上承钢管拱桥缆索吊装施工专项方案专家评审

、计算说明1.1、主要计算依据(1)、《咸丰县朝阳大桥及接线工程两阶段施工图设计》(2018年12月)华杰工程咨询有限公司；(2)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650-2020)；(3)、《钢结构设计规范》GB50017-2017；(4)、《热轧型钢》(GB/T706-2016)；(5)、《热轧H型钢及剖分T型钢》(GB/T11263-2017)；(6)、《一般用途钢丝绳》GB/T20118-2006；(7)、《重要用途钢丝绳》GB8918-2006；(8)、《起重机设计规范》GB/T3811-2008；(9)、《缆索起重机》GB/T28756-2012；(10)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008；(11)、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)；(12)、《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T3360-01-2018)；(13)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)；(14)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)；(15)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。(16)、《M型万能杆件标准图表》(1)攀枝花市桥梁工程处。1.2、主要计算参数取值(1)、材料及其它设计参数取值依据①、材料容重钢材容重γ=78.5KN/m3；锚碇及塔架基础C40(C30)钢筋混凝土容重=25KN/m3。②、材料容许应力计算方法按容许应力法，未考虑荷载系数，计算应力及变形与实际一致，便于施工观测及对比分析。材料容许应力取值(参考旧规范JTJ025-86公路桥涵钢结构及木结构设计规范)：Q235容许应力：弯曲应力；剪应力。Q345容许应力：弯曲应力；剪应力。③、钢丝绳的技术参数参考《重要用途钢丝绳》GB8919-2006、《起重吊装常用数据手册》人民交通出版社2002年2月出版。④、岩土物理力学参数取值塔架及锚碇基础皆嵌入中风化灰岩岩层内，其主要力学指标根据相关规范取值如下：岩石单轴饱和抗压强度标准值：按极软岩取：；而根据地勘资料：青灰色灰岩单轴饱和抗压强度标准值为68.47MPa；浅肉红色白云质灰岩单轴饱和抗压强度标准值为66.97MPa；深灰色灰岩单轴饱和抗压强度标准值为34.10MPa；角砾状灰岩单轴饱和抗压强度标准值为57.57MPa。岩石极限侧阻力标准值：；按极软岩。岩石地基承载力基本容许值：，按极软岩；而根据地勘资料：中风化青灰色灰岩地基承载力基本容许值为3000KPa；中风化浅肉红色白云质灰岩地基承载力基本容许值为3000KPa；中风化深灰色灰岩地基承载力基本容许值为2000KPa；中风化角砾状灰岩地基承载力基本容许值为2500KP。⑤、根据《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004)湖北恩施地区100年重现期下的基本风速为24.5m/s。(2)、截面特性参数参考依据①、《热轧型钢》GB/T706-2016；②、《热轧H型钢和剖分T型钢》GB/T11263-2017；③、分配梁、钢锚箱等截面特性参数由《通用结构分析与设计软件SAP2000》根据中国规范自动取值或由上述程序中的截面设计器自动计算。(3)、主要安全系数安全系数取值主要参考《缆索起重机》GB/T28756-2012及《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011）。取值如下：①、钢丝绳：主索、工作索、风缆索等张力安全系数≥3.0，应力安全系数≥2.0；起吊索张力安全系数≥5.0，应力安全系数≥3.0；牵引索张力安全系数≥4.5，应力安全系数≥3.0；千斤绳张力安全系数≥8.0。②、塔架及拱肋整体稳定安全系数。(4)、主要荷载系数取值：拱肋吊装考虑1.2倍的冲击系数(非荷载系数)。对塔架及拱肋等结构自重因节点板、法兰盘、螺栓、加劲肋及焊缝等在程序中考虑荷载增重系数，使与实际结构重量一致。1.3、施工节段划分及缆索吊装重量确定表1-1主拱分段参数表拱肋吊装上下游分别设置一组承重索，上下游节段分别吊装，从表1-1可以看出，第一节段拱肋最重，单个节段重量为75.032t，由1组承重索承受，因而全桥考虑设计2组额定承载能力76t的运输索，每组运输索上设置2个额定净起重量38t的起吊滑车组，满足起重能力要求。2组承重索分别设置在上下游拱肋轴线上方。1.4、计算主要工况和各工况的主要计算内容(1)、主要计算工况：主索、起吊索、牵引索等皆按吊装额定起重量(单组承重索承载76t)进行计算。按靠近塔架吊点位置分别距离朝阳寺岸塔架20m、鸡鸣坝岸塔架28m及索跨跨中3个运输状态分别进行计算，按最大受力控制设计。锚碇计算时，综合考虑了主索、工作索、起吊索、牵引索、塔架后风缆、合拢前扣索等的共同作用，并按上述3个运输状态的最大作用力控制设计。扣索计算按阶段施工分析计算，按安装第一段、第二段、……、至合拢段分别计算，取各阶段每道扣索的最大索力控制扣索和扣点连接部位的设计。塔架按主索、工作索系统起吊额定起重量时主索、工作索、相应的起吊及牵引索、塔架自重、塔架风缆索、风力及最大悬臂阶段扣索等的共同作用进行计算，并按上述3个运输状态的最大作用力控制设计。(2)、主要计算内容：①、主索、工作索、扣索、起吊及牵引索、锚碇、塔架及基础、风缆索等的强度及变形计算；②、塔架及拱肋在施工过程中的稳定性计算；③、卷扬机等动力系统选型。1.5、主要计算程序(1)、主索、工作索计算程序：采用自编的《缆索吊装主索计算程序》，源程序在《四川公路》1996年第4期及1998年人民交通出版社出版的《中国综合运输体系发展全书》上有刊载。(2)、扣挂系统及索塔计算程序：采用《通用结构分析与设计软件SAP2000》版本V21.0.2。按空间杆系结构进行计算。2、主索计算2.1、计算假定(1)、缆索自重荷载假定沿跨长均布，属于近似计算。(2)、按弹性变形理论计算，未考虑非弹性变形。(3)、悬索是绝对柔性，任一截面均不能承受弯矩。(4)、跑车处于某一平衡状态，即对缆索做静力平衡计算。(5)、不计跑车、滑轮和缆索之间的摩阻力。2.2、计算原理及方法2.2.1、计算原理根据静力平衡原理进行计算，先假定主索初始垂度，计算重索垂度。初始(空索)垂度(F0)设计者自定以后，空索长度(S0)为定值，在荷载作用下必然引起弹性伸长，受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值ΔS，即S=S0+ΔS。重索长度有两个途径计算：一是按假设重索垂度，以图形几何关系算得S；二是按假设重索垂度，以计算主索内张力得到弹性伸长ΔS算得重索长度S’=S0+ΔS。当S≈S’(在要求的精度内)，则假设重索垂度为所求解，其它需要值也即可解出。根据以上原理，利用BASIC语言编写了主索受力分析计算程序，程序中考虑了主索后拉索的弹性伸长，同时考虑了在张力作用下分段缆索的弦弧差值，使计算结果尽量精确。