.7 4596255.22226.8 3222883.25962.6 6894382.8加强桥梁双排单层 三排单层 双排双层 三排双层 单排单层 双排单层 三排单层 双排双层 三排双层1576.4 2246.4 3265.4 4653.2 1687.5 3375.0 4809.4 6750.0 9618.8490.5 698.9 490.5 698.9 245.2 490.5 698.9 490.5 698.9m2):2×12.74=25.48力;剪力 550KN(销子直径为49.5mm);N,允许拉力80KN。
型式 横断面积(cm2) 理论容许承载力(KN)背靠背 2×12.74 560钢 9.52 210钢 9.52 171.5。