贝雷片力学参数

贝雷片弦杆计算一、贝雷片基本结构与几何尺寸贝雷片（单片）结构轮廓图贝雷片弦杆采用16Mn][10，如右侧图示，断面面积2A cm =2⨯12.74=25.48；截面抵抗矩339.478.8x W cm =2⨯=；截面惯性矩4198.3396.6x I cm =2⨯=；弹性模量5.110E MPa =2⨯弦杆横断面图二、计算1、梁体自重：W1=187m3×26KN/m3=4682KN ，其中326/kN m 系按设计文件取值；2、满堂碗扣式脚手架：2350W kN =，已考虑满堂碗扣式脚手架加固所需材料的荷载；3、弦杆受碗扣式脚手架单根立柱荷载为：P=（4682+350）/(12×14)=29.96KN注：碗扣式脚手架在箱梁底板6.7m 范围内，按顺桥向12行，横桥向14列布置，翼板虽布置了横桥向6列，但在此计算时，仅考虑箱梁底板范围内碗扣式脚手架承担箱梁梁体重量及全部碗扣式脚手架的重量，且恰好支承在单片贝雷梁弦杆中，即按照弦杆最不利位置进行计算。

4、按简支梁计算贝雷片弦杆m ax f ：f max =PL 3/48EI=29.26KN ×(0.7m)3/(48×2.1×105MPa ×396.6cm 4)=0.025cm5、稳定性计算：按实腹式轴心受压构件计算[]N A σϕ≤⋅，其中弦杆属双肢b 类截面轴心受压构件，其长细比070017.739.5x x l λγ===按《钢结构设计规范GB50017-2003》5.3.1条中的规定：确定桁架弦杆的长细比时，其计算长度0l （弯曲方向在桁架平面内时）为构件的几何尺寸（节点中心间距离）700mm 。

（不考虑偏心受压情况）。

查《钢结构设计规范GB50017-2003》表C-2可知，稳定系数0.977ϕ=。

即29.26KN/(0.977×25.48cm 2)=11.76MPa ＜［σ］=160MPa查阅相关书籍，16Mn 的容许拉应力、压应力按1.3210M P a ⨯计算，容许剪应力按1.3160M Pa ⨯，计算时，系按容许剪应力计算。

贝雷梁桁架单元结构与基本尺寸如图6和图7，构件断面图特性见表1。

表1 标准桁架构件断面图特性
标准桁架容许力如下：
桁架弦杆容许轴向压力：508kN；
桁架弦杆容许轴向拉力：662kN；
桁架竖腹杆容许轴向压力：191kN；
桁架斜腹杆容许轴向压力：149kN；
桁架容许弯矩：711kN-m；
桁架容许剪力：210kN。

主要材料性能：
①结构材料Q235
屈服强度：σs=235 MPa
抗拉、抗压和抗弯强度：[σ]=157MPa
抗剪强度：[τ]=90MPa
②材料Q345
屈服强度：σs=345 Mpa
抗拉、抗压和抗弯强度：[σ] =230MPa
抗剪强度：[τ]=133MPa
③钢材的物理性能指标
弹性模量E=2.06×105 MPa
剪切模量G=0.81×105 MPa
质量密度ρ=7850kg/m3
④16锰钢拉应力、压应力及弯应力为1.3×210＝273 MPa；剪应力为1.3×160＝208 MPa。

图6 桁架单元结构图
图7 桁架单元轮廓图。

贝雷梁拼装结构力学参数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2.7 MPa。

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＝273 MPa；剪应力为1.3×160＝208 MPa。

30铬锰钛拉应力、压应力及弯应力为0.85×1300＝1105 MPa；剪应力为0.45×1300＝585 MPa。

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351 MPa，其容许应力按0.7×351＝245 MPa考虑，销子容许应力可考虑与国产销子一样。

构件重量如下表（单位：kg）：其它构件容许荷载如下：进口贝雷梁的桁架销子双剪状态容许剪力550KN；弦杆螺栓容许剪力150KN，容许拉力80KN；摆动滚子最大容许荷载210KN。

