案例3悬索桥猫道检算书.doc

澜沧江悬索桥 猫道检算书案例三 澜沧江悬索桥猫道检算书1.编制依据（1）澜沧江大桥猫道设计图（2）公路桥涵设计规范（JTJ025-86）（3）钢丝绳产品质量证明书（E04-426，B04-12496）（4）公路桥涵设计手册-参考资料（5）简易架空缆索吊（段良策，人民交通出版社）2.工程概况 澜沧江悬索桥施工猫道为120+380+120m三跨分离式结构，上下游分幅对称布置，全桥共2幅。两幅猫道之间以矩形型钢桁架结构的横通道联结，横通道在两个边跨中间各设1道，中跨设2道，全桥共4道。 单幅猫道净宽2.4m（横梁宽2.6m），高1.3m，其面层距主缆中心下方1.5m。 每幅猫道承重索采用4根36钢丝绳（619w+1WR-1670MPa），其两端分别锚固于两岸锚定前端的型钢横梁上，在两岸塔顶处断开，与塔顶顺桥向两侧的预埋钢板销接。 每幅猫道面层由10槽钢（间距2.0m）、10050mm防滑方木条（间距0.5m）和1.6mm小孔（12.712.7mm）钢丝网、4mm大孔（76.276.2mm）钢丝网组成；两侧设1根20mm防护钢丝绳，1根20扶手钢丝绳，并每隔2.0m设一道634mm角钢栏杆立柱，侧面防护网采用4mm大孔钢丝网绑扎在立柱与扶手索上。猫道选用钢丝绳相关参数（摘录于钢丝绳质量证明书）承重索防护绳、扶手绳说明绳结构619W+1WR619W+1WR1、承重索在工厂内已预拉，其实际实验参数：丝径为1.98、2.56、2.65mm三种，破断力1093.89KW，抗拉强度17101880MPa2、扶手绳末预拉绳径mm3620丝径mm1.91.1单位质量kg/m5.621.73抗拉强度MPa16701670最小判断拉力KN10000.85=8503090.85=262.653.猫道承重索检算3.1荷载计算（按单幅猫道分析） 荷载包括恒载、活载及风力、温度等附加荷载。3.1.1恒载 恒载包括承重索、面层、栏杆、索股滚轮支架、横通道抗风缆及其张力，其中横通道、抗风绳以集中荷载计，其余以均布荷载计。1 承重索自重 q1=45.6210=224.8 N/m2 猫道面层及栏杆猫道横梁100485.32.0m，L=2.8m/根G1=2.8100=280N防滑木条10050mm，50cm，L=0.58m/根，2m范围内有6根G2=60.10.050.5895010=165.3N栏杆立柱63634，L=1.2m/根，2根/2mG3=21.23.9110=93.84N猫道面层钢丝网，2m2.4m=4.8m2，大孔网476.276.2mm，小孔网1.612.712.7mmG4=4.8（2.76+2.5）10=252.5N栏杆防护网采用大孔网，g=2.76kg/mG5=22m1.2m2.7610=132.48N则q2=Gi/2.0=（280+165.3+93.84+252.5+132.48）/2.0=462.1N/m3 承重索夹采用36压扳式绳卡，3.09kg/个，24六角螺母0.112kg/个，每个螺母配一个24粗制垫圈0.0323kg/个。承重索在每根猫道横梁上安装绳卡，间距2.0m。q3=43.09+8（0.112+0.0323）10/2=67.6N/m索股滚筒及支架，间距4.0m，12kg/只，q4=120/4=30N/m绑扎防滑木条用14#铁丝及其他不可预见物如照明电缆线等按4.0kg/m计q5=40N/m另由于防护绳及扶手绳两端分别锚固在塔顶型钢立柱上或锚室前型钢横梁上，安装后进行预紧，其自重及所附绳卡重可由其自身承受，不传递至承重索，在检算承重索时，考虑了栏杆立柱及防护钢丝网重，不计防护绳重。恒载荷布荷载：q恒=qi=224.8+462.1+67.6+30+40=824.5N/m横通道及附属重：每个横通道重5.311t；对单幅猫道按集中荷载作用G恒1=5.3311.15/2104=31KN抗风绳预张力：暂取30KN，中跨两组抗风绳对称布置，风绳下端按图纸示意，捆绑于索塔中横梁底口（1039.361处，B=19.36m），上端联结于承重绳外侧B=12.4+21.1=14.6m=artg=1.05则抗风绳顺桥向水平分力hx1=hx2=30cos1.0530KN抗风绳上锚点位置承重索垂度 fx=4f.X.（L-X）/L2=433.2130（380-130）/3802=29.89m对应标高：1049.729+33.2-29.89=1053.039m=arctg=6.02 则抗风绳竖向分力G2=G3=30.sina=3.14KN3.1.2活载活载包括主缆索股、牵引绳及施工人员重，最终简化为均布荷载计算。1 主缆索股，每股为915.0mm钢丝q1=91牵0.0052785010=140.3N/m2 循环牵引绳采用28钢丝绳（637，纤维芯）q2=27.7N/m3 施工人员：考虑最不利一次最多上40人，人均重70kg，排列间距大于4.0m，q3=407010/（440）=175N/m活载均布力：q活=qi=343N/m3.1.3附加荷载风载经咨询设计及风洞实验单位，本桥桥面处设计风速为V1=24m/s，桥位处地面粗糙度按IV类考虑。