2.2.2、计算方法(1)、文中部分符号含义A—主索截面面积（平方毫米），—起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度），—非起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度），△H—两岸塔顶高差（米、起吊岸低取正值，等高取零值），△S—主索吊重弹性伸长量（米），△T—安装期与吊运期最最大温差（摄摄氏度，温度度升高取正值值），E—主索弹性模量（千千牛/平方毫米）F0—主索跨中安装垂度度（米），F1—主索后点吊重垂度度（米），F2—主索前吊点吊重垂垂度（米），H10—起吊岸塔顶顶空索水平力力差（千牛、正正值表示向河河），H20—非起吊岸塔塔顶空索水平平力差（千牛牛、正值表示示向河），H1—起吊岸塔顶重索水水平力差（千千牛、正值表表示向河），H2—非起吊岸塔顶重索索水平力差（千千牛、正值表表示向河），K—主索安全系数，L—吊装跨径（米），L1—后吊点距起吊岸塔塔顶水平距离离（米），L2—前后两吊点间水平平距离（米、单单吊点取零值值），L3—起吊岸主锚距塔架架水平距离（米米），L4—非起吊岸主锚距塔塔架水平距离离（米），Q—主索单位重量（千千牛/米），P—起吊结构重量（千千牛、包括吊吊具及冲击系系数），S0—主索初始索长（米米、包括后拉拉索长度），S—主索吊重索长（米米、包括后拉拉索长度），TP—主索破断拉力（千千牛），V10—起吊岸塔顶顶空索竖直力力（千牛），V20—非起吊岸塔塔顶空索竖直直力（千牛），V1—起吊岸塔顶重索竖竖直力（千牛牛），V2—非起吊岸塔顶重索索竖直力（千千牛），△St—主索温度伸缩量（米米）。(2)、计算公式式①、空索计算图2--1示。先预设主索跨中安安装垂度F0（可设为L/20～L/30）则：相应简支梁跨跨中弯距ML/2＝Q×L22/(8×ccosβ)＝Q×L×/88跨间空索水平张力力H0＝ML/2/F0＝QQ×L×/((8×F0)跨间空索竖直力A岸：R10＝Q×L/((2×cossβ)－H0×tgβ＝Q×/2－H0×△H/LD岸：R20＝Q×L/（2×cosβ）+H0×tgβ＝Q×/2＋H0×△H/L则：后拉索空索张张力空索塔顶水平力差差A岸：H10＝H0－T110×cosα1（正值表示示向河）((1)D岸：H20＝H0－T330×cosα2（正值表示示向河）(2)空索塔顶竖直力A岸：V10＝R10＋TT10×sinα1(3)D岸：V20＝R20＋TT20×sinα2(4)主索后拉索初始索索长A岸：AA′直线段、S10＝＝L3/cosα1弦孤差、△10＝＝Q2×L33/(24××T102×cos4α1)见以下所附附公式附：柔索弧长计算算公式图2-2示、S＝l+△其中、弦弧差：△＝[Q2×L3/（24×H2）]×(ll/L）2＝Q2×L×l２２/（24×H2）式中：Q—单位索索重（KN/m）H—水平张力（KN）D岸：DD′直线段、S50＝＝L4/cosα2弦孤差、△50＝＝Q2×L43/(24××T202×cos4α2）跨间空索初始索长长S20+△20＝LL+△H2/(2×LL)+8×FF02/(3×LL)－32×F04/(5×LL3)则：空索初始长度度S0＝S10+S20+SS50+△10+△20+△50(5)②、重索计算图2--3示。设定前吊点重索垂垂度F2，相应简支梁前后吊吊点弯矩B处：M1＝P×L1×[1－－(L1+L2/2)/LL]+Q××L1×(1－L1/L)×/22C处：M2＝P×(L―L1――L2)×(L1+L2/2)/LL+Q×((L1+L2)×[1－(L1+L2)/L]×/2因为荷载是竖向的的，沿钢索(跨间)全长的水平平分力为常数数，则：H＝M1/F1=M2/FF2因而：F1＝M11×F2/M2跨间重索竖直力A岸：R1＝P×[1－(2××L1+L2)/(2××L)]+QQ×/2－△H/LD岸：R2＝P×(L1+L22/2)/LL+Q×/22+H×△H/L则：钢索张力主索最大张力T＝＝Max（T1、T2、T3），即T1、T2、T3之中最大值值，当结构位位于跨中（L1+L2/2＝L/2）时，有：：主索安全系数K=TPP/T(6)吊重塔顶水平力差差A岸：H1＝H－T1×cosα1（正正值表示向河河）(7))D岸：H2＝H－T３×cosα2（正正值表示向河河）(8))吊重塔顶竖直力A岸：V1＝R1+T1×sinαα1(9)D岸：V2＝R2+T3×sinαα2(10))主索后拉索吊重索索长AA′直线段、S1＝LL3/cosα1弦弧差、△1＝QQ2×L33/(24××T12×cos4α1)DD′直线段、SS5＝L4/cos4α2弦弧差、△5＝QQ2×L43/(24××T32×cos4α2)跨间部分吊重索长长AB：直线段、S2＝＝弦弧差、△2＝QQ2×L1×S22/(24××H2)BC：直线段、S3＝＝弦弧差、△3＝QQ2×L2×S32/(24××H2)CD：直线段、S4＝＝弦弧差、△4＝QQ2×(L―L1―L2)×S42/(24××H2)则：吊重索长S＝S1+S2+S3+SS4+S5+△1+△2+△3+△4+△5(111)主索吊重弹性伸长长值增量△S＝[(S1+S2++△1+△2)×(T1－T10)+(SS3+△3)×(T2－H0)+(S4+S5+△4+△5)×(T3－T30)]/((E×A)(12)主索温度变形△St＝S0×0.0000112×△T((13)(3)、判断主索空索和重索情情况计算完成成后，则判断断重索长度S是否与空索索长度S0加弹性伸长长值增量△S加温度变形△St(若考虑温度度影响)之和相接近近，即：S≈S0+△S+△St，若满足，则则假定的重索索垂度F2合适；否则则，重新假定定重索垂度F2，重复步骤骤②的计算，直直到F2满足要求为为止。然后判判断主索安全全系数K是否合适，若若合适，结束束计算；否则则重新拟定初初始垂度F0或增加运输输主索数量A，重新进行行步骤(2)的全部计计算，直到主主索安全系数数K满足要求。2.3、程序流程程及BASIC语言源程序序（略）2.4、利用上述述程序对主索索张力及主索索对塔架、锚锚碇的作用力力进行计算、主索布置及主要要技术参数在塔顶布置2组77φ56mm(66×37S+FC)的合成纤维维芯钢索作为为主索，主索索正对所安装装肋轴线。主主索公称抗拉拉强度1770MPaa,单根钢绳钢钢丝截面积A=12333.79mmm2，单根钢绳绳单位长度重重量11.6kgg/m，整条条钢丝绳的最最小破断拉力力为Tp=1830KN。悬索跨度L=341m，空索垂度f0=13.5m。2.4.2、计算算重量的确定定将主索自重荷载作作为均布荷载载；起重小车、起吊滑车组组、吊点连接及及配重、12线起吊绳绳、跨间起吊吊及牵引绳(一端支承在在塔顶上，另另一端支承在在起重小车上上)作为吊点处处的集中荷载载。单组承重重索荷载计算算如下：(1)、单组承重索索均布荷载：：Q=7×11.66=81.2kg/mm=0.7966KN/m。(2)、单组承重索索吊点集中荷荷载：①、附属重量计算天跑车重量（参考考吊装设计图图）：G1=2×22550=4500kg。起吊滑车组重量((按6门50吨滑车HQD6-50，单个重重量277.4kgg)：G2=2×2×2277.4==1110kg。吊点分配梁及配重重重量：G3=4000kkg。起吊绳重量(采用用Φ26、6×37SS+FC钢索，12线起吊，最最大起吊高度度80m)：G4=(2×122×80)×2.511+321××2×2.551/2=56225kg。牵引绳重量(采用用Φ26、6×37SS+FC钢索，5线)：G5=341×55×2.51/22=21400kg。则，整个附属结构构重量：Gs=G1+G2+GG3+G4++G5=177375kgg=17.375t。②、额定起重量确定定根据设计图S4--1-12，钢管拱拱肋节段最大大吊装重量为为75.0322吨，设计缆索索吊机单组承承重索额定起起吊能力按776吨控制，计算算重量为Gmax=（76+Gs）=(76t+17.3375t)××1.2=1112.055t≈1098KN。1.2为冲击系数数。2.4.3、计算算初始数据及及计算成果主索按起吊额定荷荷载时靠近塔塔架吊点分别距离朝阳寺岸岸塔架20m、鸡鸣坝岸岸塔架28m、运输至至索跨跨中33个运输状态态分别进行计计算。