案例3懸索橋貓道檢算書

1、瀾滄江懸索橋 貓道檢算書案例三 瀾滄江懸索橋貓道檢算書1.編制依據(jù)（1）瀾滄江大橋貓道設(shè)計(jì)圖（2）公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）（3）鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量證明書（E04-426，B04-12496）（4）公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)-參考資料（5）簡(jiǎn)易架空纜索吊（段良策，人民交通出版社）2.工程概況 瀾滄江懸索橋施工貓道為120+380+120m三跨分離式結(jié)構(gòu)，上下游分幅對(duì)稱布置，全橋共2幅。兩幅貓道之間以矩形型鋼桁架結(jié)構(gòu)的橫通道聯(lián)結(jié)，橫通道在兩個(gè)邊跨中間各設(shè)1道，中跨設(shè)2道，全橋共4道。 單幅貓道凈寬2.4m（橫梁寬2.6m），高1.3m，其面層距主纜中心下方1.5m。 每幅貓道承重索采用4根36鋼絲

2、繩（6×19w+1WR-1670MPa），其兩端分別錨固于兩岸錨定前端的型鋼橫梁上，在兩岸塔頂處斷開，與塔頂順橋向兩側(cè)的預(yù)埋鋼板銷接。 每幅貓道面層由10槽鋼（間距2.0m）、100×50mm防滑方木條（間距0.5m）和1.6mm小孔（12.7×12.7mm）鋼絲網(wǎng)、4mm大孔（76.2×76.2mm）鋼絲網(wǎng)組成；兩側(cè)設(shè)1根20mm防護(hù)鋼絲繩，1根20扶手鋼絲繩，并每隔2.0m設(shè)一道63×4mm角鋼欄桿立柱，側(cè)面防護(hù)網(wǎng)采用4mm大孔鋼絲網(wǎng)綁扎在立柱與扶手索上。貓道選用鋼絲繩相關(guān)參數(shù)（摘錄于鋼絲繩質(zhì)量證明書）承重索防護(hù)繩、扶手繩說明繩結(jié)構(gòu)6

3、15;19W+1WR6×19W+1WR1、承重索在工廠內(nèi)已預(yù)拉，其實(shí)際實(shí)驗(yàn)參數(shù)：絲徑為1.98、2.56、2.65mm三種，破斷力1093.89KW，抗拉強(qiáng)度17101880MPa2、扶手繩末預(yù)拉繩徑mm3620絲徑mm1.91.1單位質(zhì)量kg/m5.621.73抗拉強(qiáng)度MPa16701670最小判斷拉力KN1000×0.85=850309×0.85=262.653.貓道承重索檢算3.1荷載計(jì)算（按單幅貓道分析） 荷載包括恒載、活載及風(fēng)力、溫度等附加荷載。3.1.1恒載 恒載包括承重索、面層、欄桿、索股滾輪支架、橫通道抗風(fēng)纜及其張力，其中橫通道、抗風(fēng)繩以集中荷載計(jì)

4、，其余以均布荷載計(jì)。1 承重索自重 q1=4×5.62×10=224.8 N/m2 貓道面層及欄桿貓道橫梁100×48×5.32.0m，L=2.8m/根G1=2.8×100=280N防滑木條100×50mm，50cm，L=0.58m/根，2m范圍內(nèi)有6根G2=6×0.1×0.05×0.58×950×10=165.3N欄桿立柱63×63×4，L=1.2m/根，2根/2mG3=2×1.2×3.91×10=93.84N貓道面層鋼絲網(wǎng)，2m&#

5、215;2.4m=4.8m2，大孔網(wǎng)4×76.2×76.2mm，小孔網(wǎng)1.6×12.7×12.7mmG4=4.8×（2.76+2.5）×10=252.5N欄桿防護(hù)網(wǎng)采用大孔網(wǎng)，g=2.76kg/mG5=2×2m×1.2m×2.76×10=132.48N則q2=Gi/2.0=（280+165.3+93.84+252.5+132.48）/2.0=462.1N/m3 承重索夾采用36壓扳式繩卡，3.09kg/個(gè)，24六角螺母0.112kg/個(gè)，每個(gè)螺母配一個(gè)24粗制墊圈0.0323kg/個(gè)。承重索在每

6、根貓道橫梁上安裝繩卡，間距2.0m。q3=4×3.09+8×（0.112+0.0323）×10/2=67.6N/m索股滾筒及支架，間距4.0m，12kg/只，q4=120/4=30N/m綁扎防滑木條用14#鐵絲及其他不可預(yù)見物如照明電纜線等按4.0kg/m計(jì)q5=40N/m另由于防護(hù)繩及扶手繩兩端分別錨固在塔頂型鋼立柱上或錨室前型鋼橫梁上，安裝后進(jìn)行預(yù)緊，其自重及所附繩卡重可由其自身承受，不傳遞至承重索，在檢算承重索時(shí)，考慮了欄桿立柱及防護(hù)鋼絲網(wǎng)重，不計(jì)防護(hù)繩重。恒載荷布荷載：q恒=qi=224.8+462.1+67.6+30+40=824.5N/m橫通道及附屬重

