某桥缆索吊装系统计算书

PAGE某桥缆索吊装系统计算书说明：此缆索吊装系统用于吊装两岸T梁及钢桁梁。左岸采用万能杆件拼装成双柱门式索塔，锚碇为用万能杆件拼装成的重力式锚碇；右岸不设索塔，直接在岩体上打锚洞，索鞍放在洞口，锚碇为在锚洞内埋型钢卧梁。整套天线系统分上、下游两组。每组由一组主绳和两组工作绳组成。主绳由4根φ47.5mm钢绳组成，工作绳由1根φ47.5mm钢绳组成。工作绳兼作压塔绳。基本资料拟定：跨径L＝333m；工作垂度：fmax＝L/12＝333/12＝27.75m；项目内内容主索起重索牵引索钢绳根数、直径径4φ47.52φ21.52φ28单重（kg/mm）4×7.9299=31..7162×1.638=33.27662×2.768=55.5366钢丝直径(mmm)2.21.01.3钢绳面积（cmm2）4×8.43447=333.742×1.74227=3..4862×2.94552=5..89钢丝抗拉强度（kg/mmm2）155155155钢绳破断拉力（t）.82×4×1130.55=4288.04.82×27==22.114.82×45..65=337.433方案一：按照左岸T梁(20.22m)重量进行计算T梁吊装采用上、下游两组吊点抬吊方式进行起吊主索受力计算:基本数据：钢绳自重（主索、起吊索、牵引索）g＝（31.716＋3.2760+5.536）=40.528kg/m=0.040528t/m作用在主索上的集中荷载为：T梁自重：p1=45tT梁超重：p2=5%p1=2.25t吊具重（包括配重、自重）：p3=8t（两个吊点）即：p＝（p1+p2）/2+p3=31.63tb=19mfmax=27.75m钢绳的拉力Tmax计算：水平力Hmax计算：p（L－b)gL2Hmax＝————＋——4fmax8fmax31.63×(333－19)0.040528×3332＝————————＋——————4×27.758×27.75=89.46+20.24=109.7t2)水平夹角φ:fmax27.75φ=arctg——=arctg————=100(L－x)/21573)拉力Tmax：Tmax＝Hmax/cosφ=109.7/cos100=111.4t主索的安全系数：K=［T］/Tmax=428.04/111.4=3.84＞3安全主索安装垂度的计算：空载，吊点在跨中时主索最大水平力Hx计算：由方程：EkAncos2βG2EkAncos2βHx3＋Hx2{————[3p(p+G)+G2]－H}－——————－24H224x(L－x)px(px+G)EkAncos2β————————————＝02L2式中：H=Hmax=109.7tp＝31.63tx=L/2=166.5mEk=756t/cm2An=33.74cm2G=gL=.040528×333=13.5tEkAn=25507.44tcosβ=1L=333mpx=p3=8t有：25507.44Hx3＋Hx2{————[3×31.63×(31.63+13.5)+13.52]－109.7}－24×109.7213.52×25507.44166.5×166.5×8×(8+13.5)×25507.44————————－——————————————————＝02×3332整理后得：Hx3＋284.6014776Hx2－742107.0825＝0解得：Hx＝47.28t安装垂度fx的计算:pxLqL2pxLGL由式：fx＝——＋——=——＋——4Hx8Hx4Hx8Hx8×33313.5×333有：fx＝————＋————＝25.99m4×47.288×47.28主索的应力验算：考虑弯曲应力时：TpEkδmax=——＋——√——AnnTAn式中：T＝Tmax/4=111.4/4=27.85tAn=8.4347cm2p=31.63/4=7.91tn=4Ek=756t/cm227.857.91756有：δmax=——＋——×√————8.4347427.85×8.4347=6.85t/cm2=68.5kg/mm2[δ]155安全系数：K＝——＝——=2.26＞2安全δmax82.62考虑接触应力时：Tdδmax=——＋Ek——AnDmin式中：T＝Tmax/4=111.4/4=27.85tAn=8.4347cm2d=2.2mmDmin=1000mm（1个吊点两天车之间距离）Ek=756t/cm227.852.2有：δmax=————＋756×——8.43471000=4.96t/cm2=49.6kg/mm2[δ]155安全系数：K＝——＝————=3.13＞2安全δmax49.6起重索计算：起重索受力F的计算及验算：起吊绳采用走8线进行起吊，一个吊点采用一端用1台5T卷扬机进行起吊，另一端锚固的方式，经过2个转向滑车进卷扬机。在1－1断面建立平衡方程得：（η3＋η4＋……+η12）F=p/2η3(η+η2＋……+η9)F=p/2η9+1－1————Fη3＝p/2η－1式中：η——滑轮效率，即钢丝绳经过一个滑轮其拉力减少为原拉力的η倍。取η＝0.98（滚球轴承滑轮）p/2=31.63/2=15.82t（0.98－1）×15.82代入解得：F=————————＝1.84t0.983×(0.9810－1)[T]22.14安全系数：K＝——＝————=8.02＞5安全μF1.5×1.84μ——施工中受力不均匀系数，1.3~1.5,取μ＝1.52）起重索应力计算及验算：a）起重索接触应力计算：μFdδmax=——＋Ek——AnDmin式中:F=1.84tAn=1.7427cm2Ek=756t/cm2Dmin=350mmd=1.0mmμ=1.51.5×1.841.0代入得：δmaax=————＋756×——＝3.744t/cmm2=37.4kg/mmm21.7427350b)安全系数数：K=［δ］/δmax=1155/337.4=4.14＞3安全四、牵引索计算算：牵引索受力计算算及验算：：牵引索水平力HHx计算：当吊点运至左岸岸桥台尾部部15m处进进行起吊时时，牵引索索受力计算算。