桥面基准高度=桥面标高1045.211-常水位996.0=49.211m猫道基准平均高度=猫道平均标高1/2（1082.929+1082.929-33.2）-常水位996.0=70.329m猫道基准高度处风速V=V1=24=25.23m/s猫道基准风压W0=V2/1.6=25.232/1.6=398 Pa作用于猫道上的静力风载强度W=K1K2K3K4W0=0.850.81.31.42398=500Pa猫道横向迎风面为承重绳、扶手绳、防护绳及栏杆，总高度1.3，取折减系数0.5，A=0.51.3=0.65m2/m则猫道横向静力风载：q风=WA=0.65500=325 N/m温度：按温差203.2猫道承重索张力计算以猫道中跨承重索为分析对象。 中跨跨度L=380m，工作垂度f=33.2m1 恒载引起的水平张力由上述计算知：均布恒载:q恒=824.5N/m=0.8245KN/m集中恒载：G1=31KN, G2=G3=3.14KNhx1=hx2=30KNH恒=+hxi=+=654.2KN2 活载引起的水平张力q活=343N/m=0.343KN/mH活=3 温度变化引起的水平张力假设温降20，致使承重索收缩引起垂度变化，通过垂度与水平张力的关系求张力。温差设定：，钢丝绳线膨胀系数：承重索无应力索力：=1 =201.27+186.33=387.6m索长收缩：跨中垂度变化：（矢跨比n=f/L=33.2/380=0.0874）变化后的垂度f1=33.2-0.2072=32.993m温度引起的水平张力H温=H（f1）-H（f） =658.1-654.2=3.87KN4 风力引起的水平张力风力横向作用于猫道，其对承重索张力的影响假设为风力与恒荷载的合力作用。 q恒+风= H恒+风= = =687.6KN3.3承重索强度分析 水平张力组合： 组合：H=H恒+H活=654.2+186.5=840.7KN组合：H=H恒+H活+H温=654.2+186.5+3.87=844.57KN组合：H=H恒+风+H活+H温=687.6+186.5+3.87=877.97KN则承重索最大水平张力Hmax=H=877.97KN承重索最大（支点处）：Tmax承重索选用4根36钢丝绳，经实验、预拉后每根绳破断拉力总和不小于1000KN，则安全系数KK=3满足规定要求。4猫道承重索塔顶锚固构造检算猫道单根承重索最大张力Tmax=933.2/4=233.3KN。承重索塔顶锚固系统采用480030020通长预埋钢板，端部2台钢板双面加强，销孔102mm。A3钢材容许应力：轴向应力=140MPa，剪应力T=85MPa，节点销子的弯应力xw=240MPa，销孔承压应力ka=210MPa1 抗拉A：钢板本身预埋钢板最薄弱面为单层钢板，假设不计其周边砼的？，钢板轴向受拉： B：钢板端部销孔处C：钢板根部弯应力：根部因Tmax的竖向分力产生的弯矩：根部加强部位钢钢？性矩：加强部位上部拉应力2 拉剪 最薄弱面为销孔位： 3 抗撕裂性能 按规范要求，垂直Tmax方向销空直径处净载面积应比计算所需面积大40%。A=A=（300+2260-3102）20/cos19.8 =10926mm2 K=4 销孔承压 销孔102mm，销子直径100mm5 销子抗剪 与上锚系统的连接部位按单剪计算： =5调节丝杆检算 调节丝杆主要由钢制双面耳板，32连接四感组成，详见设计图。1 耳板检算 抗拉： 抗剪： 抗撕裂：s=L/cos19.8=16.4MPa K=140/16.4=8.51.4.可！ 孔壁承压：2 K1钢板焊缝 焊缝允许拉力：F=0.7078（300-20）85=134.6KN F=1/2Tmaxcos19.8=1/2233.3cos19.8=109.8KN K= 焊缝偏弱，若将K1钢板该为双面焊，或将板与K1板侧面焊接，可，满足要求。同时，现场应严格控制焊缝质量。3 32丝杆 32冷拉IV级钢l=750MPa 轴向拉应力：6猫道承重索下锚构造检算地锚A：抗拔性能地锚道G=22.8424=537.6KN承重索张力的竖向分力：Fx=4Tmaxsin19.8=4233.3sin19.8=316.1KNK=537.6/316.1=1.7K=1.5可！由于地锚砼锚定地板1.0m厚浇筑成整体，计算时锚定砼的影响未计，偏于安全。2 下锚钢构件受力分析按梁单元计，电算结果及图示如下3 P1处40a槽钢抗拔性能现场实际预埋件P1为40a型槽钢，4组40a底钢以2100焊成整体，钢与砼的握裹力一般为23.5MPa，此处偏安全不计100的作用，取0=2.0MPa，同时不计斜撑P2、P3的影响，设Tmax的竖向分力全部由P1承受。 400a10010.5外表面积Ab=1.14m2/m埋深Lb=3.968m抗拔力Fb=21.143.9682103=18094.1KN4FAX=4135=540KN满足要求。40a槽钢AC杆检算A：240a本身抗拉 240a截面积：A=275.04=150.08cm2 B：销孔位抗拉 Aj=275.04+2302-210.22-210.21.05=207.86cm2A=150.08.可 C：销孔位抗剪 可 D：销孔位抗撕裂 K=210/=6.711.4可BC杆检算杆件本身作为压杆，无须检算，关键在于焊缝C端焊缝：按单面焊hf=8mm焊缝长度L=2BC杆B端竖向力Fcy=55KN可B端焊缝：焊缝长度：B端水平力合力FBX=76.3KN可B端预埋角钢与钢板的焊缝一组40a对应6根100焊缝长度：可！B：地锚抗倾分析 地锚为4.02.82.0m钢筋砼矩形结构，其底部约2.0m嵌入坚硬的微风化岩，顶部与锚定地