利用上上述程序计算算各工况主索索受力及对塔塔架作用力，计计算初始数据据及计算结果果如下：主索计算初始数据━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━吊装跨径＝3411米前后两吊点间水平平距离(单吊点取零零值)＝12米起吊岸主锚距塔架架水平距离＝＝100米非起吊岸主锚距塔塔架水平距离离＝86米两岸塔顶高差(起起吊岸低取正正值，等高取取零值)＝0米起吊岸主索后拉索索与水平面夹夹角＝22.61度非起吊岸主索后拉拉索与水平面面夹角＝23.34度主索弹性模量＝775.6千牛/平方毫米安装期与吊运期最最大温差(温度升高取取正值)＝0摄氏度起吊结构重量(包包括吊具及动动力系数)＝1098千牛牛主索单位重量＝00.796千牛/米主索破断拉力＝112810千千牛主索截面面积＝88636.553平方毫米米拟定的主索跨中安安装垂度＝113.5米━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━主索计算结果━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━空索情况:(裸裸主索)──────────空索跨中垂度F00=13.55米空索初始长度S00=544..48965559235539米(不含后拉索索回头长度))非起吊岸塔架空索索水平力差H20=660.3255521000912266千牛非起吊岸塔架空索索竖直力V20=4479.499446322033433千牛空载情况(含吊钩钩及配重等))：───────────────跨中主索垂度F==17.5443237330468775米跨间主索水平张力力H=14557.014444984456千牛主索最大张力T==1473..6581221458千牛非起吊岸塔架主索索水平力差H2=1003.94557508116601千牛非起吊岸塔架主索索竖直力V2=8004.69991046112655千牛结构后吊点距起吊吊岸塔架20米时的情况:─────────────────────后吊点垂度F1==9.4555649811324099米前吊点垂度F2==12.3338464335546887米跨间主索水平张力力H=24115.5700685211609千牛主索最大张力T==2675..3468226601554千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=21178.5553861440625千牛非起吊岸塔架主索索水平力差H2=1888.53334436228706千牛非起吊岸塔架主索索竖直力V2=11180.3993928006007千牛结构后吊点距起吊吊岸塔架301米时的情情况:─────────────────────跨间主索水平张力力H=26559.7188053288537千牛主索最大张力T==2887..5622339568997千牛起吊岸塔架主索水水平力差H1=1994.00661716118585千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=12272.0777752115898千牛非起吊岸塔架主索索水平力差H2=8..4449889358338237千牛非起吊岸塔架主索索竖直力V2=22268.2553467777922千牛结构吊运至跨中时时的情况:────────────跨间主索水平张力力H=39117.7033731888885千牛跨中主索最大张力力T=39777.0899547699438千牛主索安全系数K==3.2200948344586422起吊岸塔架主索水水平力差H1=2446.28008350998921千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=22213.7335718444098千牛非起吊岸塔架主索索水平力差H2=2666.05993634553825千牛非起吊岸塔架主索索竖直力V2=22260.3887596334836千牛━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━可见在拱肋吊运至至索跨跨中时时，主索最大大张力Tmax==3977..090KN，安全系数K=3.222，满足规范范主索张力安安全系数不小小于3的要求。2.5、主索应力力验算拱肋运输至索跨跨跨中时主索张张力最大，按按此阶段控制制计算。2.5.1、考虑虑主索弯曲作作用应力σ＝Tmax/An＋＋V×其中：主索最大张张力：Tmax＝3977..090KNN。跑车轮作用处钢索索受到的垂直直作用力V较大：V=10988KN。钢索截面积：AAn＝8636.553mm2。钢索弹性模量：EE＝75.6KN/mmm2。主索作用用跑车轮数量量：n＝2×2×7=28。代入上式得到：σ＝Tmax/An＋＋V×＝0.519KN//mm2。主索钢丝公称抗拉拉强度：σmax＝1.77KN//mm2。则、考虑主索弯曲曲作用应力安安全系数K＝σmax/σ＝1..77/0.5119＝3.41>[[2]，弯曲作用用应力安全系系数满足要求求。2.5.2、考虑虑主索接触作作用应力σ＝Tmax/An＋＋Ce×E××δ/D其中：钢丝直径：：δ＝2.6mm。滑轮直径：D=4400mmm。钢索弹性模量折减减系数：Ce=0..104+00.04×22d/D。钢索直径d＝56mm。代入上式得到：σ=Tmax/Ann＋(0.1044+0.044×2d/DD)×E×δδ/D＝0.517KN//mm2。则、考虑主索接触触作用应力安安全系数K=σmax/σσ=1.77/0.517=3..42>[2]，接触作用应力力安全系数满满足要求。2.6、主索计算算成果汇总及及计算结论表2-1各阶段承重主主索计算成果果表阶段运输位置主索张力T(KN)安全系数K主索垂度f(m)朝阳寺岸塔架作用力(KN)鸡鸣坝岸塔架作用力(KN)空索状态867.71313.5H=56.0100V=469.3116H=60.3266V=479.4994空载状态起重小车等位于跨跨中1473.658817.543H=96.6177V=787.4113H=103.9446V=804.6999安装拱肋荷载位于朝阳寺塔塔前26m2675.3477f1=9.4566f2=12.3338H=-54.1557V=2178.5554H=188.5333V=1180.3394荷载位于鸡鸣坝塔塔前34m2887.5622f1=14.1991f2=11.7118H=194.0006V=1272.0078H=8.445V=2268.2253至索跨跨中3977.09003.22f1=26.0001f2=26.0001H=246.2881V=2213.7736H=266.0559V=2260.3388弯曲作用应力σ＝＝0.519KN//mm2，安全系数K＝3.41>[[2]接触作用应力σ＝＝0.517KN//mm2，安全系数K＝3.42>[[2]主索计算结论：从从前面的计算算结果可以看看出，主索在在安装拱箱的的各运输工况况，其张力安安全系数及应应力安全系数数皆满足规范范要求，主索索受力是安全全的。3、工作索计算工作索的计算原理理和方法与主主索相同，仍仍采用上述程程序进行计算算。3.1、工作索布布置工作索布置于每组组主索旁，主主要用于吊装装施工辅助、滑滑车检修、运运输小型工具具等。工作索索采用1根φ56mm((6×37S+FC)的合成纤维维芯钢索，公公称抗拉强度度1770MPPa，单根钢绳绳钢丝截面积积A=12333.79mmm2，单根钢绳绳单位长度重重量11.66kg/m，整整条钢丝绳的的最小破断拉拉力为Tp＝1830KN。悬索跨度L=341m，空索垂度f0=12m。3.2、工作索张张力及对塔架架(锚碇)作用力计算算设计工作索额定起起重量10tt，则计算重量P=(100+2.5))×1.2=115t=155×9.8KNN=147KN(其中2.5吨位为为吊具、起吊吊牵引钢绳及及配重)。工作索按按吊篮分别位位于两岸塔前前20m、索跨跨中中共计算3种受力工况况。