三跨连续贝雷梁试验

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0.引言跨河大桥跨采用整体现浇施工，由于桥跨跨越河流，施工时为尽量降低对河道通航的防碍，支架在中跨中间设净空 18 米-5 米的通航孔, 在通航孔两侧各设入土 12 米的 21 根 φ0.5 米的钢管桩作临时支点。 拟采用国产 321 公路钢桥桁架（国内通常称为贝雷架）架设连续梁支架，分别支承在桥跨的八个支点处。 为确定支架的实际挠度与理论计算挠度的相符性，需进行三跨连续贝雷梁进行试验。1.贝雷梁试验1.1 贝雷梁的假设计划在桥头路面上布置同高的四个支点，跨度组合为 14+26+14，上搭设单层上下加强 4 排贝雷片，横向每隔 3 米上下采用钢管加固，在贝雷梁上分批采用贝雷片加载。 采用水准仪测其实际的挠度，并与理论计算值相比较。 为比较支点宽度对贝雷梁变形的影响，试验分两次进行，第一次支点宽度约 50CM，即接近点接触状态，第二次支点宽度为4 米，即完全模仿现浇箱梁支架。1.2 贝雷梁挠度理论值计算1.2.1 计算中跨 26 米、边跨 14 米连续梁的跨中挠度，计算模型如下1.2.1.1 让算弯矩分配系数（1）计算刚度系数（设 EI=26）iba=EI/L=26/14=1.857 ibc=EI/L=26/14=1.857.icb=EI/L=26/14=1.857 icd=EI/L=26/14=1.857.（2）计算弯矩分配系数在计算某一节点处的分配系数时，相邻的刚结点，应作为临时固端看待。μba=3iba/（3iba+4ibc）=3-1.857/(3-1.857+4-1)=0.58.μbc=4ibc/（3iba+4ibc）=4-1.857/(3-1.857+4-1)=0.42.μcb=4icb/（3icd+4i）=4-1.857 /(3-1.857+4-1)=0.42.μcd=3icd/（3icd+4icb）=3-1.857/(3-1.857+4-1)=0.58.1.2.1.2 固端弯矩计算在连续梁的 B、C 两支点加约束使其固定， 这时各杆端弯矩为固端弯矩，其值计算如下：Mba=0.125qL2=0.125q-142=24.5q.Mbc=-0.0833qL2=-0.0833q-262=-56.33q.Mcb=0.0833qL2=0.0833q-262=56.33q.Mcd=-0.125qL2=-0.125q-142=-24.5q.1.2.1.3 按力矩分配法原理进行力矩分配：Mba=Mbc=Mcb=Mcd=47.88q1.2.1.4 计算支点反力.（1）A 点支点反力 RA：14Ra+47.88 q-0.5qL2=0 Ra=3.58q.（2）B 点支点反力 RB：40Ra+26Rb+47.88q-0.5qL2=0 Rb=23.42q.同理计算 RC=23.42q，RD=3.58q.根据支点反力和受力图绘如下贝雷梁的剪力图：1.2.1.5 计算跨中挠度（1）计算中跨跨中挠度①计算外力作用下中跨跨中挠度中跨贝雷梁受力如上图所示，因在一般情况下，梁的变形均极微小，且在材料的线弹性范围内，即梁的位移与荷载呈线性关系，由此可根据叠加原理计算其位移，即只需先分别计算出各项荷载单独作用时所引起的位移，再求出它们的代数和，即为梁上所有荷载作用下的总位移，下面按照叠加原理计算梁的跨中挠度。 中跨贝雷梁所承受的外力如上图，跨中挠度主要由支点负弯矩引起的上挠和均布荷载引起的下挠，跨中挠度为三者的叠加，具体计算如下（其中支点负弯矩引起的挠度按图乘法计算）M=47.88q.支点负弯矩作用的弯矩图单位荷载作用下的弯矩图均布荷载作用下的弯矩图计算支点负弯矩作用下的跨中上挠挠度.f 中=(0.5L-0.25L-47.88q)/EI=5.985L2q/EI=4046q/EI.计算均布荷载作用下的跨中下挠挠度.f 中=5qL4/384EI=5950.2q/EI.将 E=2.1-1011Pa，4 片上下加强贝雷梁 I=4-577434-10-8m4则中跨跨中挠度为 f=(5950.2-4046)q/EI=3.93-10-5q(CM).②计算因贝雷销间隙引起的非弹性挠度f=0.05-0.1524(72-1)/2=1.83cm.③中跨跨中挠度即为外力作用下的弹性挠度和非弹性挠度之和，具体计算如下：f=3.9q-10-5+1.83.1．2．2 边跨跨中挠度计算1．2．2.1 外力作用下的弹性挠度计算f=5qL4/384EI-3qL2/EI=(500-587)q/EI=-87q/EI.1．2．2.2 计算因贝雷销间隙引起的非弹性挠度f=0.5-0.1524(52-1)/2=0.91cm.1．2．2.3 边跨跨中挠度即为外力作用下的弹性挠度和非弹性挠度之和，具体计算如下：f 边=-1.8-10-6+0.91(CM).1．2．3 贝雷片在自重作用下的挠度计算 1．2．3.1 4 片贝雷片的自重荷载 q=（270-4+80-2-4+21-3+3-3）/3=5973N/M 则中跨跨中挠度 f=3.9q-10-5+1.83=2.06cM.f 边=-1.8 q-10-6+0.91=0.9CM.1．2．3.2 当均布荷载为 1.6770n/m 时的挠度（采用贝雷片横铺叠放6 层）fz=3.9q-10-5+1.83=2.48M.f 边=-1.8-q10-6+0.91=0.88CM.1．2．3.3 当均布荷载为 2.7570n/m 时的挠度 (采用贝雷片横铺叠放12 层)fz =3.9q-10-5+1.83=2.9M.f 边=-1.8-q 10-6+0.91=0.86CM.1.3 采用水准仪测量贝雷梁实际挠度2.试验结果整理第一次挠度试验结果汇总(26 米跨跨中)由上表实测数据，按弹性变形理论推算贝雷梁的负荷与挠度关系如下式:f 中=0.00833q+30.q___ 均布荷载，单位：Kg/m.f 中——通航孔支点挠度；单位：cm.第二次挠度试验结果通过上述试验结果，可以得到:在跨河大桥支架的搭设，三跨贝雷梁支架支点宽度为 4M 时，理论计算挠度与实际挠度相差较小，且实际挠度比理论挠度值要小，可以用于贝雷梁的搭设。