贝雷片力学参数

贝雷片的基本构造和参数贝雷架"又称贝雷片，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。

贝雷桁架组合门式起重机贝雷片介绍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，是我国应用最为广泛,最好的组装式桥梁。

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%，刚度提高了倍。

适用范围单车道桥面净宽，组合跨径，双车道桥面净宽，组合跨径。

应用贝雷片可用于公路桥梁,拼装龙门吊车,导梁,架桥机,吊篮等.贝雷桁架组合门式起重机,采用装配式公路钢桥构件拼装龙门架，而且其跨距与立柱高度可调，以适应不同的工作场地，广泛应用于公路、铁路、市政、建筑、水利等建设项目、桥梁施工预制场起吊移运预制构件、桥墩旁运装大梁等现场施工作业。

构造贝雷片由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有杵架连接销孔。

贝雷片的弦杆由两根10号槽钢(背靠背)组合而成，在下弦杆上，焊有多块带圆孔的钢板，在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接的螺栓孔，在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用的。

靠两端的两个孔是跨节间连接用的。

多排贝雷片作梁或柱使用时，必须用支撑架加固上下两节贝雷片的接合部。

在下弦杆上，设有4块横梁垫板，其上方有凸榫，用以固定横梁在平面上的位置，在下弦杆的端部槽钢腹板上还设有两个椭圆孔，供连接抗风拉杆使用。

8 龙门吊、架桥机(采用贝雷桁架)8.1 贝雷桁架构件设计参数贝雷桁架现有进口与国产两种规格，国产贝雷桁架又称为321钢桥，为常用支架结构。

国产贝雷桁架用16Mn，销子采用30CrMnTi，插销用弹簧钢制造，焊条用T505X 型。

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：16Mn拉应力、压应力及弯应力为1.3×210＝273MPa；剪应力为1.3×160＝208MPa。

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

现有进口贝雷桁架材料屈服点强度为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。

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。

贝雷桁架各构件重量详见表3.8-1。

表3.8-1 贝雷桁架构件重量表(单位：kg)构件名称单位国产进口构件名称单位国产进口桁架节片 270 259支撑架副 21 18加强弦杆支 80 阴、阳头端柱根 69.7 59销子个 3 2.7 桥座个 38 32横梁根 245 202座板块 184 181有扣纵梁组 107 86 桥头搭板副 142无扣纵梁组 105 83 搭板支座副 46桁架螺栓个 3 3.6 桥面板副 40弦杆螺栓个 2 护轮木根 44横梁夹具副 3 2.7 摇滚副 102 92抗风拉杆套 33 29 平滚副 60 48斜撑根 11 8 下弦接头个 6 5.4联板根 4 1.4 阴、阳斜面弦杆个 27.31 贝雷桁架片力学性质见表3.8-2：类型国产进口自由长度l p(cm) 75 76.220.5长细比λ=l p/i x 19.00.948纵向弯曲系数φ 0.953弦杆纵向容许受压荷载(kN) 663.0 638.0 注：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。

F匝道跨同三高速门洞受力验算
1、荷载计算：
钢筋混凝土自重
N1：9.96m2*11.4m*26KN/ m3=2949KN
模板及楞木自重
N2:0.015m*11.4m*12m*7+0.12*0.12*11.4/0.3*7=18.2KN
56b工字钢自重
N5：16/0.6*115.1*11*10=337.6KN
施工人员及设备重量
N6：11.4m*1m*1KN/m2=11.4KN
混凝土振捣产生荷载
N7：11.4m*1m*2KN/m2=22.8KN
施工总荷载
N总=1.2×(N1+N2+N3)+1.4×(N4+N5)=4014KN
2、贝雷片横梁支撑受力计算
11米跨径的工字钢梁受13.7KN/M的均布荷载.
q
其两端的支座反力 Ra=Rb=13.7*11/2=75.4KN
贝雷片横向支撑间距为4米，所以F=75.4*4=302KN
单片贝雷片允许剪力245.2KN,支座受力有两片贝雷片承受，F允=245.2*2=490.4KN 实际剪力值小于允许剪力值，因此贝雷片受力满足要求
挠度计算：
F=302KN p=F/2=151KN/M
查路桥计算手册附表2-8可知
f=0.911*pl3/100EI=0.911*151KN*(0.75m)3/(100*2.1*103Mpa*250500cm4)=0.123mm 允许挠度值：f=0.75/400=1.875mm
实际值小于允许值，因此挠度满足要求
综上所述，贝雷片满足施工要求。