计算初始始数据及计算算结果如下：：工作索计算初始数数据━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━吊装跨径＝3411米前后两吊点间水平平距离(单吊点取零零值)＝0米起吊岸主锚距塔架架水平距离＝＝100米非起吊岸主锚距塔塔架水平距离离＝86米两岸塔顶高差(起起吊岸低取正正值，等高取取零值)＝0米起吊岸主索后拉索索与水平面夹夹角＝22.61度非起吊岸主索后拉拉索与水平面面夹角＝23.34度主索弹性模量＝775.6千牛/平方毫米安装期与吊运期最最大温差(温度升高取取正值)＝0摄氏度起吊结构重量(包包括吊具及动动力系数)＝147千牛主索单位重量＝00.11377千牛/米主索破断拉力＝11830千牛主索截面面积＝11233.779平方毫米拟定的主索跨中安安装垂度＝12米━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━工作索计算结果━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━空索情况:────空索跨中垂度F00=12米空索后拉索张力((较大岸)T0=1139.077801699349866千牛起吊岸塔架空索竖竖直力V10=772.85552903000259千牛非起吊岸塔架空索索水平力差H20=110.0233044522257177千牛非起吊岸塔架空索索竖直力V20=774.4866697033320822千牛结构吊点距起吊岸岸塔架20米时的情况:───────────────────吊点垂度F=9..3556776269553125米跨间主索水平张力力H=3344.82800650333255千牛起吊岸塔架主索水水平力差H1=-66.85888214344603444千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=3000.0644646299943千牛非起吊岸塔架主索索水平力差H2=266.325332292110703千牛结构吊点距起吊岸岸塔架321米时的情况:─────────────────────吊点垂度F=9..3474336523443749米主索最大张力T==370.440126337268334千牛起吊岸塔架主索水水平力差H1=244.678000052334929千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=1557.29669973220338千牛结构吊运至跨中时时的情况:────────────跨间主索水平张力力H=5633.44377475044233千牛跨中主索最大张力力T=5711.04877174766746千牛主索安全系数K==3.20446302660069775起吊岸塔架主索水水平力差H1=366.284004657661805千牛起吊岸塔架主索竖竖直力V1=3112.42992112005213千牛━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━可见工作索最大张张力Tmax==571.0049KN，安全系数K=3.200>[3]，满足要求求。3.3、工作索接接触作用应力力验算跨中时工作索张力力最大，按此此阶段控制计计算。σ＝Tmax/An＋＋Ce×E××δ/D其中：工作索最大大张力：Tmax＝571.0049KN。钢索截面积：AAn＝1233..79mm2。钢索弹性模量：EE＝75.6KNN/mm2。其中：粗钢丝直径径：δ＝2.6mm。滑轮直径：D=4400mm。钢索弹性模量折减减系数：Ce=0..104+00.04×22d/D。钢索直径d＝56mm。代入上式得到：σ＝Tmax/An＋＋(0.1044+0.044×2d/DD)×E×δδ/D＝0.519KN//mm2。则、考虑接触作用用应力安全系系数K＝σmax/σ＝1..77/0..519＝3.41>[2]]接触作用应应力安全系数数满足要求。表3-1各阶段工作索索计算成果表表计算工况主索张力T(KNN)安全系数K主索垂度f(m))朝阳寺岸塔架作用用力(KN)鸡鸣坝岸塔架作用力(KN)空索状态139.07812H=9.331V=72.8555H=10.0233V=74.4877朝阳寺岸塔前200m位置370.1349.356H=-6.859V=300.0665H=26.3255V=161.1225鸡鸣坝岸塔前200m位置370.4019.347H=24.6788V=157.2997H=-4.9688V=304.5112至索跨跨中571.0493.2025.174H=36.2844V=312.4229H=39.1244V=319.1228接触作用应力σ＝＝0.519KN//mm2，安全系数K＝3.41>[[2]。工作索计算结论：：从前面的计计算结果可以以看出，工作作索在各运输输工况，其张张力安全系数数及应力安全全系数皆满足足规范要求，工工作索受力是是安全的。4、起重索计算4.1、跑头拉力力F计算及安全全系数校核考冲施起计1098吊量=2吊2动顶向进机于上轮η8拉F=G1/(η33＋η4＋η5＋η6＋η7＋η8＋η9＋η10＋η11＋η12＋η13＋η14)90828354.1889KN<[0.7×800]=[56]KKN。其中0.7为卷扬机有效系数数。(1)、起吊索拉拉力安全系数数采用φ26mm合成纤维维芯钢绳(6×37SS+FC11670MPPa)，破断拉力TP=373KN。则：K=TP/F==373/54.1889=6.88>[5]，满足规范范要求。(2)、起吊索应应力安全系数数滑轮直径D=3000mm，φ26mm合成纤维芯芯钢绳(6×377S+FC))钢丝直径δ=1.2mm，截面钢丝丝面积An=2666.014mmm2，则：Ce=0.1044+0.044×2d/DD=0.1004+0.004×2×226/300=0..1109。Σ=F/An＋Cee×E×δ/D=54..189/266.0014＋0.11099×75.66×1.2/300=0.237KN//mm2。则、接触应力安全全系数：K=σmax/σσ=1.67/0.2237=7.04>>[3]应力安全系系数满足要求求。4.2、起吊索引引起的塔架及及锚碇不平衡衡荷载计算起吊卷扬机布置在在朝阳寺岸，定定头固定在起起吊滑车组上上，起吊绳仅仅对朝阳寺岸岸塔架产生力力的作用，按按构件中心位位于朝阳寺岸岸塔前26m、索跨跨中中及构件中心心位于鸡鸣坝坝岸塔前26m计算3种受力状态态。(1)、构件中心心位于朝阳寺寺岸塔前266m时参考图4-2，根根据主索计算算结果，额定定荷载运输至至朝阳寺岸塔前前26m时主索索后吊点垂度f1=9.4566m，前吊点垂垂度f2=12..338m，则起吊跑跑头前倾角：：γ1=tg-1（f11/20）=tg-1(9.4566/20)=25.3305°。γ2=tg-1[f22/(20+122)]=tgg-1(12.3338/32)=21.0085°。①、塔架水平力：ΔH1==η2F(cosγ1+cosγ2)-2ηF×coos22.661°=0.982×554.1899×(cos255.305°°+cos221.0855°)-2×0.98×54.1889×cos22.611°=-2.4439KN。竖直力：ΔV1==η2F(sinγ1+sinγ2)+2ηF×sinn22.611°=0.982×554.1899×(sin255.305°°+sin221.0855°)+2×0.98×54.1889×sin22.611°=81.8801KN。②、锚碇水平力：ΔH1=2F+2ηFF×coss22.611°=2×54.1899+2×0.98×54.1889×coss22.611°=206.425KKN。竖直力：ΔV1=2ηF×sin222.61°==2×0.98×54.1889×sin222.61°==40.833KN。（2）、吊运至索跨跨跨中时仍参考图4-2，此时L1=164.5m，根据主索计计算结果，吊吊运至索跨跨跨中时前后吊吊点垂度f1=f2=26.001m，则起吊跑头头前倾角：γ1=tg-1(f11/164.5)=tg-11(26.001/164.5)=8.982°。γ2=tg-1[f22/(164..5+12))]=tg-1(26.001/176.55)=8.3880°。①、塔架水平力：ΔH1==η2F(cosγ1+cosγ2)-2ηF×coos22.661°=0.982×554.1899×(cos8..982°+cos88.380°°)-2×0.98×54.1889×coss22.611°=4.845KN。