悬索桥-青龙桥计算书

青龙桥计算工程概况:本桥原址在XX县小湾镇，横跨澜沧江，为茶马古道铁链桥，跨径62.8米，谓XX县青龙桥。因被小湾水电站库区淹没，该桥及两岸桥廊与驿站，属小湾电站库区古桥迁移重建工程，拟迁移至XX县凤山镇迎春河虎跳口。设计计算的基本数据(一)设计依据(1)设计荷载:本桥通行载重为满布行人，按规范3.5KN/m2取值。(2)设计跨度:70m。(3)人行宽度:2.5m。.(4)矢跨比:设计荷载满布时，主索的矢跨比:f(二)计算依据(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)(3)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)(4)《公路桥涵钢结构和木结构桥涵设计规范》(JTJ025—86)(5)《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)(6)《无粘结钢绞线斜拉索技术条件》(JT/T771-2009)(7)《现代索道桥》(三)主要材料及容许应力(1)钢索采用常见的平行钢丝拉索，弹性模量E=1.9x105MPa，抗拉强度σb=1670MPa。钢索安全系数K=4(未考虑钢索绕过滑轮时所引起的弯曲应力)。(2)钢材横梁:Q235B、联接螺栓:40Cr主索受力计算(一)主索张力计算及型号的选择桥梁自重:包括钢索桥板及横梁等重量。项目铁链拉索钢筋钢管角钢槽钢螺栓风构斜撑桥面板荷载(Kg/m)102.662.811.87.04.870.75.012.7247合计:524.4Kg/m,取550Kg/m计算(1)主索张力的计算主索张力:H=M=18qM=H=(2)钢索型号选择及根数确定选用钢索∅5×91的平行钢丝公称抗拉强度为1670MPa，d=55(mm)，破断拉力为[N]=2984KN，钢索的安全系数K=3.5。一根钢索的容许拉力:H设计采用取4根拉索。每根索的拉力:HH选用的4根∅5×73能满足需求的破断力。(二)计算空索的张力H0及矢度f0小垂度的柔索公式为:HE-------钢索的弹性模量，取1.9x105MPa；L-------计算跨度，L1------两岸锚索总长，L1=14.364m。H2-----人群荷载作用于跨中时一根钢索的水平张力，KN；F-------一根钢索的断面积，F=1.787x10-3m2。Q2-----满载时相当简支梁的剪力(对于一根钢索)；Q0------一根空索在自重作用下相当简支梁的剪力；q1-------一根钢索分担的桥梁自重；q0-------一根钢索分担的桥梁自重；q2-------一根钢索分担的人群荷载。q0q1q2B=CH解方程得:H0=54.5KN，f0=1.764m。(三)静载作用时钢索的张力H1及矢度f0C1H解方程得:H1=370.3KN，f1=2.274m。栏杆铁链支架计算栏杆铁链矢度比与钢索静载下相同，故f护栏铁链只受自重作用，铁链跨中弯矩:M铁链的水平拉力:H栏杆铁链支架受力模型栏杆采用2个12#槽钢[126x53x5.5。钢柱承受轴向压力为8.9KN12#槽钢:A=15.69cm2,iz=4.953cm，柔度λ稳定系数:φ=钢护栏工作应力为σ=横梁计算采用300kg的重量作用于横梁跨中，作简支梁计算。横梁采用2根8#槽钢[80x43x5W=25.3Q235容许弯曲应力[σ]=145MPaq=l=3mP=3KN横梁产生弯矩M横梁横梁所需弯曲截面系数σ=桥面板计算采用300kg的重量作用在桥面的1根木板上，作简支梁计算。P=3KN木板跨径:l=1.64m木板宽度:b=0.15m木板厚度:h=0.08m木板容许弯曲应力:[σ]=13MPa木板容许剪切应力:[τ]=1.4MPaM木板W木板Q=P木板弯曲应力:σ=木板剪切应力:τ=联结器计算(一)主索拉杆计算主索拉杆采用材质为40Cr的∅64圆钢，其容许应力[σ]=460MPa拉杆螺纹小径:D拉杆安全系数:K=拉杆拉力:P=拉杆应力:σ=(二)螺纹计算螺母选用材质为40Cr的M64螺母，螺纹容许弯曲应力[σ]=460MPa、容许剪[τ]=270MPaM64螺母高度m=51mm螺距:P螺纹力臂:l=螺纹根部厚度:b=考虑螺纹不均匀受力，去螺纹圈数Z=10拉杆螺纹剪应力τ=拉杆螺纹弯曲应力σ=(三)锚杯计算锚杯采用ZG310-570的铸钢，容许应力[σ]=170MPa钢丝直径:dw钢丝抗拉强度:σ钢丝锚固安全系数:K=合金附着力:v=18MPalsac采用的锚固长度需要大于289.9mm。