0 引言

贝雷梁是由立杆、上下弦杆以及腹杆组成的桁架体系结构.作为在现浇支架、施工便桥以及公路、桥梁建设中广泛应用的临时结构形式[1-3]，贝雷梁在施工过程中，可能由于支点位置不在立杆上引起结构局部破坏，从而引起浇筑梁体的变形甚至破坏.因此，对贝雷梁支座进行受力研究分析是非常必要的.

殷兴杰[4]以某现浇连续梁桥为背景工程，对贝雷架进行了设计并对其承载力进行了分析；程强[5]对比分析了采用有限元软件梁单元与传统手算的结果差异性；梁远森[6]等人对“321”贝雷梁钢便桥静力性能进行了分析；符强[7]等人研究了贝雷梁施工支架检算及变形量预测在Ansys中的应用；周力毅[8]以某高架桥为例，总结了贝雷梁体系支架施工的经验.

在实际工程中限于现场条件，如斜交桥无法将支座放在贝雷梁立杆下面，若支座放在弦杆下方，既使按照《装配式公路钢桥多用途使作手册》[9]中的规定保证了贝雷梁的受力在容许内力范围内，也可能在支点弦杆附近产生很大的应力,从而造成贝雷梁结构的破坏.本文采用Midas Civil有限元分析软件，通过建立6、9、12、15、18、21、24 m跨度单排贝雷梁的有限元模型，分析将支座从立杆位置向弦杆位置微小移动后的应力变化情况；针对应力过大的问题，采取了增加立杆和采用加强弦杆2种加固措施，并对比分析了二者的加固效果.

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1 计算参数

贝雷梁是由多个构件组成的桁架体系，贝雷梁单片尺寸为长3.0 m，高1.5 m，为321军用型贝雷梁，斜杆、立杆以及上下弦杆材料均为16Mn钢，根据《钢结构设计规范》(GB50017—2014)[10]，杆件容许应力为273 MPa.贝雷片的弦杆截面为I10，截面面积为2×12.74 m2，立杆截面为I8，截面面积为9.52 m2，斜杆截面为I8，截面面积为9.52 m2，按简支状态达到其容许内力来设定贝雷梁的临界均布荷载值.在计算临界均布荷载值时，对于6、9、12 m跨度的贝雷梁，剪力先达到容许内力限值，故以剪力为计算标准；对于15、18、21、24 m跨度的贝雷梁，弯矩先达到容许内力限值，故以弯矩为计算标准.各种跨度贝雷梁采用的临界均布荷载值如表1所示.

各因子与对照组的比值见表2。针对温度、湿度和光照，按绿棚、黑棚分2组，取6月2日的19组数据进行方差分析。结果(表3)表明，绿色网膜与黑色网膜对温度因子的感应F值为10.4大于F- crit的4.11，说明两者的结果有显著影响，同理光照因子也是显著影响，只有湿度因子的影响不显著。

 

表1 贝雷梁控制参数临界均布荷载值

  

贝雷片跨度/m691215182124临界均布荷载/(kN/m)84．2655．641．48928．7119．9214．6511．113

2 有限元模型

将支点设置在立杆位置，利用有限元软件分别建立6、9、12、15、18、21、24 m跨度贝雷梁模型，再将上述7种跨度贝雷梁模型两端支点向内侧弦杆分别移动176.25、352.5、528.75、705 mm建立4种对比模型，支点具体支撑位置如图2所示，15 m跨度贝雷梁部分模型应力计算结果如图3～4.

一是明确行政系统内部的职责划分。行政行为的执行离不开多家行政机关的有效协作，这就需要明确行政系统内部的职责划分。域外司法大多奉行单一机关的执行模式，因而不存在内部职责划分问题。比如奥地利1925 年颁布的《行政强制执行法》第1条规定，一般的行政决定由国家行政机关负强制执行之责任，是由作出行政决定的原行政机关执行。我国台湾地区对于“公法上金钱给付义务逾期不履行者，移送法务部行政执行署所属行政执行处执行之。”

  

图1 15 m跨度贝雷梁整体模型

3 支点位置对贝雷梁应力的影响

3.1 不同跨度贝雷梁计算结果

采用Midas Civil有限元分析软件建立贝雷梁计算模型，定义1种材料，2种截面形式.考虑施工过程中贝雷梁各节点之间为焊接连接，故采用梁单元模拟弦杆、竖杆和斜杆；各个节段之间在上下弦杆端部用销子连接，故需要释放Y方向的转动自由度.贝雷梁支架整体模拟实际情况进行约束，即右端支点约束X，Y，Z3个方向位移，以及X，Z方向的转角.左端支点约束Y，Z方向位移，以及X，Z方向的转角.15 m跨度贝雷梁整体模型如图1所示，共建立130个单元，77个节点.