竖直力：ΔV1==η2F(sinγ1+sinγ2)+2ηF×sinn22.611°=0.982×554.1899×(sin8..982°+sin88.380°°)+2×0.98×54.1889×sin222.61°=56.543KNN。②、锚碇水平力：ΔH1=2F+2ηFF×coss22.611°=2×54..189+2×0.98×54.1889×coss22.611°=206.425KKN。竖直力：ΔV1=2ηF×sin222.61°==2×0.98×54.1889×sin222.61°==40.8333KN。(3)、构件中中心位于鸡鸣鸣坝岸塔前334m时参考图4-2，此此时L1=301m，根据主索索计算结果，主主索后吊点垂垂度f1=14.1991m，前吊点垂垂度f2=11.7118m，则起吊跑跑头前倾角：：γ1=tg-1(f11/301)]=tg-1(14.1991/301)=2.6999°。γ2=tg-1[f22/(301++12)]==tg-1(11.7118/313)=2.1444°。①、塔架水平力：ΔH1=η2F(cosγ1++cosγ2)-2ηF×coos22.661°=0.982×554.1899×(cos2..699°+cos22.144°°)-2×0.98×54.1889×coss22.611°=5.945KN。竖直力：ΔV1=η2F(sinγ1++sinγ2)+2ηF×sinn22.611°=0.982×554.1899×(sin2..699°+sin22.144°°)+2×0.98×54.1889×sin222.61°=45.231KNN。②、锚碇水平力：ΔH1=2F+2ηFF×coss22.611°=2×54..189+2×0.98×54.1889×coss22.611°=206.425KKN。竖直力：ΔV1=2ηF×sin222.61°==2×0.98×54.1889×sin222.61°==40.8333KN。表4-1各阶段起吊索索对朝阳寺岸岸塔架及锚碇碇作用荷载汇汇总表运输位置塔架锚碇卷扬机最大拉力FF(KN)水平力ΔH1(KN)竖直力ΔV1(KN)水平力ΔH2(KN)上拔力ΔV2(KN)构件中心位于朝阳寺岸塔前266m时-2.43981.801206.42540.83354.189至索跨跨中4.84556.543206.42540.833构件中心位于鸡鸣坝岸塔前344m时5.94545.231206.42540.8334.3、起重卷扬扬机需要容绳绳量计算(1)、起吊卷扬扬机容绳量计计算S=(341-220)(跨间运行距距离)+12(起吊线数)×80(最大起吊高高度)+100(初始绕绳量)=13811m。实际选用容绳量11400m的卷扬机。(2)、单根起吊吊绳长度计算算S´=(341--20)(跨间运行距距离)+12(起吊线数)×80(最大起吊高高度)+108(塔顶至锚碇碇的斜距)+50(塔架距卷扬扬机距离)+100(初始绕绳量)＝1539m。实际单根起吊绳按按1600m下料。注：最大起吊高度度为拱脚高程程与该处主索索空索对应高高程差。5、牵引索复核计算算5.1、最大牵引引力计算(1)、构件中心位位于朝阳寺岸岸塔前26m时此时，构件中心距距起吊岸锚碇碇距离x=20+12/2=26m。计算牵引升角γ：：tgγ=(L-2x)((q+G/LL)/(2HHx)=(3341-2××26)×(00.796+1098/341)/((2×24115.5711)=0.2402。γ=13.5084°°其中：Hx为跨间间主索水平张张力，G为吊装重量量，q为主索单位位长度重量，L为吊装跨径径。牵引布置参考缆索索吊机设计图图，跑车轮采采用滚子轴承承，滑轮效率率系数η=0.98，跑车运行行阻力系数f=0.0012。牵引力由由跑车运行阻阻力W1，起重索运运行阻力W2和后牵引松松弛张力W3等三部分组组成。、跑车运行阻力WW1W1=G×(sinγγ+fcosγ)=1098×(siin13.55084°+0.0122×cos113.50884°)=269.2991KN。、起重索运行阻力力W2W2=-2η2F=--2×0.9982×54.1889=-104..086KNN。、后牵引松弛张力力W35φ26mm合成纤维维芯钢绳(6×377S+FC))单位长度重重量：q=5×2.511Kg/m＝0.1233KN/m。近似取后牵引垂度度为其跨度的的1/20，即fq＝x/20，则：W3=qx2/(8ffq)=20××q×(3441-20--12)/88=20×00.123××309/8=95.0118KN。则：总的牵引力：：W=W1+W2++W3=+95.0018=260.2223KN。(2)、构件中心心位于鸡鸣坝坝岸塔前344m时此时x=341-（3301+12/2）=34m，计算牵引引升角γ：tgγ=(L-2x)((q+G/LL)/(2HHx)=(3341-2××34)×(00.796+1098/341)/((2×26559.7188)=0.2061。γ=11.6458°°①、跑车运行阻力WW1W1=G×(sinγγ+fcosγ)=10998×(siin11.66458°++0.0122×cos111.64558°)=234.548KKN。②、起重索运行阻力力W2起重索与牵引同方方向，对牵引引力起减小作作用。W2=2η2F=2××0.9822×54.1889=104.0086KN。③、后牵引松弛张力力W3W3=qx2/(8ffq)=20××q×3099/8=200×0.1223×309/8==95.0118KN。则：总的牵引力：：W=W1+W2++W3=234.5548+104.0086+95.0118=433.6652KN。(3)、运输至索跨跨中中时牵引升角γ=0°°、跑车运行阻力WW1W1=G×(sinγγ+fcosγ)=10998×(siin0°+0.0012×coos0°)=13..176KN。②、起重索运行阻力力W2W2=2η2F=2××0.9822×54.1889=104.0086KN。③、后牵引松弛张力力W3W3=qx2/(8ffq)=20××q×1644.5/8==20×0..123×164.55/8=50..584KN。则：总的牵引力：：W=W1+W2++W3=13.1776+104.0086+50.5884=167.8846KN。可见，最大牵引力力=433.6652KN5.2、牵引索安安全系数计算算参考图5-1，有有：Wmax==η3F+η4F+η5F+η6F+η7F则：F=Wmaxx/(η3+η4+η5+η6+η7)=433..652/((0.9833+.984+.985+.986+.987)=95.910KNN。选用120KN卷卷扬机做牵引引合适。5.2.1、牵引引索拉力安全全系数：牵引索采用φ266mm钢索(6×37S+FC)，钢丝公称称抗拉强度1770MPa，破断拉力Tp=3955KN，则安全系系数：K=TP/F=3395/95.9110=4.11<<[4.5]]不满足要求求。改为φ28mm钢索(66×37S+FC)，钢丝公称称抗拉强度1770MPa，破断拉力Tp=4588KN，则安全系系数：K=TP/F=4458/95.9110=4.77<<[4.5]]满足要求。5.2.2、牵引引索应力安全全系数钢索弹性模量折减减系数：Ce=0..104+00.04×22d/D。钢索直径d=28mm，钢丝直径径δ=1.3mm，滑轮直径300mm，截面钢丝面面积An=3088.180mmm2，则：Ce=0.1044+0.044×2d/DD=0.1004+0.004×2×228/300=0..111477。接触应力：σ=F/An+Cee×E×δ/D=95..91/308.118+0.111147×775.6×11.3/300=0.348KNN/mm2。则、接触应力安全全系数：K=σmax/σσ=1.77/0.348＝5.09>>[3]，应力安全系系数满足要求求。5.3、牵引索长长度计算S=(341-112)×5+3441(通线)+108×2(塔后斜拉索索长度)+50(锚碇至卷扬扬机距离)×2+500(卷扬机绕绳绳量)=2352m。