(畢業(yè)論文)懸索橋貓道設(shè)計(jì)計(jì)算書

泓口懸索橋貓道設(shè)計(jì)計(jì)算書1.編制依據(jù) 42.工程概況 43.中跨貓道承重索檢算 43.1荷載計(jì)算(按單幅貓道分析) 43.2中跨貓道承重索張力計(jì)算 83.3中跨承重索強(qiáng)度計(jì)算 4.1荷載計(jì)算 4.2結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 5.邊跨貓道承重索檢算 5.1荷載計(jì)算(按單幅貓道分析) 5.2邊跨貓道承重索張力計(jì)算 5.3承重索強(qiáng)度計(jì)算 6、邊跨貓道承重索錨固構(gòu)造檢算 207、貓道攬風(fēng)繩下錨構(gòu)造檢算 7.1地錨抗拔性能驗(yàn)算 7.2地錨抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 7.3地錨抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 2、在貓道承重索的計(jì)算中，風(fēng)力根據(jù)設(shè)計(jì)提供的信息，按橋面處員按4人/4m,每副中跨貓道最多一次上20人計(jì)，每副邊跨貓道最多一次上10人計(jì).泓口懸索橋貓道檢算書(1)泓口大橋貓道設(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—《參考資料》(5)簡易架空纜索吊(段良策，人民交通出版社)泓口懸索橋?yàn)槿缃Y(jié)構(gòu)，理論跨徑42m+102m+42m。貓道系統(tǒng)順橋向按三跨分柱上。橫向通道在跨中位置設(shè)置一個(gè)。每幅貓道寬3.0m,高1.0m,處于主纜正下方，面層與主纜中心距1.4m,與主纜線型基本一致。每幅貓道承重索采用4根φ22.5鋼絲繩(6W(19)-公稱抗拉強(qiáng)度2000MPa),其兩端分別錨固于兩岸錨固端前端的型鋼預(yù)埋件上，在兩岸塔頂處斷開，與塔頂每幅貓道面層由[10槽鋼(間距2.0m)、50×50mm防滑方木條(間距0.5m)側(cè)設(shè)1根φ16扶手鋼絲繩，并每隔2.0m設(shè)一道∠63×名稱承重索扶手繩說明繩結(jié)構(gòu)承重索要求在工廠內(nèi)預(yù)拉，最小判斷拉力3.1荷載計(jì)算(按單幅貓道分析)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3.1.1.1恒載均布荷載(1)承重索自重：(2)貓道面層及欄桿①貓道橫梁采用[100×48×5.302.0m,L=3.0m/根，每米重10kg。②防滑木條50×50mm,050cm,L=0.80m/根，2m范圍內(nèi)有6根。③欄桿立柱∠63×63×4,L=1.0m/根，2根/2m。則q?=ZGi/2.0=(300+90+78.2+366.4+18.6)/2.0(3)承重索夾采用φ22.5壓扳式繩卡，1.0kg/個(gè)，φ18六角螺母0.07kg/個(gè)，每個(gè)螺母配一個(gè)φ18粗制墊圈0.020kg/個(gè)。重索在每根貓道橫梁上安裝繩卡，間距2.0m。q?=[4×1.0+8×(0.07+0.020)]×(4)索股滾筒及支架，間距8.0m,12kg/只，(5)14#鐵絲(綁扎防滑木條用)及其他不可預(yù)見物如照明電纜線等按2.0kg/m計(jì)另由于扶手繩兩端分別錨固在塔頂型鋼立柱上或錨跨前型鋼橫梁上，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3.1.1.2恒載集中荷載(1)橫通道重：橫向通道重3.4t;對(duì)單幅貓道按集中荷載作用G恒1=34/2×10?=17KN(2)抗風(fēng)繩預(yù)張力：②貓道設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速計(jì)算(公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范)V、VZ、Z高度下的風(fēng)速(m/s);α:地表粗糙系數(shù)。