7、：每個(gè)橫通道重5.311t；對(duì)單幅貓道按集中荷載作用G恒1=5.331×1.15/2×104=31KN抗風(fēng)繩預(yù)張力：暫取30KN，中跨兩組抗風(fēng)繩對(duì)稱布置，風(fēng)繩下端按圖紙示意，捆綁于索塔中橫梁底口（1039.361處，B=19.36m），上端聯(lián)結(jié)于承重繩外側(cè)B=12.4+2×1.1=14.6m=artg=1.05°則抗風(fēng)繩順橋向水平分力hx1=hx2=30×cos1.05°30KN抗風(fēng)繩上錨點(diǎn)位置承重索垂度 fx=4f.X.（L-X）/L2=4×33.2×130×（380-130）/3802=29.89m對(duì)

8、應(yīng)標(biāo)高：1049.729+33.2-29.89=1053.039m=arctg=6.02° 則抗風(fēng)繩豎向分力G2=G3=30.sina=3.14KN3.1.2活載活載包括主纜索股、牽引繩及施工人員重，最終簡(jiǎn)化為均布荷載計(jì)算。1 主纜索股，每股為915.0mm鋼絲q1=91×牽×0.0052×7850×10=140.3N/m2 循環(huán)牽引繩采用28鋼絲繩（6×37，纖維芯）q2=27.7N/m3 施工人員：考慮最不利一次最多上40人，人均重70kg，排列間距大于4.0m，q3=40×70×10/（4×40）=

9、175N/m活載均布力：q活=qi=343N/m3.1.3附加荷載風(fēng)載經(jīng)咨詢?cè)O(shè)計(jì)及風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)單位，本橋橋面處設(shè)計(jì)風(fēng)速為V1=24m/s，橋位處地面粗糙度按IV類考慮。橋面基準(zhǔn)高度=橋面標(biāo)高1045.211-常水位996.0=49.211m貓道基準(zhǔn)平均高度=貓道平均標(biāo)高1/2×（1082.929+1082.929-33.2）-常水位996.0=70.329m貓道基準(zhǔn)高度處風(fēng)速V=V1=×24=25.23m/s貓道基準(zhǔn)風(fēng)壓W0=V2/1.6=25.232/1.6=398 Pa作用于貓道上的靜力風(fēng)載強(qiáng)度W=K1K2K3K4W0=0.85×0.8×1.3×

10、;1.42×398=500Pa貓道橫向迎風(fēng)面為承重繩、扶手繩、防護(hù)繩及欄桿，總高度1.3，取折減系數(shù)0.5，A=0.5×1.3=0.65m2/m則貓道橫向靜力風(fēng)載：q風(fēng)=W×A=0.65×500=325 N/m溫度：按溫差±203.2貓道承重索張力計(jì)算以貓道中跨承重索為分析對(duì)象。 中跨跨度L=380m，工作垂度f=33.2m1 恒載引起的水平張力由上述計(jì)算知：均布恒載:q恒=824.5N/m=0.8245KN/m集中恒載：G1=31KN, G2=G3=3.14KNhx1=hx2=30KNH恒=+hxi=+=654.2KN2 活載引起的水平張力q

11、活=343N/m=0.343KN/mH活=3 溫度變化引起的水平張力假設(shè)溫降20，致使承重索收縮引起垂度變化，通過垂度與水平張力的關(guān)系求張力。溫差設(shè)定：，鋼絲繩線膨脹系數(shù)：承重索無應(yīng)力索力：=1 =201.27+186.33=387.6m索長(zhǎng)收縮：跨中垂度變化：（矢跨比n=f/L=33.2/380=0.0874）變化后的垂度f1=33.2-0.2072=32.993m溫度引起的水平張力H溫=H（f1）-H（f） =658.1-654.2=3.87KN4 風(fēng)力引起的水平張力風(fēng)力橫向作用于貓道，其對(duì)承重索張力的影響假設(shè)為風(fēng)力與恒荷載的合力作用。 q恒+風(fēng)= H恒+風(fēng)= = =687.6KN3.3承