1) 各跨度随支点的移动应力增长百分率的变化趋势基本一致，且都在支点3处产生最大值.

  

图2 支点支撑位置示意图

  

图3 支点1组合应力最大值(MPa)

  

图4 支点3组合应力最大值(MPa)

图5给出了各跨度贝雷梁应力最大值随支点位置改变的趋势图，从图中可以看出:

1) 当支点不在立杆位置时，支点反力将在支点位置附近的弦杆产生一个附加弯矩，此弯矩会引起较大的弦杆局部位置处的弯曲应力.

为了更直观的比较不同跨度的贝雷梁在改变支点位置时对其应力的影响程度，绘制了不同跨度贝雷梁弦杆处支点2到支点5相对于立杆处支点1的应力增长百分率，如图6所示.

案例教学方法并不是将多个案例简单罗列起来，而是一套完整系统的教学模式。教学案例的设立不能单纯地为了提高教学趣味，而应该有明确的教学目的、教学安排等，即案例配合哪些章节和知识点，用于验证或运用哪些概念，强调掌握哪些知识和技能等[9]。

3) 将支点向内侧分别移动176.25、352.5、528.75、705 mm时，均会在支点附近的下弦杆处产生较大的应力，该处应力甚至超过了跨中应力，且当支点位于下弦杆中间位置处，即移动352.5 mm时模型产生的应力最大，达到了474.8 MPa，远远超过了杆件的应力容许值.这是由于把支点放在下弦杆位置处，无立杆支撑局部刚度不足导致的.

从图3～4可以看出:

从计算结果图表中可以看出采取加强措施后：

2) 整体上随着跨度的增大贝雷梁产生的应力最大值也相应的减小，减小的幅度也在相应的减弱.明显看出以15 m跨度为界限，对于6、9、12 m跨度贝雷梁，由于其临界均布荷载值是以剪力为标准计算得出，相同支点位置跨度不同应力值相差很小，而对于15、18、21、24 m跨度贝雷梁，临界均布荷载值是以弯矩为标准计算得出，相同支点位置跨度不同应力结果相差很大.

  

图5 各跨度贝雷梁应力最大值趋势(MPa)

2) 当支点在立杆位置时，贝雷梁受力比较均匀，应力最大值为305.8 MPa，已超过了应力容许值，但未超过材料屈服强度，说明容许内力法富裕度不足.

从图6中可以看出：

虽然环境问题依然日益严峻，但主流方向的生态保护肯定已然建立。主流理论的确定为下一步的社会转型稳定了发展方向，扫除了发展与保护冲突中的决策性障碍。人与自然的关系可望再次达到天人合一的契合，但这一次不是人向自然的皈依，凭借的是自然对人类的施恩，这一次是人类掌权后主动保护自然所力求达到的生态和谐。虽然依然存在理论上的难题，生态美学的声势壮大已成既定事实。

  

图6 各跨度贝雷梁支点应力百分率(%)

2) 支点移动贝雷梁应力的增长速率是随着跨度的增大逐渐降低的，6 m贝雷梁最大百分率达到59.6%，而21 m和24 m贝雷梁个别支点处的百分率是负值.分析可知这种现象产生的原因是随着跨度的增加，贝雷梁跨中应力起主导作用，整体上贝雷梁受力更加均匀些，改善了支点附近弦杆处的局部应力.

3.2 采取加强措施后的结果

为解决支点在下弦杆位置处会出现附加弯矩局部应力过大这一现象，可以采用减小弦杆局部计算跨度和增加弦杆截面的方法进行加固：1) 在每个支点位置处都增加一根立杆，立杆采用10#双拼槽钢；2) 对贝雷梁整体采取加强弦杆；3) 只在贝雷梁支点位置处采取加强弦杆.以15 m贝雷梁支点模型2为例，加强措施及应力结果如图7～9所示.其他支点模型采用加强措施后的应力结果如表2所示.