由方程：EkAncos2βGG2EkAncos2βHx3＋Hx2{————[3pp(p+GG)+G22]－H}－———————－24H2224x(L－x)ppx(px+G)EkAncos2β——————————————＝02L2式中：H=HHmax=1109.77tp＝31.663txx=3177mEk=756t/ccm2An=33..74cmm2G==gL=..0405528×3333=113.5ttEkAn=25507..44tcoosβ=1L=3333mpx=31..63tL－x＝16m255507..44Hx3＋Hxx2{————[3××31.663×(331.633+13..5)+113.522]－109..7}－244×1099.7213.52×2255077.443177×16××31.663×(331.633+13..5)×2255077.44—————————－——————————————————————＝0242×33332整理后得：Hxx3＋284..49977965HHx2－10266180..183＝0解得：Hx＝554.988t2)此处的主索垂度度计算：pxxx(L－x)gxx(L－x)由式：fx＝—————＋————LHx2Hx式中：px=331.633tHHx＝54.998tg==0.04405288t/mL＝333mmx==317mm31.63×3317×1160.04405288×3177×16有：fx＝——————＋——————————3333×544.982×3333＝99.07mm3)水平夹角角φ2:φ2=arctgg(9.007/166)=299.5500Tx＝Hx/cosφ2==63.22t此时，左岸索鞍鞍压力N计算：N＝Tx(sin29.555+siin39..93)==71.773t4)牵引索受受力计算：：牵引索受力由三三部分组成成：牵引索运行阻力力w1:计算滑车升角γγ:(2x－L)p由公式：tgγγ=tgβ+————（g+——）2HxL式中：tgβ＝＝0xx=3177mHHx＝54.998tL＝333mp＝31.663tq=0.04405288t/m22×3177－33331.663有：tgγ＝——————×(00.0400528+——)2×544.98333＝0.370095γγ=arcctg0..370995=20.3350w1=z1+f(ppcosγ)=psinγ+f(ppcosγ)式中：f——钢钢丝绳与行行车的运动动阻力系数数，取0.022则：w1＝31.63×((sin220.3550+0.002×coos20..350)=111.59tt起重索运行阻力力w2:w12=F－－ηnF=F((1－η10)在1－1截面中建立拉力力平衡方程程式：（η＋η2＋……+η9）F＝p/21－ηpF=—————×——η（1－－η8＋1）22式中：η＝0..98代入上式解得：：F=1.944tw12=F(1－η100)＝1.944×(1－0.98810)=0.336tw2=2w12==0.722t后牵引索的自然然松弛张力力w3：由式：w3＝HH＝g1x2/8f式中：g1=55.5366×10-3t/mmx==317mf——后牵引索的跨中中垂度，取取f=L//10=3333/100=33.3m则有：w3＝（5.5336×10-3×3172）/(8×33.3)==2.099tPAGE即：牵引索的总总张力为：：T＝＝w1+w2+w3=11.559+0..72+2.099=14.44t牵引索的拉力验验算：K＝[T]/T=337.433/14..4=2.6≈3可可使用采用8T卷扬机，钢丝绳绳走两线进进行牵引，但但，需用卷卷扬机帮力力，方可使使用。方案二：按照右右岸T梁(16m)重量进行行计算－b=155mT梁吊装采用上、下下游两组吊吊点抬吊方方式进行起起吊主索受力计算::基本数据：钢绳自重（主索索、起吊索索、牵引索索）g＝（31.716＋＋3.27760+55.5366）=40..528kkg/m==0.04405288t/m作用在主索上的的集中荷载载为：T梁自重：p1==33tT梁超重：p2==5%p11=1.665t吊具重（包括配配重、自重重）：p3=8t（两个吊吊点）即：p＝（p1+p2）/2++p3=25..33t钢绳的拉力Tmmax计算算：水平力Hmaxx计算：pp（L－b)ggL2Hmax＝—————＋——4fmax88fmax25.33×((333－15)00.0400528××33322＝——————————＋———————4×277.758××27.775=772.577+20..24=992.811t2)水平夹角角φ:ffmax227.755φ=arctg——=arrctg————=100(LL－x)/2215573)拉力Tmmax：Tmax＝＝Hmax/ccosφ=92.881/coos1000=94.224t主索的安全系数数：K=［T］/Tmax==428..04/994.244=4.544＞3安全主索安装垂度的的计算：空载，吊点在跨跨中时主索索最大水平