牵引索长实际采用用2400m。5.4、牵引索作作用在索塔锚锚碇上的外力力计算5.4.1、运输输至索跨跨中中时牵引索对对索塔锚碇作用用荷载计算(1)、朝阳寺岸岸从前面的计算，运运输至跨中时时牵引力W=167..846KNN。则跑头牵引引力：F=W/(η33+η4+η5+η6+η7)＝167.8846/(00.983+.984+.985+.986+.987)=37.1122KN。如图5-2示，运运至索跨跨中中时牵引对朝朝阳寺岸塔架架的作用力主主要为塔前后后跑头力ηF、η2F，后牵引松松弛张力WW3=50.5884KN。跨中主索垂度f==26.0001m，则后牵引引索倾角：γ=tg-1(f//164.55)=tg-1(26.0001/164.55)=8.9882°。①、塔架水平力：ΔH1==η2F+W3×cosγ-(ηF+W3)×ccos22..61°=0.982×337.1222+50.5584×cos8..982º--(0.98×37.1222+50..584)××cos222.61°=5.336KN。竖直力：ΔV1＝＝W3×sinγ+(ηF+W3)×sin22..61°=50.584××sin8..982º+(0.988×37.1222+50..584)××sin222.61°==41.3331KN。②、锚碇水平力：ΔH2==F+(ηF+W3)×cos222.61º=37.122+((0.98××37.1222+50..584)××cos222.61º==117.4402KN。竖直力：ΔV2==(ηF+W3)×sin222.61°==(0.988×37.1122+500.584))×sin222.61º=33.434KNN。(2)、鸡鸣坝岸岸运输至跨中时鸡鸣鸣坝岸塔架主主要有牵引跑跑头力η2F、牵引力W。如图5-3，牵引引索倾角：γ=tg-1(ff/164..5)=tgg-1(26.0001/1644.5)=8.9822°。千斤绳竖直力：V=W×sinγ==167.8846×siin8.9882º=26.2205KN。千斤绳水平力：H=W×cosγγ+η2F=1677.846××cos8..982º+0.982×37.1222=2011.440KKN。千斤绳张力：①、塔架水平力：ΔH=HH-T×coos23.334°=14.9226KN。竖直力：ΔV=VV+T×sin233.34°==106.6685KN。②、锚碇水平力：ΔH2==T×cos233.34°==203.1137×coos23.334°=186.5514KN。竖直力：ΔV2==T×sin233.34°==203.1137×sin233.34°==80.4880KN。5.4.2、构件件中心位于鸡鸡鸣坝岸塔前前34m时牵引索对对索塔锚碇作用用荷载计算(1)、朝阳寺岸岸从前面的计算，构构件中心位于于鸡鸣坝岸塔塔前26m时牵引力W=433..652KN，F=95.9910KN，W3=95.0118KN。如图5-4示，构构件中心位于于鸡鸣坝岸塔塔前34m时牵引对朝阳寺寺岸塔架的作作用力主要为为塔前后跑头头力ηF、η2F，后牵引松松弛张力W3。主索垂度f1=114.1911m，则后牵引引索倾角：γ=tg-1(ff1/301)=ttg-1(14.1991/301)=2.6999°。①、塔架水平力：ΔH1==η2F+W3×cosγ-(ηF+W3)×cos222.61°°=0.982×995.91++95.0118×cos2..699º--(0.98×95.911+95.0018)×ccos22..61°=12.551KNN。竖直力：ΔV1＝＝W3×sinγ+(ηF+W3)×sin22..61°=95.018×ssin2.6699º+(0.988×95.911+95.0018)×sin222.61°==77.1440KN。②、锚碇水平力：ΔH2==F+(ηF+W3)×cos222.61º=95.91+(00.98×995.91++95.0118)×coos22.661º=270..393KN。竖直力：ΔV2==(ηF+W3)×sin222.61°==(0.988×95.991+95..018)××sin222.61º=72.666KNN。(2)、鸡鸣坝岸岸构件中心位于鸡鸣鸣坝岸塔前334m时鸡鸣坝岸塔塔架主要有牵牵引跑头力η2F、牵引力W。此时主索索垂度f2=11.7118m，则后牵引引索倾角：如图5-5，牵引引索倾角：γ=tg-1(ff2/28)=ttg-1(11.7118/28))=22.7009°。千斤绳竖直力：V=W×sinγ==433.6652×siin22.7709º=167..412KNN。千斤绳水平力：H=W×cosγγ+η2F=4333.652××cos222.709ºº+0.982×95.911=492..146KNN。千斤绳张力：①、塔架水平力：ΔH=HH-T×coos23.334°=14.8444KN。竖直力：ΔV=VV+T×sin233.34°==373.3366KN。②、锚碇水平力：ΔH2==T×cos233.34°==519.8841×coos23.334°=477.3302KN。竖直力：ΔV2==T×sin233.34°==519.8841×sin233.34°==205.9954KN。5.4.3、构件件中心位于朝朝阳寺岸塔前前26m时牵引索对对索塔锚碇作用用荷载计算(1)、朝阳寺岸岸如图5-6示，从从前面的计算算，构件中心心位于朝阳寺寺岸塔前266m时朝阳寺岸塔塔架主要为前前后牵引力W的作用，W=260..223KN。则跑头牵牵引力：F=W/(η22+η3+η4+η5+η6)=260..223/((0.9822+.983+.984+.985+.986)=56.4402KN。后吊点垂度f1==9.4566m，则后牵引引索倾角：γ=tg-1(f11/20)=tgg-1(9.4566/20)=25.3305°。①、塔架水平力：ΔH1==W×（cosγ-cos222.61°）=260.2223×（cos255.305ºº-cos222.61°°）=-4.970KKN。竖直力：ΔV1==W×（sinγ+sin222.61°）=260.2223×（sin255.305ºº+sin222.61°°）=211.273KKN。②、锚碇水平力：ΔH2==F+W×cos222.61º==56.4002+2600.223××cos222.61º==296.6625KN。竖直力：ΔV2==W×sin222.61°==260.2223×sin222.61º==100.0044KN。(2)、鸡鸣坝岸岸如图5-7，鸡鸣鸣坝岸塔架仅仅有塔前后牵牵引松弛张力力W3作用，W3=95.0118KN，此时垂度f2=12.3338m，则牵牵引索倾角：：γ=tg-1(f22/309)==tg-1(12.3338/3099)=2.2877°。①、塔架水平力：ΔH=WW3×（cosγ-cos23..34°）=95.0118×（cos2.2287º-cos23..34°）=7.700KN。竖直力：ΔV=WW3×（sinγ+sin223.34°°）=95.0118×（sin2.287º+sin223.34°°）=41.437KNN。②、锚碇水平力：ΔH2==W3×cos233.34°==95.0118×coss23.344°=87.2443KN。竖直力：ΔV2==W3×sin233.34°==95.0118×sin233.34°==37.6445KN。