人行索道桥计算书

1、官渡镇紫阳台景观人行索桥工程计算书重庆二一四年九月2目录目录1. 工程概况工程概况.11.1 人行索桥概况.11.2 设计标准.11.3 计算依据.12. 计算方法与建模计算计算方法与建模计算.22.1 分析模型.22.2 模型样图.22.3 既有状况下人行索桥承载验算.22.3.1 自重内力及位移计算 .22.3.2 施加人群荷载内力及位移计算 .43. MIDAS 建模结果分析及验算建模结果分析及验算.74. 人工验算人工验算.74.1 基本参数.74.2 验算过程.74.2.1 内力验算 .74.2.2 位移验算 .84.2.3 抗风索验算 .95. 地锚稳定性验算：地锚稳定性验算：.1

2、05.1 基础抗倾覆稳定性验算 .105.2 基础抗滑稳定性验算： .116. 参考文献参考文献.1211. 工程概况工程概况1.1 人行索桥概况人行索桥概况紫阳台人行索桥，位于官渡河下游 1000m 处，布置高程 324.35m。左右岸与新修人行道相接。桥面总宽 2.0m，人行道宽度 1.7m，采用 6 根直径 31mm 的钢索作承载索，2 根直径 31mm的钢索作防护索，桥面采用厚 3.5cm 松木板作人行走道，两侧设有栏杆，全桥总长约 66m。该桥主要承担人员过河交通。1.2 设计标准设计标准设计荷载：业主要求一次能满足通过 50 人，现偏安全取人群荷载 3.4kN/m 进行验算。本桥跨

3、径为 66m，矢高为 1.65m,按抛物线计算各点高差。主索采用 GB1102-74 标准的 619+146 钢丝绳 6 根,公称抗拉强度为 1870MPa，主索垂跨比约为 1/40,矢高 1.65m，护栏防护吊杆及抗风索采用 16.5 钢丝绳;索采用钢丝均为镀锌钢丝，并涂防锈涂料。桥梁设计线位于桥梁中心线，不设置横坡。本桥为悬带桥，塔架为钢筋混凝土，桥面为木板，桥面横梁为槽钢。基底岩石单轴极限抗压强度不小于 21.0MPa。未尽事严格按公路桥涵施工技术规范（JTG T/F502011）执行。1.3 计算依据计算依据1）中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；

4、2）中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）；3）中华人民共和国行业标准.公路桥梁抗风设计规范（JTG.T D60-01-2004）；4）中华人民共和国国家标准.重要用途钢丝绳（GB8916-2006）。22. 计算方法与建模计算计算方法与建模计算2.1 分析模型分析模型 分析采用有限元程序MIDAS。桥面系不单独建模,将其作为容重等效分配到各承重索上，人群荷载转化为等效荷载施加在承重索节点上。为简化计算，采用一根承重索，承重索采用悬索桥建模助手主缆模拟。2.2 模型样图模型样图 如图 1图 1 单根承重索模型2.3 既有状况下人行索桥承载验算既有状况下人行

5、索桥承载验算2.3.1 自重内力及位移计算自重内力及位移计算 桥面铺装、栏杆、桥面横梁均以容重等效分配到各承重索上。得到自重作用下的轴力图、位移图，如图 2、图 3。3图 2 自重荷载作用下承重索轴力图 表格 1 自重荷载作用下承重索轴力表位置荷载内力-I(kN)位置荷载内力-I(kN)1自重79.1616自重66.952自重67.2817自重66.953自重67.2518自重66.964自重67.219自重66.965自重67.1620自重66.986自重67.1221自重66.997自重67.0922自重67.018自重67.0623自重67.039自重67.0324自重67.0610自重

6、67.0125自重67.0911自重66.9926自重67.1212自重66.9827自重67.1613自重66.9628自重67.214自重66.9629自重67.2515自重66.9530自重79.214 图 3 自重荷载作用下承重索位移图表 2 自重荷载作用下承重索位移表位置荷载DZ (m)位置荷载DZ (m)1自重0.000016自重0.00922自重0.005317自重0.00923自重0.010318自重0.00944自重0.013519自重0.01015自重0.015220自重0.0116自重0.015721自重0.01227自重0.015522自重0.01358自重0.0146

7、23自重0.01469自重0.013424自重0.015510自重0.012225自重0.015711自重0.01126自重0.015212自重0.010127自重0.013513自重0.009428自重0.010314自重0.009229自重0.005315自重0.009230自重0.00002.3.2 施加人群荷载内力及位移计算施加人群荷载内力及位移计算 人群荷载采用等效节点荷载施加在承重索上面。所得得到人群荷载作用下的轴力图、位移图，如图 4、图 5。5图 4 人群荷载作用下承重索轴力图表 3 人群荷载作用下承重索轴力表位置荷载内力-I(kN)位置荷载内力-I(kN)1人群荷载80.07