12、重索強(qiáng)度分析 水平張力組合： 組合：H=H恒+H活=654.2+186.5=840.7KN組合：H=H恒+H活+H溫=654.2+186.5+3.87=844.57KN組合：H=H恒+風(fēng)+H活+H溫=687.6+186.5+3.87=877.97KN則承重索最大水平張力Hmax=H=877.97KN承重索最大（支點(diǎn)處）：Tmax承重索選用4根36鋼絲繩，經(jīng)實(shí)驗(yàn)、預(yù)拉后每根繩破斷拉力總和不小于1000KN，則安全系數(shù)KK=3滿足規(guī)定要求。4貓道承重索塔頂錨固構(gòu)造檢算貓道單根承重索最大張力Tmax=933.2/4=233.3KN。承重索塔頂錨固系統(tǒng)采用4800×300×20通長(zhǎng)

13、預(yù)埋鋼板，端部2臺(tái)鋼板雙面加強(qiáng)，銷孔102mm。A3鋼材容許應(yīng)力：軸向應(yīng)力=140MPa，剪應(yīng)力T=85MPa，節(jié)點(diǎn)銷子的彎應(yīng)力xw=240MPa，銷孔承壓應(yīng)力ka=210MPa1 抗拉A：鋼板本身預(yù)埋鋼板最薄弱面為單層鋼板，假設(shè)不計(jì)其周邊砼的？，鋼板軸向受拉： B：鋼板端部銷孔處C：鋼板根部彎應(yīng)力：根部因Tmax的豎向分力產(chǎn)生的彎矩：根部加強(qiáng)部位鋼鋼？性矩：加強(qiáng)部位上部拉應(yīng)力2 拉剪 最薄弱面為銷孔位： 3 抗撕裂性能 按規(guī)范要求，垂直Tmax方向銷空直徑處凈載面積應(yīng)比計(jì)算所需面積大40%。A=A=（300+2×260-3×102）×20/cos19.8 =10

14、926mm2 K=4 銷孔承壓 銷孔102mm，銷子直徑100mm5 銷子抗剪 與上錨系統(tǒng)的連接部位按單剪計(jì)算： =5調(diào)節(jié)絲桿檢算 調(diào)節(jié)絲桿主要由鋼制雙面耳板，32連接四感組成，詳見設(shè)計(jì)圖。1 耳板檢算 抗拉： 抗剪： 抗撕裂：s=L/cos19.8=16.4MPa K=140/16.4=8.51.4.可！ 孔壁承壓：2 K1鋼板焊縫 焊縫允許拉力：F=0.707×8×（300-20）×85=134.6KN F=1/2Tmaxcos19.8=1/2×233.3×cos19.8=109.8KN K= 焊縫偏弱，若將K1鋼板該為雙面焊，或?qū)迮cK1

15、板側(cè)面焊接，可，滿足要求。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量。3 32絲桿 32冷拉IV級(jí)鋼l=750MPa 軸向拉應(yīng)力：6貓道承重索下錨構(gòu)造檢算地錨A：抗拔性能地錨道G=2×2.8×4×24=537.6KN承重索張力的豎向分力：Fx=4Tmaxsin19.8=4×233.3×sin19.8=316.1KNK=537.6/316.1=1.7K=1.5可！由于地錨砼錨定地板1.0m厚澆筑成整體，計(jì)算時(shí)錨定砼的影響未計(jì)，偏于安全。2 下錨鋼構(gòu)件受力分析按梁?jiǎn)卧?jì)，電算結(jié)果及圖示如下3 P1處40a槽鋼抗拔性能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際預(yù)埋件P1為40a型槽鋼，4組40a底

16、鋼以2100焊成整體，鋼與砼的握裹力一般為23.5MPa，此處偏安全不計(jì)100的作用，取0=2.0MPa，同時(shí)不計(jì)斜撐P2、P3的影響，設(shè)Tmax的豎向分力全部由P1承受。 400a×100×10.5外表面積Ab=1.14m2/m埋深Lb=3.968m抗拔力Fb=2×1.14×3.968×2×103=18094.1KN4×FAX=4×135=540KN滿足要求。40a槽鋼AC桿檢算A：240a本身抗拉 240a截面積：A=2×75.04=150.08cm2 B：銷孔位抗拉 Aj=2×75.04+

17、2×30×2-2×10.2×2-2×10.2×1.05=207.86cm2A=150.08.可 C：銷孔位抗剪 可 D：銷孔位抗撕裂 K=210/=6.711.4可BC桿檢算桿件本身作為壓桿，無須檢算，關(guān)鍵在于焊縫C端焊縫：按單面焊hf=8mm焊縫長(zhǎng)度L=2BC桿B端豎向力Fcy=55KN可B端焊縫：焊縫長(zhǎng)度：B端水平力合力FBX=76.3KN可B端預(yù)埋角鋼與鋼板的焊縫一組40a對(duì)應(yīng)6根100焊縫長(zhǎng)度：可！B：地錨抗傾分析 地錨為4.0×2.8×2.0m鋼筋砼矩形結(jié)構(gòu)，其底部約2.0m嵌入堅(jiān)硬的微風(fēng)化巖，頂部與錨定地板（1.