5.5、牵引索对塔架、锚锚碇作用力汇汇总表5-1各阶段牵引索索对两岸塔架架作用荷载汇汇总表运输位置朝阳寺岸塔架鸡鸣坝岸塔架水平力H(KN)竖直力V(KN)水平力H(KN)竖直力V(KN)构件位于朝阳寺塔塔前26m-4.970211.2737.70041.437构件位于索跨跨中中5.33641.33114.926106.685构件位于鸡鸣坝塔塔前34m12.55177.14014.844373.366表5-2各阶段牵引索索对两岸锚碇碇作用荷载汇汇总表运输位置朝阳寺岸锚碇鸡鸣坝岸锚碇水平力H(KN))上拔力V(KN))水平力H(KN))上拔力V(KN))构件位于朝阳寺塔塔前26m296.625100.04487.24337.645构件位于索跨跨中中117.40233.434186.51480.480构件位于鸡鸣坝塔塔前34m270.39372.666477.302205.954表5-3各阶段牵引力力汇总表运输位置牵引力W(KN))卷扬机牵引力F((KN)张力安全系数K构件位于朝阳寺塔塔前26m260.22356.402∕构件位于索跨跨中中167.84637.122∕构件位于鸡鸣坝塔塔前34m433.65295.9104.77>[4..5]6、钢管拱肋扣挂计计算6.1、材料及截截面属性定义义6.1.1、材料及截截面概述(1)、扣索钢管拱肋上下游每每个安装段各各设置1道扣索，每每岸每肋6道扣索，1～4道每道扣索索皆采用2φ40mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)，5、6道扣索皆采采用2φ48mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)，皆为每每肋左右侧各各一根钢索。(2)、拱肋主桥采用净跨1995m钢管混凝土土桁架上承式式拱桥，净矢矢跨比为1//5，主拱轴轴线为悬链线线，拱轴系数数m=2.22，拱肋为等等截而钢管混混凝土桁架结结构。全桥共共两榀桁架，两两桁架中心间间距8.0m，每榀拱肋肋由4根φ950mmm钢管组成高高4.6米，宽宽2.45米的的钢管桁架，水水平向由φ400×12mm钢管管横向连接两两根主钢管；；在距离上、下下弦管中心线线lm处各设一一根φ350×l2mm钢管管横向连接两两根腹杆，腹腹杆采用φ400×12mm钢管管作竖向连接接。主拱肋上弦钢管壁壁厚依次为：：跨中60mm区段间采用φ950×24mm钢管管，紧接相邻邻48m区段间间对称采用φ950×18mm钢管管，剩余拱脚脚区段采用φ950×32mm钢管管。主拱肋下下弦钢管壁厚厚依次为：跨跨中144mm区段间采用φ950×18mm钢管管，剩余拱脚脚区段采用φ950×32nm钢管管，主拱肋钢钢管灌注自密密实微膨胀CC50混凝土土。(3)、拱肋横向联系两道拱肋之间设有有13道横撑以以保证拱肋横横向稳定。横横撑主管采用用φ400×12mm钢管管，竖管采用用φ350×l2mm钢管管。(4)、主要材料拱肋、风撑、横联联均采用Q3345qD级级钢，钢材材材质应符合《桥桥梁用结构钢钢》（GBTT714--2008))要求。拱拱肋弦管、风风撑均为钢板板卷制螺旋管管或无缝钢管管，并满足可可焊性要求。6.1.2、材料及截截面特性(1)、材料特性性①、钢管拱肋及连接接系(Q345qD)材料特性拱肋、风撑、横联联均采用Q3345qD级级钢，材料特特性见图6-1。图6-1钢管拱肋及连接系系(Q345qD)材料特性数数据表②、扣索材料特性扣索采用钢丝绳，钢钢丝绳结构为为6×37S++FC，公称称抗拉强度1670Mooa，见图6-22。图6-2扣索材料特性性数据表(2)、截面特性性①、拱肋上下弦杆截截面特性钢管拱肋主弦杆为为φ950×32、φ950×24、φ900×18四种钢管截面面，则其截面面特性数据如如图6-3。(φ950×32钢管管)(φ950×24钢管管)(φ950×18钢管管)图6-3钢管拱拱肋主弦杆截截面特性表((单位：mm)②、拱肋腹杆及风撑撑等截面特性性拱肋腹杆及风撑为为φ400×12mm及φ350×12mm两种钢管截截面，其截面面特性数据如如图6-4。(φ400×12钢管管)(φ350×12钢管管)图6-4钢管拱拱肋腹杆及风风撑截面特性性表(单位：mm)③、扣索截面特性1～4道每道扣索皆采用用2φ40mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)，5、6道扣索皆采采用2φ48mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)，皆为每每肋左右侧各各一根钢索。扣扣索截面特性性见图6-5。图6-5扣索截面特特性表(单位：mm)6.2、结构的简简化、约束及及几何模型(1)、结构的简简化及约束计算方法：利用《通通用结构分析析与设计软件件SAP20000》V20.2按空间杆系系结构进行计计算。节段内内弦杆与腹杆杆之间的连接接皆按固结考考虑，在钢管管拱肋安装过过程中，拱脚脚为铰接结构构，按铰支点点考虑，扣索索按两端铰接接杆单元计入入，与扣塔或或锚碇之间的的连接按固定定铰。先按“零弯矩法(及拱脚脚及各节段间间铰接)”计算合拱前前各道扣索力力，然后利用用计算所得的的各扣索力、拱拱肋自重共同同作用进行合合拱前状态的的计算(本阶段拱脚脚铰接、各节节段间按固结结)，并对各扣扣索力进行少少量调整使拱拱肋各节点计计算竖向位移移满足规范要要求(高程差在L/30000及±50mm以内)，同时拱肋肋各部弯矩较较小，应力在在规范容许的的范围内，则则所确定的扣扣索力即为合合拱前的各道道扣索力。然然后按“倒装法”计算各阶段段扣索力、拱拱肋应力、节节点位移，以以控制各阶段段扣索力及拱拱肋变形，倒倒拆过程中若若拱肋变形较较大，则对扣扣索力进行少少量调整。各各阶段拱肋应应力皆应在规规范容许的范范围内，扣索索以各阶段的的最大扣索力力控制设计，扣扣索安全系数数按不小于33.0设计。(2)、几何模型型SAP2000电电算模型如图图6-6示。图6-6扣挂系统电电算模型6.3、计算荷载载及荷载工况况算拱扣根面长重量由程程序自动记入入，考虑节点点加劲板、焊焊缝等，每个个单元皆乘以以1.082的修修正系数，使使与实际重量量一致，见表表6-1。表6-1拱肋重量修修正系数表扣索荷载拱肋合拢前各扣索索力按“零弯矩法”配合试算确确定，试算原则是是拱肋在合拢拢前各节点变变形(高程)满足规范要要求，拱肋整整体断面弯矩矩较小且单元元强度满足要要求。倒拆的的每个阶段扣扣索及拱肋强强度满足规范范要求。具体计算方法：先先按“零弯矩法(及拱脚及各各节段间铰接接)”计算合拱前前各道扣索力力，然后利用用计算所得的的各扣索力、拱拱肋自重、风风缆初张力共共同作用进行行合拱前状态态的计算(本阶段拱脚铰接及各节段段间按固结)，并对各扣扣索力进行少少量调整(试算)使合拢前拱拱肋各节点计计算竖向位移移满足规范要要求(公路桥涵施施工技术规范范为±L/30000且不大于±50mm)，同时拱肋肋各部弯矩较较小，应力在在规范容许的的范围内，则则所确定的扣扣索力即为合合拱前的各道道扣索力。拱肋合拢前扣索张张力荷载采用用应变模拟，应应变值为：。见图6-7。图6-7拱肋合拢前各扣索索应变荷载图图图6-82、3段扣索调整应变荷荷载图其中：—各扣索张张力，E—钢绞线弹性性模量，A—每道扣索截截面积。下载析肋按段计装索按段7段仅对行力更拢设本用索架实索整数场根际确所撑索肋受状段后第两安的形岸然岸两安的形对力调岸然岸两安的形岸然岸两安的形岸然岸两及完力态量算线工及图6.4、变形、内力电算算结果及强度度复核6.4.1、变形形图仅给出合拢前变形形图，合拢前前，悬臂端最最大竖向变形形+0.7mmm（向上），1/4拱跨节点点附近最大变变形+11.0mmm，满足规规范要求。图6-10拱肋合拢拢前变形图（mm）6.4.2、各阶阶段内力图轴力计算结果填充充图见图6-11。图6-11轴力填充充图、各阶段扣索力及及扣索安全系系数计算1～4道每道扣索皆采用用2×2φ40mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)，单根钢索的的破断拉力Tp=8822KN。5、6道扣索皆采采用2×2φ48mm钢索(6×37S+FFC16770Mpa)单根钢索的的破断拉力Tp=12770KN。每根扣索最大计算算拉力Tmax列于表6-1中。扣索安全全系数：。扣索安全全系数计算结结果列于表66-1中，可可见，各扣索索安全系数满满足规范要求求。扣索安全系数容许许值根据《公公路桥涵施工工技术规范》(JTG//TF500-20111）取值。