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。

桥型
几何特性
J(cm4)
3
W(cm)
桥
型
几何特性
J(cm4)
3
W(cm)
说明
321型钢桥几何特性表（一）
不加强型
单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层（ SS）（DS）（TS）（DD）（ TD）250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2 3578.57157.110735.614817.922226.8
加强型
单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层（SSR）（DSR）（TSR）（ DDR）（TDR）
577434.41154868.81732303.24596255.26894382.8 7699.115398.323097.430641.745962.6表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以2；
结构形
式
内力
桁架弯矩（KN.m）
桁架剪力
(KN)
结构形
式
内力
桁架弯矩（KN.m）
桁架剪力
(KN)
说明
321型桁架容许内力表（二）
不加强型
单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层（ SS）（DS）（TS）（DD）（TD）
788.21576.42246.43265.44653.2 245.2490.5698.9490.5698.9
加强型
单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层（SSR）（DSR）（TSR）（DDR）（TDR）
1687.53375.04809.46750.09618.8 245.2490.5698.9490.5698.9表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以2；。

支架拼设方案检算说明1、该方案采用贝雷片拼设的支架进行现浇梁体的施工。

2、贝雷片上方铺设工字钢作为分配梁，工字钢上方直接铺设定型钢模板。

3、现浇梁内模支架通过底板泄水孔内安放Φ80mm的实体铁棒或填筑满砼的钢管伸出铁板层，然后在铁柱上安放纵向的工字钢，在工字钢上拼设内模支架。

4、为确保模板顺利拆除，在钢管桩顶设置Φ=500mm的钢砂箱。

5、为加快支架安装的速度，所有分配梁、钢管桩、砂箱均统一使用同一规格。

6、在确定是否采用单支墩还是双支墩，主要从以下几方面考虑：（1）如果采用单支墩，为保证贝雷梁的[Q]、[M]满足要求，需增加贝雷片、分配梁等材料的数量。

（2）如果采用双支墩，虽然增加了基底处理的工程量，但减少了贝雷梁、分配型钢的数量而且从控制挠度、支架受力等方面均比设单支墩效果好。

设2排钢管桩立柱结构拼设检算成果书一、检算过程中用到的各种参数钢材E=2.1×105MPa=2.1×108KPa单排单层贝雷片I=250497.2cm4, W=3578.5 cm3[M]=788.2KN.m; [Q]=245.2KN贝雷片自重305/3=102kg/m=1.02KN/m22号工字钢I=3400cm4, W=309 cm3, 每延米自重q=42kg/m。