這里區(qū)0.22。③貓道橫橋向設(shè)計(jì)分力計(jì)算用公式：(公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范報(bào)批稿)p:空氣密度1.225Kg/m3C?:構(gòu)件空氣繞流阻力系數(shù)取0.7;A.:構(gòu)件迎風(fēng)側(cè)投影面積,貓道高度1,按0.18m計(jì)算。g陣風(fēng)影響系數(shù)。取1.29G恒2=5.18×9.58/5.5=9.02KN3.1.2活載活載包括主纜索股、牽引繩及施工人員重，最終簡化為均布荷載計(jì)算。(1)主纜索股每股為91φ4.8mm鋼絲，據(jù)設(shè)計(jì)圖可知主纜重量478.27kg/m。(2)循環(huán)牽引繩采用φ24鋼絲繩(6×37,纖維芯)(3)施工人員：考慮最不利一次最多上20人，人均重65kg,排列間距大于5.0m,(1)風(fēng)載(2)溫度：按溫差±15℃貓道中跨跨度L=97.42m,工作垂度f=14.13m(1)恒載引起的水平張力(建筑施工計(jì)算手冊)L:貓道承重索跨度；取97.42mf:貓道承重索的跨中撓度；取14.13m(2)活載引起的水平張力(3)溫度變化引起的水平張力假設(shè)溫降15℃,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L:貓道承重索跨度；取97.42mf:貓道承重索的跨中撓度；取14.13mS?=S-△S=102.884-0.1956=102.688m(矢跨比fz/Lz=14.13/97.42=0.1450)H溫=H(f1)-H(f)(4)風(fēng)力引起的水平張力3.3中跨承重索強(qiáng)度計(jì)算3.3.1水平張力組合：則承重索最大水平張力Hmax=HⅢ=121.01KN承重索最大(支點(diǎn)處):(由設(shè)計(jì)圖可知α=34.8014°)3.3.2承重索驗(yàn)算承重索選用4根φ22.5鋼絲繩，F(xiàn)g=0.5d2=0.5×22.5×22.5=253.13kN。Fg:鋼絲繩的破斷拉力總和，F(xiàn)g=253.13Kn。α:鋼絲繩的不均勻系數(shù)，α=0.85滿足要求!!注意：承重索在廠家預(yù)拉后，實(shí)測每根繩破斷拉力要滿足規(guī)定要求。4、中跨貓道承重索塔頂錨固構(gòu)造檢算承重索塔頂錨固系統(tǒng)采用□4900×300×20mm通長預(yù)埋鋼板，端部以δ20鋼板A3鋼材容許應(yīng)力：軸向應(yīng)力[σ]=140MPa,剪應(yīng)力[T]=85MPa節(jié)點(diǎn)銷子的彎應(yīng)力[σ]=240MPa,銷孔承壓應(yīng)力[σ]=210MPa4.1荷載計(jì)算貓道單根承重索最大張力Tmax=147.37/4=36.84KN。4.2結(jié)構(gòu)驗(yàn)算4.2.1抗拉計(jì)算(1)K1鋼板受拉計(jì)算：預(yù)埋鋼板最薄弱面為單層δ20鋼板，假設(shè)不計(jì)其周邊砼的粘結(jié)力，鋼板軸滿足要求!(2)鋼板端部銷孔處Mc=Tmaxsin34.8014×0.250=36.84×103×sin34.8014×0.25×103=4.61根部加強(qiáng)部位鋼板慣性矩：加強(qiáng)部位上部拉應(yīng)力4.2.2抗剪計(jì)算鋼板端部銷孔處4.2.3抗撕裂性能按規(guī)范要求，垂直Tmax方向銷孔直徑處凈載面積應(yīng)比計(jì)算所需面積大40%。A=(300+2×260-3×102)×20/cos34.8014=1254.2.4銷孔承壓銷孔φ102mm,銷子直徑φ100mm4.2.5銷子抗剪：與上錨系統(tǒng)的連接部位按單剪計(jì)算：4.2.6調(diào)節(jié)絲桿檢算(2)φ32絲桿φ32冷拉IV級(jí)鋼[σ]=750Mpa5.