国产贝雷梁的栓滚最大容许荷载250KN，平滚每一滚子最大荷载60KN；其余可参考进口贝雷的数值。

桁架片力学性质见下表：另有计算简化成单杆系可采用：I x＝685.12×10-8m4，y＝0.0028m，截面积A＝146.45×10-4m。

拼装钢桥梁几何特性表：桁架容许内力表：注：1、进口贝雷截面面积等是按4ft槽钢查国外钢结构资料得出；2、进口贝雷桁片惯矩(英制单位)转引自“贝雷桁片手册”(载1964年公路设计资料第五期)，其桁片断面率系由惯矩计算得出；3、国产与进口桁片容许弯矩系单排单层的数值，各由其容许应力计算得出。

如规定的容许应力与前述不同，应另行计算；4、三排单层贝雷的容许弯矩可按单排单层的乘以3再乘以不均匀系数0.9；双排双层的可按单排单层的乘以4再乘0.9；三排双层的可按单排单层的乘以8再乘0.8；5、表列国产贝雷的力学性质未计入加强弦杆。

贝雷梁截面力学参数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 ；进口贝雷梁的桁架销子双剪状态容许剪力550KN ；弦杆螺栓容许剪力150KN ，容许拉力80KN ；摆动滚子最大容许荷载210KN 。

国产贝雷梁的栓滚最大容许荷载250KN ，平滚每一滚子最大荷载60KN ；其余可参考进口贝雷的数值。

桁架片力学性质见下表：类型高×长(cm) 弦杆截面面率F(cm2) 弦杆惯矩Ix(cm4) 弦杆断面率Wx(cm3) 桁片惯矩Ig(cm4) 桁片断面率Wo(cm3)国产150×300 25.48 396.6 79.4 250500 3570进口154.94×304.8(61×120 ft) 27.48 382.9 75.2 283000(6800 ft4) 3910(238.6 ft4)类型桁片允许弯矩Mo(KN•m) 弦杆回旋半径α=Ix/F (cm) 自由长度Ip (cm) 长细比λ=Ip/R 纵向弯曲系数φ 弦杆纵向容许受压荷载(KN)国产 975.0 3.94 75 19.0 0.953 663.0进口 958.0 3.72 76.2 20.5 0.948 638.0另有计算简化成单杆系可采用：Ix ＝685.12×10-8m4，y ＝0.0028m ，截面积A ＝146.45×10-4m 。

拼装钢桥梁几何特性表：1、进口贝雷截面面积等是按4ft 槽钢查国外钢结构资料得出；2、进口贝雷桁片惯矩(英制单位) 转引自“贝雷桁片手册”(载1964年公路设计资料第五期) ，其桁片断面率系由惯矩计算得出；3、国产与进口桁片容许弯矩系单排单层的数值，各由其容许应力计算得出。

贝雷梁桁架单元结构与基本尺寸如图6和图7，构件断面图特性见表1。

表1 标准桁架构件断面图特性
标准桁架容许力如下：
桁架弦杆容许轴向压力：508kN；
桁架弦杆容许轴向拉力：662kN；
桁架竖腹杆容许轴向压力：191kN；
桁架斜腹杆容许轴向压力：149kN；
桁架容许弯矩：711kN-m；
桁架容许剪力：210kN。

主要材料性能：
①结构材料Q235
屈服强度：σs=235 MPa
抗拉、抗压和抗弯强度：[σ]=157MPa
抗剪强度：[τ]=90MPa
②材料Q345
屈服强度：σs=345 Mpa
抗拉、抗压和抗弯强度：[σ] =230MPa
抗剪强度：[τ]=133MPa
③钢材的物理性能指标
弹性模量E=2.06×105 MPa
剪切模量G=0.81×105 MPa
质量密度ρ=7850kg/m3
④16锰钢拉应力、压应力及弯应力为1.3×210＝273 MPa；剪应力为1.3×160＝208 MPa。

图6 桁架单元结构图
图7 桁架单元轮廓图。