锚固长度:l有效长度:l锚杯平局壁厚:t锚杯锥面母线与轴线夹角:β锚杯锥面母线与压力线夹角:φ索股拉力:N锚杯环向拉力:F锚杯环向应力:σ锚锭计算锚锭系统采用∅64圆钢作锚杆,每根拉索对应两根锚杆。锚杆锚固体抗拔安全系数:K=2.5锚杆轴线拉力:N注浆体与筋体粘结强度:f锚杆直径:d=6.4cm粘结强度降低系数:ε=锚固长度对粘结强度影响:φ=1锚杆锚固长度:L设计锚杆总长为6.5m。基础计算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》计算基础的抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性及基底应力。(一)工况一:(自重+活载)桥梁信息北岸基础南岸基础纵桥向宽度h(m)14.414.4横桥向宽度b(m)7.226.98自重竖向距离xG(m)00铁链竖向距离yN链(m)8.5699.869铁链水平距离xN链(m)-6.4-6.4主索竖向距离yN索(m)6.3197.619主索水平距离xN索(m)-6.968-6.972栏杆支架距离xN杆(m)6.636.63荷载信息自重G(KN)20631.222868.0铁链水平力H链(KN)138.2138.2铁链竖向力N链(KN)-17.8-17.8主索水平力考虑系数H索考虑系数11主索水平力H索(KN)3117.23117.2主索竖向力N索(KN)-402.2-402.2栏杆处竖向力N杆(KN)840.1840.1结果弯矩M∑(KN*m)29368.433602.0竖向力合计N∑(KN)21051.223288.0水平力合计H∑(KN)3255.43255.4偏心距e0(m)1.3951.443核心半径ρ(m)2.4002.400系数0.750.75判断e0是否满足e0<n*ρOKOK基底摩擦系数μ0.60.6抗滑动稳定系数Kc3.94.3容许滑动[Kc]1.31.3判断是否滑动Kc<[Kc]OKOK抗倾覆稳定系数K05.25.0容许倾覆[K0]1.51.5判断是否倾覆K0<[K0]OKOK(二)工况一:(自重+地震)桥梁信息北岸基础南岸基础纵桥向宽度h(m)14.414.4横桥向宽度b(m)7.226.98自重竖向距离xG(m)00铁链竖向距离yN链(m)8.5699.869铁链水平距离xN链(m)-6.4-6.4主索竖向距离yN索(m)6.3197.619主索水平距离xN索(m)-6.968-6.972栏杆支架距离xN杆(m)6.636.63地震作用重要性系数Ci0.50.5场地系数Cs1.21.2阻尼调整系数Cd11地震动加速度A0.2g0.2g基础顶重力Gau(KN)20960.923197.7水平地震力Ehau(KN)2515.32783.7地震力作用高度hhau(m)4.2854.935荷载信息自重G(KN)20631.222868.0铁链水平力H链(KN)123.5123.5铁链竖向力N链(KN)-17.8-17.8主索水平力考虑系数H索考虑系数11主索水平力H索(KN)2160.22160.2主索竖向力N索(KN)-311.9-311.9栏杆处竖向力N杆(KN)659.4659.4结果弯矩M∑(KN*m)32144.738074.1竖向力合计N∑(KN)20960.923197.7水平力合计H∑(KN)4799.05067.4偏心距e0(m)1.5341.641核心半径ρ(m)2.4002.400系数0.750.75判断e0是否满足e0<n*ρOKOK基底摩擦系数μ0.60.6抗滑动稳定系数Kc2.62.7容许滑动[Kc]1.31.3判断是否滑动Kc<[Kc]OKOK抗倾覆稳定系数K04.74.4容许倾覆[K0]1.51.5判断是否倾覆K0<[K0]OKOK动力分析(一)自振频率的计算恒载作用下q=5.5KN/mH1H=Φ=Qγ