表6-1拱肋自重作作用各阶段单单根扣索力计计算成果表（KN）单根索索力阶段朝阳寺岸T1T2T3T4T5T6安装拱脚段及风撑撑155.894安装第二段及风撑撑165.466187.690安装第三段及风撑撑165.296187.22193.630安装第四段及风撑撑162.685183.957192.704227.788安装第五段及风撑撑161.389140.525164.343228.114327.250安装第六段及风撑撑149.028123.350160.273226.331327.500346.288单根最大索力Tmmax165.466187.690193.630228.114327.500346.288安全系数K5.334.704.563.873.883.67单根索索力阶段鸡鸣坝岸T1T2T3T4T5T6安装拱脚段及风撑撑155.084安装第二段及风撑撑167.238188.639安装第三段及风撑撑167.567188.877180.602安装第四段及风撑撑162.713181.519176.983217.963安装第五段及风撑撑162.150144.015154.048219.001298.085安装第六段及风撑撑151.971130.980150.584218.626301.139316.459单根最大索力Tmmax167.567188.877180.602219.001301.139316.459安全系数K5.264.674.884.034.224.01、各阶段钢管拱肋肋最大应力图6-12为钢管拱拱肋在各安装装阶段的应力力云图。图6-12钢管拱肋肋各安装阶段段应力云图((Mpa)钢箱拱肋各安装阶阶段最大应力力计算结果见见表6-2。可见，拱拱肋安装过程程中拱肋最大大拉应力133.607MMPa，最大压应应力-21..791MPPa，单元最大大应力皆大大大小于Q345钢材容许应应力值±210Mppa，可见，在在拱肋安装过过程中，拱肋肋受力非常安安全。表6-2各阶段拱肋强度计计算成果表（MPa）扣挂阶段岸别最大拉应力最大压应力许用应力安装拱脚段及风撑撑朝阳寺岸11.228-7.896±210鸡鸣坝岸11.019-7.846±210安装第2段及风撑撑朝阳寺岸13.607-11.824±210鸡鸣坝岸13.341-11.598±210安装第3段及风撑撑朝阳寺岸10.628-13.664±210鸡鸣坝岸11.264-13.660±210安装第4段及风撑撑朝阳寺岸9.655-14.014±210鸡鸣坝岸10.901-14.922±210安装第5段及风撑撑朝阳寺岸10.183-14.027±210鸡鸣坝岸11.078-14.333±210安装第6段及风撑撑朝阳寺岸12.454-21.791±210鸡鸣坝岸11.550-18.528±2106.5、扣索对塔塔架作用力计计算结果合拢前最大悬臂状状态扣索力合合力最大，按按合拢前计算算，合拢前最最大悬臂状态态扣索电算结结果，各扣索索力及扣索对对塔架作用力力列表如下：：表6-3合拢前各扣索索力及扣索对塔塔架(交界墩)作用力计算结结果表（单位KN）岸别扣索编号后倾角(°)前倾角张力(T)纵向水平力()竖直力(V)朝阳寺岸10°58.113°149.028-70.305126.538232.031°123.350-18.77965.422322.61°23.457°160.273-0.927125.416419.519°226.3314.388162.636516.809°327.50011.178220.617615.039°346.28814.754222.986鸡鸣坝岸10°56.762°151.971-68.673127.109230.108°130.980-17.67265.704323.34°30.298°150.584-8.246135.629424.728°218.626-2.157178.070520.886°301.1394.855226.666618.355°316.4599.796225.031注：①、纵向水平力负值值表示向锚碇碇方向，正值值表示向河方方向。②、表中为单单根扣索力，全全桥应乘以4。7、索塔计算利用微机结构分析析通用程序SAP20000按空间杆系系单元进行计计算。7.1、塔架荷载载7.1.1、塔顶顶索力汇总(1)、朝阳寺岸塔塔架根据前面的计算，其其索外力汇总总如表7-1。其中扣索索力按合拢阶阶段取值，单单侧扣索。表7-1朝阳寺岸塔架架及锚碇索力力汇总表(KN)荷载类别朝阳寺塔前26mm起吊时运输至索跨跨中时时竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T主索2178.5544-54.1572675.34772213.7366246.2813977.0900工作索300.065-6.859370.134312.42936.284571.049起吊索81.801-2.439210.42556.5434.845210.425牵引索211.273-4.970313.04241.3315.336122.070扣索31717扣索433扣索51818扣索68484合力Σ4235.0033-9.6395685.16664087.3499351.5326996.6377荷载类别运输至鸡鸣坝岸塔塔前34m时竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T主索1272.0788194.0062887.5622工作索157.29724.678370.401起吊索45.2315.945210.425牵引索77.14012.551279.987扣索317扣索43扣索518扣索684合力Σ3015.0566295.9665863.0799从表7-1可以看看出，在以上上三个运输工工况，朝阳寺寺岸塔架水平平力的合力基基本皆向河（朝朝阳寺塔前26m起吊时有有微小向后水水平力），运运输至跨中时时，水平力最最大，竖直力力也相对较大大，因而朝阳阳寺岸塔架以以运输至跨中中时作为控制制计算状态，其其余运输状态态不再计算。(2)、鸡鸣坝岸塔塔架根据前面的计算，其其索外力汇总总如表7-2。表7-2鸡鸣坝岸塔架及锚锚碇索力汇总总表(KN)荷载类别朝阳寺塔前26mm起吊时运输至索跨跨中时时竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T主索1180.3944188.5332675.34772260.3888266.0593977.0900工作索161.12526.325370.134319.12839.124571.049牵引索41.4377.70095.018106.68514.926203.137扣索32626扣索47777扣索566扣索633合力Σ2913.7488231.0545114.11554216.9933328.6056724.8922荷载类别运输至鸡鸣坝岸塔塔前34m时竖直力ΔV水平力ΔH锚碇索力T主索2268.25338.4452887.5622工作索304.512-4.968370.401牵引索373.36614.844519.841扣索326扣索477扣索56扣索63合力Σ4556.923326.8175751.4200从表7-2可以看看出，在以上上三个运输工工况，鸡鸣坝坝岸塔架水平平力的合力皆皆向河，运输输至跨中时，水水平力最大，竖竖直力也相对对较大，因而而鸡鸣坝岸塔塔架仍以运输输至跨中时作作为控制计算算状态，其余余运输状态不不再计算。7.1.2、索力力在上分配梁梁上的分配布布置(运输至跨中中时)(1)、朝阳寺岸塔塔架如图7-1示，将将主索位索力力简化为座滑滑轮作用宽度度1.76m范围内的均均布荷载，扣扣索及工作索索力简化为集集中荷载，工工作索相距主主索中心1..2m布置，扣索索4门座滑轮各各距主索中心心2m布置，主索索、起吊及牵牵引索索力皆皆近似看成作作用于主索座座滑轮范围的的均布荷载。图7-1分配梁索力力分布示意图图①、主索位作用力((单组前后索索鞍、全塔2组)：将主索、起吊索及及牵引索力最最为主索索鞍鞍支架作用范范围内的均布布荷载。竖直力V1=22213.7336(主索)+41.3331(牵引索索)+56.5443(起吊索索)=2311..61KN，水平力H1=2446