  

图7 采取加强措施示意图

  

图8 支点2增加立杆模型

  

图9 支点2采用加强弦杆模型

 

表2 采用加强措施后的应力计算结果 MPa

1) 对不同跨度贝雷梁随支点位置的移动其应力变化趋势基本一致，随着支点向内侧弦杆处移动，先呈上升趋势，在支点3处产生最大值后应力有所下降但仍远大于支点在立杆下方产生的应力值.

1) 在支点位置处增加立杆，增强了其局部刚度，支点附近下弦杆仍存在局部应力，但支点附近下弦杆应力已经小于跨中上下弦杆位置处应力值，除支点模型1外应力最大值均在容许值范围内.

2) 对贝雷梁整体采用加强弦杆后，贝雷梁应力有了显著的改善，除支点模型1外应力最大值均在容许值范围内，但在支点附近的下弦杆处应力仍大于跨中上下弦杆应力.由于贝雷梁最大应力发生在支点位置的立杆上，故采用加强弦杆后并未出现最大应力减半现象.

3) 对比以上3种加强措施结果可知：对贝雷梁整体采用加强弦杆后的加强效果最好，但成本较高；其次是在支点位置处增加立杆，该方法能避免支点附近局部应力过大现象；只对贝雷梁支点位置处采取加强弦杆和在支点位置处增加立杆对其加强效果相差不大.

此外，目录服务中还可以构建项目组概念，根据企业内部需要，如果企业还没有建设项目管理系统，可以在目录中初始化各个项目组，目录服务能够将该项目组的组织机构、项目组成员同步到PDM等协同设计系统中，当项目组撤销、项目组成员变更，项目成员角色变更，都将从目录中自动同步到业务系统中。将来，对于企业内部项目，只需要在目录服务中进行统一维护。通过在目录服务中构建项目统一视图，即可实现在各个业务系统中，项目组信息保持同步。

4 结语

本文分别对6、9、12、15、18、21和24 m贝雷梁在到达弯矩容许值状态下随着支点位置移动贝雷梁的受力性能进行了有限元研究，通过对比分析得到了以下主要结论:

1) 若以贝雷梁容许内力来控制贝雷梁的临界均布荷载值，无论文中模型跨度多少、支点在什么位置，贝雷梁的应力几乎均超过了限制.若将支点放在下弦杆位置处，即使移动很小的距离也会在支点附近产生很大的应力，且应力的增长速率随着跨度的减小呈递增趋势.在实际工程中注意避免将支点放在下弦杆位置.

专利法中的使用环境特征 ......................................胡 波 05.60

2) 针对支点不在立杆下应力过大问题，采用加强弦杆或在支点位置处增加立杆来改善贝雷梁的受力，对贝雷梁整体采用加强弦杆效果更明显些，但在支点位置处增加立杆能避免支点附近局部应力过大现象，且考虑到经济效益，节约造价，建议采用在支点处增加立杆来进行加固.

参考文献：

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[2] 胡亚峰.大跨度连续梁贝雷梁钢管柱式支架现浇施工技术[J].铁道建筑技术,2012(S1):25-30.

[3] 杨昌民,杨少冲,张勤.贝雷梁支撑在桥梁纠偏过程中的失稳分析[J].公路交通科技：应用技术版, 2009,5(11):157-158.

[4] 殷兴杰.基于有限元建模的贝雷架承载力分析[J].科技风,2015(9):48-49.

[5] 程强.贝雷梁手算与有限元计算的差异性[J].建筑知识,2016,36(8):179-181.

[6] 梁远森,王守君,张静芳.“321”贝雷梁钢便桥静力性能分析[J].华北水利水电学院学报,2012,33(5):39-42.

[7] 符强,李延强.ANSYS在贝雷梁施工支架检算及变形量预测中的应用研究[J].铁道建筑,2012(6):30-33.

[8] 周力毅,黄赣萍,周鑫.采用加强型贝雷梁基础的桥梁支架施工工艺[J].公路工程,2012,37(5):152-155.

[9] 黄绍鑫，刘陌生．装配式公路钢桥多用途使用手册[K].北京:人民交通出版社,2014.

[10] GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.