平力Hx计算：由方程：EkAncos2βG2EkAncos2βHx3＋Hxx2{————[3pp(p+GG)+G22]－H}－———————－24H2224x(L－x)ppx(px+G)EkAncos2β——————————————＝02L2式中：H=HHmax=92.881tp＝25.333txx=L/22=1666.5mEk=756t/ccm2An=33..74cmm2G==gL=..0405528×3333=113.5ttEkAn=25507..44tcoosβ=1L==333mmpx=p3=8t有：255507..44Hx3＋Hxx2{————[3××31.663×(331.633+13..5)+113.522]－109..7}－244×92..81213.52×2255077.441166.55×1666.5×88×(8++13.55)×255507.444—————————－——————————————————————＝02×3332整理后得：Hxx3＋284..60144776HHx2－7421107.00825＝0解得：Hx＝447.288t安装垂度fx的的计算:pxxLqqL2pxLGL由式：fx＝———＋——=——＋——4Hx8Hx4Hx88Hx8×3333113.5××333有：fx＝————＋————＝25.999m4×477.288×477.28主索的应力验算算：考虑弯曲应力时时：TppEkδmax=——＋＋——√———AnnTAn式中：T＝Tmmax//4=233.56ttAn=8..43477cm2pp=25..33/44=6.333tn=4Ekk=7566t/cmm2233.566.333756有：δmax=——＋——×√—————8..434774233.56××8.43347=2..79+33.09=5.88t/ccm2=58.88kg/mmm2[[δ]155安全系数：K＝＝——＝——=2..64＞2安全δmax58..8考虑接触应力时时：Tdδmax=——＋＋Ek——AnDmiin式中：T＝Tmmax//4=233.56ttAn=8..43477cm2dd=2.22mmDmin==10000mm（1个吊点两两天车之间间距离）Ek=7566t/cmm223.5562.22有：δmax=—————＋756×——8.434711000＝2.800+1.666=4.46tt/cm22=44.6kg/mmm2[δ]1155安全系数：K＝＝——＝————=3..5＞2安全δmax444.6起重索计算：起重索受力F的的计算及验验算：起吊绳采用走88线进行起起吊，一个个吊点采用用一端用1台5T卷扬机进进行起吊，另另一端锚固固的方式，经经过2个转向滑滑车进卷扬扬机。在1－1断面建立立平衡方程程得：（η3＋η4＋……+η12）F=pp/2η3(η+η2＋……+η9)F=p/22η9+11－1————Fηη3＝p/2η－1式中：η———滑轮效率率，即钢丝丝绳经过一一个滑轮其其拉力减少少为原拉力力的η倍。取η＝0.98（滚球轴轴承滑轮）p=255.33tt（0.98－1）×12.667代入解得：F==——————————＝1.47t0.983×((0.98810－1)[[T]222.14安全系数：K＝＝——＝————=100＞5安全μF1.55×1.447μ——施工中受受力不均匀匀系数，1.3~~1.5,,取μ＝1.52）起重索应力计计算及验算算：a）起重索接触应应力计算：：μFdδmax=——＋＋Ek——AnDmiin式中:F=1..47tAAn=1.77427cm2Ek=7566t/cmm2DDmin==350mmmd=1..0mmμ=1.551.5×1.4471.00代入得：δmaax=————＋756×——＝3.43t/cmm2=34.33kg/mmm21.7427350b)安全系数数：K=［δ］/δmax=155/344.3=44.52＞3安全当吊点运至右岸岸桥台尾部部（距台尾尾24m）进行起起吊时，牵牵引索受力力计算。由方程：EkAncos2βGG2EkAncos2βHx3＋Hx2{————[3pp(p+GG)+G22]－H}－———————－24H2224x(L－x)ppx(px+G)EkAncos2β——————————————＝02L2式中：H=HHmax=92.881tp＝25.333txx=43mEk=756t/ccm2An=33..74cmm2G==gL=.00405228×3333=133.5tEkAn=25507..44tcoosβ=1L=3333mpx=25.333tL－x＝290m有：255507..44Hx3＋Hxx2{————[3××25.333×(25..33+113.5)+133.52]－92.881}－244×92..81213.52×2255077.44290×43×25.333×(25..33+113.5)×255507..44—————————－——————————————————————＝0242×33332整理后得：Hxx3＋293..75133239HHx2－16044341..184＝＝0解得：Hx＝666.711t2)此处的主索垂度度计算：pxxx(L－x)gxx(L－x)由式：fx＝—————＋————LHx2Hx式中：px=225.333tHx＝66.771tg=0.04405288t/mx=443mL－x＝290m25.33×229043300.0400528××43290有：fx＝——————＋———————3333×66.77