钢索桥复核计算书

1 关河牛栏沟电站钢丝绳便桥设计校核及建议关河牛栏沟电站钢丝绳便桥设计校核及建议 一 设计概述一 设计概述 牛栏沟水电站坝址位于云南省大关县牛栏沟村处 是横江岔河 至盐津县城河段八个梯级电站开发方案的第六级 是以发电为主的 水电枢纽工程 电站采用河床式开发 装机容量 2 48MW 本计算书主要为校核左泄洪闸与右泄洪闸间搭建的临时交通便 桥通行和承载能力 该便桥为钢索桥 跨度 25 米 主要为施工人员 通行便桥 无过车和建筑材料运输要求 桥面宽度 1 2m 两端分别 锚固于左泄洪闸闸墩和右泄洪闸闸墩 EL494 0m 高程 便桥下方为厂 房施工作业面 二 钢丝绳便桥的计算与校核二 钢丝绳便桥的计算与校核 一一 钢丝绳便桥的计算 钢丝绳便桥的计算 1 钢丝绳便桥采用 22 钢丝绳做主缆 绳上满铺实木条板 考 虑钢丝绳受力安全系数达到要求 且考虑木条板的长度 主缆采用 三条 间距为 0 6m 并以 2 5 米的间距加设与木条板同长度的 2 16 钢筋 将钢筋与主缆和边缆同时固定 边缆采用 12 钢丝绳 2 为防止施工人员步行通过时引起钢丝绳晃动使人员跌倒造成 坠落事故 加设 12 限位钢丝绳 3 钢丝绳便桥主缆两端地锚采用桩式地锚 单侧地锚采用 8 25 钢筋通过在闸墩上钻孔锚固于闸墩 最小钻孔锚固深度 60cm 灌注水泥浆 地锚的具体设计如下图 二二 钢丝便桥所受荷载钢丝便桥所受荷载 1 均布荷载 钢丝绳每米自重 人群荷载 木条板 固定钢筋 等重 2 集中荷载 便桥要全面考虑各种可能存在的施工荷载及其最不 利的组合状态来进行设计计算 钢丝绳便桥除了承受主绳自重和绳 上铺设物等均布荷载的作用外 还要考虑根据施工需要通过一定数量 的人群荷载和施工周转材料 工具确保便桥有足够的施工安全 满足 相关安全规范的要求 由于便桥不是运载主要施工材料的通道 仅 供施工人员通行 因此本计算中考虑 6 名施工人员同时集中通过便 桥 以此作为集中荷载 3 三 钢丝绳的计算钢丝绳的计算 1 确定钢丝绳便桥的跨度 工作垂度 跨度 L 25m 外荷载作用下 垂度取 f L 20 1 25m 2 钢丝绳便桥最大张力和强度验算 1 钢丝绳 1 96kg m 3 条主缆钢丝绳单位重为 q1 1 96 3 10 58 8N m 公称抗拉强度为 1570MPa 破断力 T 271KN 2 人群荷载 取 6 个人同时走在桥上 每人按照 70kg 计 合计为 Q 6 70 10 4200 N 3 木条板 钢筋配置 栏杆等总重 木条板 5 条一米 每条 6kg 每米重 q2 6 5 10 300N 直径 16 的钢筋全桥总长 10 3 6 36 米 直径 12 的钢筋全桥总长 2 25 50 米 钢筋部 分总重 36 1 58 50 0 888 101 28KG 单位长度重量 q3 101 28 25 10 40 5N 边缆每米重量 q4 0 584 4 10 23 36N 6 钢丝绳最大张力和强度计算 均布力 q q1 q2 q3 q4 58 8 300 40 5 23 36 422 66N m 集中力 Q 4200N 主索最大水平张力 Hmax Mmax f26 25 其中 Mmax ql2 8 QL 4 422 66 252 8 4200 25 4 59 27KN M 4 Hmax 59 27 1 25 47 41KN COS 25 2 1 252 252 4 0 5 0 975 Tmax 38 04 COS 47 41 0 975 48 63 KN 安全系数 K 0 8T破 Tmax 0 8 271 48 63 4 46 3 4 符合要求 3 锚固端的抗拔力计算 锚固端侧视图 锚固端受力计算简图 为安全起见 锚固钢筋计为 4 根直径 25 的螺纹钢筋 沙浆注入长度 取 0 4m 保守计算把所有荷载按直接拉力计算 钢绳重量 G1 1 96 0 584 25 63 6KG 木条板重量 G2 30 25 750KG 固定钢筋重量 G3 101 28KG 人群荷载重量 G4 420KG 5 总荷载 G 63 6 750 101 28 420 1334 88KG 每根锚固钢筋承担的重量 Gn 1334 88 4 333 72KG 由于锚固钢筋是后期通过钻孔插入灌浆后锚固 在此将锚固力 按照岩石锚杆进行计算 荷载标准值 Nak Htkcosa 荷载设计值 Na rQNak 式中 Nak 锚杆轴向拉力标准值 kN Na 锚杆轴向拉力设计值 kN Htk 锚杆所受水平拉力标准值 kN 锚杆倾角 rQ 荷载分项系数 可取 1 30 当可变荷载较大时应按现行 荷载规范确定 计算得 轴向拉力标准值 Nak HtkcosaHtkcosaa 2 40 0 70745 1 7 3 4 0 560 3 20 KN 轴向拉力设计值 Na roNak 2 26 KN 沙浆与原闸墩的锚固长度 la Nak 2fy 式中 la 锚固段长度 m D 锚固体直径 m frb 地层与锚固体粘结强度特征值 kPa 应通过试验确定 当无试验资料时可按规范取值 1 固体与地层粘结工作条件系数 对永久性锚杆取 1 00 6 对临时性锚杆取 1 33 计算得 la 0 484m 钢筋与砂浆的锚固长度 la roNa 3n dfb 式中 la 锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度 m d 锚杆钢筋直径 m n 钢筋 钢绞线 根数 根 ro 边坡工程重要性系数 fb 钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值 kPa 应由试验 确定 当缺乏试验资料时可按规范取值 3 钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数 对永久性锚杆取 0 60 对临时性锚杆取 0 72 计算得 la 0 379m 由以上计算可以看出实际锚固长度 L 0 4m 0 379m 满足要求 三 钢丝绳便桥使用安全建议三 钢丝绳便桥使用安全建议 1 钢丝绳便桥两端高程应与地面持平 以方便人员通过 2 定期检查锚固钢筋与立柱的焊接点 出现裂缝或变形应立即 停止使用便桥 3 定期对钢丝绳和锚固钢筋进行锈蚀检查 涂刷防锈油 4 对木条板 护栏安全网应定期更换 出现破损腐烂的木板不 允许继续强行使用 5 建议加设防侧翻的限位钢丝绳 每端 2 根并锚固于闸墩上 7 6 防止高空落物冲击便桥造成事故 7 便桥上一次性通过人员重物总载不许超过 0 25 吨 单点集中 荷载考虑木条板的承受力不许超过 80 公斤 且任何时候综合载荷不 许造成便桥出现侧倾 应在两桥头显眼处设置好限载标志及具体 易 懂的文字警示牌 并向所有施工人员作好书面的安全技术交底 8 便桥下方为主厂房施工作业面 应防止从便桥上高空落物 造成事故 参 考 文 献 1 交通部 JTJ