20号工字钢I=2370cm4, W=239 cm3, 每延米自重q=27.9kg/m。

28号工字钢I=7110cm4, W=508 cm3, 每延米自重q=43.4kg/m。

32号工字钢I=11620cm4, W=726 cm3, 每延米自重q=57.7kg/m。

二、腹板部分，设3排贝雷片钢材E=2.1×105MPa=2.1×108KPa3排单层贝雷片力学参数I=250497.2×3=751491.6cm4，W=10735.5 cm3[M]=2364.6KN.m; [Q]=735.6KN检算过程所应考虑的各种荷载:1、贝雷片自重q1=915/3=305kg/m=3.05KN/m2、施工人员荷载q2=2.5×2.75×1=6.875 KN/m3、振捣荷载q3=2.0×2.75=5.5KN/m4、模板荷载(在腹板附近处)q4=腹板处模板重量+内模标准架+内模绗架+内模模板系+内模支架系+底模系=(81.08×4.0/2/32/(2.5+3.3)+0.1+0.11+0.312(内模暂考虑30t)+0.3+24.779/32/5×2.75)×10=20.21KN/m5、梁体自重腹板q5=(2.5+2.5+0.4)×0.45×1/2×25=30.375KN/m顶板q6=(0.65×0.45×1+(0.65+0.3)/2×2.75)×25=39.97KN/m底板q7=1×0.28×2.75×25=19.25KN/m6、分配型钢(暂按2根32号工字钢间距2m)q8=5×2×0.042×2.75/2=0.5775KN/m贝雷片所受荷载q= q1+ q2 + q3 + q4 + q5 + q6 + q7 + q8 =(6.875+5.5)×1.4+(3.05+20.21+30.375+39.97+19.25+0.5775)×1.2=153.447KN/m，贝雷梁跨径按6.5m进行检算,检算时按三跨连续梁受均布荷载进行简化计算M=0.1×ql2=0.1×153.447×6.52=648KN.m<[M]=2364.6KN.m满足要求Q=0.6ql=0.6×153.447×6.5=598.44<[Q]×1.2=882.72KN(剪力在临时结构中可不考虑荷载分项系数,而且可考虑应力提高系数1.2,在进行Q检算过程中如果将荷载分项系数不进行考虑,即能满足结构受力特性,不需考虑应力提高系数)满足要求f=0.677ql4/(100EI)=0.677×153.447 ×6.54/(100×2.1×108×500994.4×10-8)=0.0018m＝1.8mm<[f]=l/400=6500/400=16.25mm三、底板箱梁中心位置处设双排贝雷片双排单层贝雷片I=500994.4cm4, W=7157 cm3[M]=1576.4KN.m; [Q]=490.4KN检算过程所考虑的荷载:1、贝雷片自重q1=710/3=203.3kg/m=2.033KN/m2、施工人员荷载q2=2.5×2.75×1=6.875 KN/m3、振捣荷载q3=2.0×2.75=5.5KN/m4、模板荷载q4=底板荷载+内模标准架+内模绗架+内模模板系+内模支架系=(24.779/32/5×2.75+0.1+0.11+0.312(内模暂考虑30t)+0.3)×10=20.21KN/m6、梁体自重顶板q5=(0.65+0.3)/2×2.75)×25=32.66KN/m底板q6=1×0.28×2.75×25=19.25KN/m7、分配型钢(2根32号工字钢间距2m)q7=5×2×0.042×2.75/2=0.5775KN/m贝雷片所受荷载q= q1+ q2 + q3 + q4 + q5 + q6 + q7 =(6.875+5.5)×1.4+1.2×(2.03+20.21+32.66+19.25+0.5775)=106.3KN/m，贝雷梁跨径按9m进行检算,检算时按三跨连续梁受均布荷载进行简化计算M=0.1×ql2=0.1×106.3×6.52=449.1KN.m<[M]=1576.4KN.m满足要求Q=0.6ql=0.6×106.3×6.5=414.57<[Q]×1.2=588KN(剪力在临时结构中可不考虑荷载分项系数,而且可考虑应力提高系数1.2,在进行Q检算过程中如果将荷载分项系数不进行考虑,即能满足结构受力特性,不需考虑应力提高系数)满足要求f=0.677ql4/(100EI)=0.677×106.3 ×6.54/(100×2.1×108×751491.6×10-8)=0 .0012m＝1.2mm<[f]=l/400=6500/400=16.25mm四、翼缘板距箱梁中心6.75m的位置处设双排贝雷片钢材E=2.1×105MPa=2.1×108Kpa， I=500994.4cm4, W=7157 cm3[M]=1576.4KN.m; [Q]=490.4KN贝雷片自重305/3=102kg/m=1.02KN/m检算过程所考虑的荷载:1、贝雷片自重q1=710/3=203.3kg/m=2.033KN/m2、施工人员荷载q2=2.5×2.0×1=5 KN/m3、振捣荷载q3=2.0×2.0=4.0KN/m4、模板荷载q4=侧模=(81.08×4/5.85)×10=55.44KN/m5、梁体自重顶板q5=(0.2+0.3)/2×2×25=12.5KN/m6、分配型钢(2根32号工字钢间距2m)q6=5×2×0.042×2.0/2=0.42KN/m贝雷片所受荷载q= q1+ q2 + q3 + q4 + q5 + q6 =(5+4)×1.4+1.2×(55.44+2.033+12.5+0.42)=97.071KN/m 贝雷梁跨径按9m进行检算,检算时按三跨连续梁受均布荷载进行简化计算M=0.1×ql2=0.1×97.071×6.52=410.1KN.m<[M]=1576.4KN.m满足要求Q=0.6ql=0.6×97.071×6.5=378.6<[Q]×1.2=588KN(剪力在临时结构中可不考虑荷载分项系数,而且可考虑应力提高系数1.2,在进行Q检算过程中如果将荷载分项系数不进行考虑,即能满足结构受力特性,不需考虑应力提高系数)满足要求f=0.677ql4/(100EI)=0.677×97.071 ×6.54/(100×2.1×108×500994.4×10-8)=0.0011m＝1.1mm<[f]=l/400=6500/400=16.25mm五、钢管立柱顶横梁各种参数设计1、跨中检算跨中的钢管立柱尽量布置在纵向贝雷梁的附近,以减少工字钢横梁上弯矩和剪应力,具体检算如下：将作用在工字钢上的荷载简化为集中荷载，根据现场实际受力情况，横梁简化成4跨不等跨连续梁，将钢管立柱尽量布置在贝雷梁在下方，除箱梁中心线处和距箱梁中心线4.75m处对横梁跨中有弯矩外，其他位置的贝雷梁均在钢管立柱正上方。

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。