8、16人群荷载192.422人群荷载194.0917人群荷载192.433人群荷载193.8418人群荷载192.464人群荷载193.6119人群荷载192.515人群荷载193.4120人群荷载192.576人群荷载193.2321人群荷载192.667人群荷载193.0622人群荷载192.768人群荷载192.9223人群荷载192.889人群荷载192.7924人群荷载193.0210人群荷载192.6825人群荷载193.1811人群荷载192.5926人群荷载193.3612人群荷载192.5227人群荷载193.5613人群荷载192.4728人群荷载193.7814人群荷载19

9、2.4429人群荷载194.0515人群荷载192.4330人群荷载80.126图 5 人群荷载作用下承重索位移图表 4 人群荷载作用下承重索位移表位置荷载DZ (m)位置荷载DZ (m)1人群荷载016人群荷载-0.52962人群荷载017人群荷载-0.52883人群荷载-0.053818人群荷载-0.52254人群荷载-0.121619人群荷载-0.50945人群荷载-0.185420人群荷载-0.48976人群荷载-0.244721人群荷载-0.46357人群荷载-0.299222人群荷载-0.4318人群荷载-0.348523人群荷载-0.39239人群荷载-0.392324人群荷载-

10、0.348510人群荷载-0.43125人群荷载-0.299211人群荷载-0.463526人群荷载-0.244712人群荷载-0.4927人群荷载-0.185413人群荷载-0.509428人群荷载-0.121614人群荷载-0.522529人群荷载-0.053815人群荷载-0.528830人群荷载073. MIDAS 建模结果分析及验算建模结果分析及验算 经过 MIDAS 建模分析，在自重荷载作用下，承重索最大轴力作用在 2 和 30 号节点，约为，最大位移发生在 16 号节点为 0.32m，跨中位移约为；人群荷载作用66.91kNF 0.003mf 下承重索最大轴力作用在 2 和 29

11、 号节点，约为，最大位移发生在跨中，约为214.35kNF ，下面进行人行索桥轴力和挠度验算。0.32mf 最大拉应力： maxFS 6aa1870MP86.4(358 10 )241.3MP748MP2.5a 承重索强度符合要求。4. 人工验算人工验算 4.1 基本参数基本参数钢丝绳 GB1102-74 标准的 619+131，1870MPa，破裂力 517kN，安全系数 2.5，断面积80510-6m2，弹性模量 E=1.25108N/m2，空索自重 5.03kN/m，主跨 66m，垂度 1.65m。 4.2 验算过程验算过程 4.2.1 内力验算内力验算 承重索总重（6 根）：30.18

12、kN，弹性模量N/m2, 钢丝绳截面直径为 46mm,钢81.25 10E 丝绳截面面积为 805，木板重 21kN,槽钢总重 5.76kN，护栏总重 23.19kN, 人群荷载为2mm2kN/m。 1）恒载作用下：根据竖向平衡条件可知总的竖向反力为： 130.1821 5.7623.1939.98kN22iFV由于索是柔性结构，所以索内弯矩为 0。槽钢和护栏对跨中弯矩： 1193.90kN miiMP l索重对跨中弯矩：8 2248.985kN miiMP l木板对跨中弯矩： 3173.25kN miiMP l拉力： 1max/ 266igVlMMHff 31.7 33478.1171.04

13、kN6 1.65恒载作用下索长： 228816610.02566.11m33fSll 恒载作用下主索伸长： 216 1.6571.04663 660.0467m80500 1.25S无应力索长： 066.11 0.046766.0633mlSS 2）活载作用下： 设人群荷载下桥的矢高为0f 拉力： 00425.766kNqWHff总 4.2.2 位移验算位移验算 索长： , 20813fSll0.025fl 208661366f人群荷载下弹性伸长：9 2163qHfFSllSSE206016425.763 66805 108661.25 10ff其中： F承重索横截面面积=805mm2。由无应

14、力索长 066.0633mlSS解得： 矢高 拉力为 197.73kN02.16mf 承重索强度验算：6197.73(805 10 )HS 1870MPa245.63MPa748MPa2.5承重索强度符合要求。最不利荷载作用下挠度：挠度验算：01.652.16-1.650.51mff 跨中挠度符合要求。4.2.3 抗风索验算抗风索验算 风速取 25m/s 风压 200.5p2225160016000.391kN m/ 现计算得全桥迎风面积为 20.5，所以风力为,现按不利情况取一2m20.5 0.391=8.02kN根抗风索承担一半的力为 4.02kN，分别计算四根索的受的拉力。分别计算出抗风索的两端点的坐标，再根据三角形计算出拉力： 4.014.01=4.15kNsin0.966 4.15=4.96kNsin0.837总 同理，可算得抗风索受到最大拉力为 6.82kN。10 626.82kN=102.02 10 m 1870MPa=66.8MPa1.3 341.1163185.1965 所以抗滑稳定性满足要求。6. 参考文献参考文献 黄绍金，刘陌生.现代索道桥M，北京：人民交通出版社，2004.2 周孟波，刘自明，王邦楣.悬索桥手册M，北京：人民交通出版社，2003.3