邊跨貓道承重索檢算5.1荷載計(jì)算(按單幅貓道分析)5.1.1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5.1.1.1恒載均布荷載(1)承重索自重：(2)貓道面層及欄桿①貓道橫梁采用[100×48×5.302.0m,L=3.0m/根，每米重10kg。②防滑木條50×50mm,050cm,L=0.80m/根，2m范圍內(nèi)有6根。③欄桿立柱∠63×63×4,L=1.0m/根，2根/2m。=(300+90+78.2+366.4+18.6)/2.0(3)承重索夾采用φ22.5壓扳式繩卡，1.0kg/個(gè)，φ18六角螺母0.07kg/個(gè)，每個(gè)螺母配一個(gè)φ18粗制墊圈0.020kg/個(gè)。重索在每根貓道橫梁上安裝繩卡，間距2.0m。q?=[4×1.0+8×(0.07+0.020)]×(4)索股滾筒及支架，間距8.0m,12kg/只，(5)14#鐵絲(綁扎防滑木條用)及其他不可預(yù)見物如照明電纜線等按2.0kg/m計(jì)另由于扶手繩兩端分別錨固在塔頂型鋼立柱上或錨跨前型鋼橫梁上，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5.1.1.2恒載集中荷載無5.1.2活載(1)主纜索股每股為91φ4.8mm鋼絲，據(jù)設(shè)計(jì)圖可知主纜重量478.27kg/m。(2)循環(huán)牽引繩采用φ24鋼絲繩(6×37,纖維芯)(3)施工人員：考慮最不利一次最多上10人，人均重65kg,排列間距大于5.0m,(1)風(fēng)載(2)溫度：按溫差±15℃5.2邊跨貓道承重索張力計(jì)算邊跨跨度L=35.21m,工作垂度f=2.01m(1)恒載引起的水平張力q:均布荷載；L:貓道承重索跨度；取35.21mf:貓道承重索的跨中撓度；取2.01m=arctg(16.74/35.21)=25(2)活載引起的水平張力(3)溫度變化引起的水平張力假設(shè)溫降15℃,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L:貓道承重索跨度；取97.42mf:貓道承重索的跨中撓度；取15.58m(矢跨比fz/Lz=2.01/35.21=0.05708)變化后的垂度f1=2.01-0.0233=1.9867mH溫=H(f1)-H(f)(4)風(fēng)力引起的水平張力5.3承重索強(qiáng)度計(jì)算承重索最大(支點(diǎn)處):5.3.2承重索驗(yàn)算(1)邊跨塔頂承重索計(jì)算T?=95.27KN<Tmax=165.03KN(中跨),所以承重索選用4根φ22.5鋼絲繩，(2)邊跨塔頂預(yù)埋件計(jì)算(3)邊跨塔頂承重索計(jì)算T?<T?<Tmax承重索選用4根φ22.5鋼絲繩，滿足要求。錨固預(yù)埋件預(yù)埋位置位于距離理論散索點(diǎn)4.5m處，預(yù)埋在錨跨中橫梁混6.1預(yù)埋件受力分析6.1.1預(yù)埋件槽鋼抗拔性能分析預(yù)埋件[25a槽鋼2組0焊成整體，鋼與砼的握裹力一般為2～3.5Mpa,[25a×78×7外表面積A?=0.778m2/m,埋深L?=0.8mF?=2×0.778×0.8×2×103=2Tay=Tbsin25.428°=80.25*sin256.1.2預(yù)埋件槽鋼抗彎性能分析6.1.2.1荷載分析6.1.2.2截面特性預(yù)埋件采用[25a×78×7和2塊200*200*20鋼板組焊而成。W=2*270*103+2*10*2002/6=673.33*6.1.2.3受力分析M=Tax*H=72.475*0.1=7.25KNm6.1.3預(yù)埋件銷孔處抗拉性能分析7、貓道攬風(fēng)繩下錨構(gòu)造檢算地錨為2.0×2.0×1.0m結(jié)構(gòu)，中部埋設(shè)φ42鋼管，φ22.5鋼絲繩系于鋼7.1地錨抗拔性能驗(yàn)算承重索張力的豎向分力：7.2地錨抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求!M=G×a=48×1=48M=Fx×b=5.18×0.5