巫山错开峡大桥缆索吊机设计计算书

本文格式为Word版，下载可任意编辑——巫山错开峡大桥缆索吊机设计计算书重庆市巫山县错开峡大桥(L=75m钢筋混凝土箱形拱桥)

缆索吊机设计计算书

重庆市黄浦建设集团有限公司2023年05月

1、计算说明

1.1、主要计算参数取值

(1)、钢筋混凝土容重：γh=25KN/m3，钢材容重：γ=78.5KN/m3。

(2)、钢材的容许应力及弹性模量等参考《马路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86，钢丝绳的技术参数参考《起重吊装常用数据手册》人民交通出版社2023年2月出版，钢绞线技术参数参考《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2023，锚索计算相关数据参考《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2023取值。

(3)、截面特性参数参考：

钢筋混凝土拱箱截面及锚梁截面特性参数均由《通用结构分析与设计软件SAP2000》截面设计器自动计算。

(4)、主要安全系数取值：

①、钢丝绳：主索、工作索、扣索、风缆索等张力安全系数≥3.0，应力安全系数≥2.0；起吊索、牵引索等张力安全系数≥5.0，应力安全系数≥3.0；千斤绳张力安全系数≥8.0；钢绞线锚索张力安全系数≥2.5。

②、其它钢材：Q235、Q345、45#钢皆按容许应力取值。(5)、主要荷载系数取值：

拱箱吊装皆考虑1.2倍的冲击系数。1.2、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、牵引索、锚碇按吊钢筋混凝土拱肋最重节段按左岸起吊、运输至索跨跨中、右岸拱脚段就位3个运输状态分别进行计算，共计算了3个工况，按最大受力控制设计。

扣索计算按吊拱脚段、其次段及安装合拢段共计算3个工况，取各工况的最大扣索力控制扣索和扣点连接部位的设计。合拢段安装阶段，按规范计入一半合拢段重量作用于两岸其次段前端。

(2)、各工况的主要计算内容：

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主索、工作索、扣索、起吊牵引索、主锚碇等的强度及变形计算。1.3、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《四川马路》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)、扣挂及锚梁计算程序：采用《通用结构分析与设计软件SAP2000》版本V14.1。

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，使计算结果尽量确切。

2.2.2、计算方法

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(1)、文中部分符号含义A—主索截面面积（平方毫米），

α1—起吊岸主索后拉索与水平面夹角（度），α2—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—安装期与吊运期最大温差（摄氏度，温度升高取正值），E—主索弹性模量（千牛/平方毫米）F0—主索跨中安装垂度（米），F1—主索后点吊重垂度（米），F2—主索前吊点吊重垂度（米），

H10—起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河），H20—非起吊岸塔顶空索水平力差（千牛、正值表示向河），H1—起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河），H2—非起吊岸塔顶重索水平力差（千牛、正值表示向河），K—主索安全系数，L—吊装跨径（米），

L1—后吊点距起吊岸塔顶水平距离（米），

L2—前后两吊点间水平距离（米、单吊点取零值），L3—起吊岸主锚距塔架水平距离（米），L4—非起吊岸主锚距塔架水平距离（米），Q—主索单位重量（千牛/米），

P—起吊结构重量（千牛、包括吊具及冲击系数），S0—主索初始索长（米、包括后拉索长度），S—主索吊重索长（米、包括后拉索长度），TP—主索破断拉力（千牛），

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V10—起吊岸塔顶空索竖直力（千牛），V20—非起吊岸塔顶空索竖直力（千牛），V1—起吊岸塔顶重索竖直力（千牛），V2—非起吊岸塔顶重索竖直力（千牛），△St—主索温度伸缩量（米）。(2)、计算公式

①、空索计算图(1)示。

AF0ΔHβDT10A′α1α2T30L3LL4D′图(1)、空索索跨布置图先预设主索跨中安装垂度F0（可设为L/20～L/30）则：相应简支梁跨中弯距

ML/2＝Q×L2/(8×cosβ)＝Q×L×L2+DH2/8跨间空索水平张力

H0＝ML/2/F0＝Q×L×L2+DH2/(8×F0)跨间空索竖直力

A岸：R10＝Q×L/(2×cosβ)－H0×tgβ＝Q×L2+DH2/2－H0×△H/LD岸：R20＝Q×L/（2×cosβ）+H0×tgβ＝Q×L2+DH2/2＋H0×△H/L则：后拉索空索张力

T10=T30=空索塔顶水平力差