小河村人行吊桥计算书

金家坝水电站库区工程

小河村人行吊桥计算书

宁波顺和路桥设计重庆分公司

2023.5

1桥梁根本概况

小河村桥跨径为15+100+20=135m，桥面总长为主跨的96m，预拱度为0.9m，主索采用7根GB/T20238-2006标准的6×19W+IWRφ32钢丝绳，其抗拉强度为1770MPa，主索垂跨比为1/11,垂高9.09米.吊杆采用Φ24钢筋。设计标准，桥面2.2m；设计荷载：人群荷载为3.5kN/m2，风荷载为0.4kN/m；设计洪水位参照库区校核洪水位。桥梁设计线位于路拱顶点处〔桥梁中心线〕，构造物标高系中心处高程；本桥为悬索桥，塔架为钢筋混凝土，横梁采用I18a普通热扎工字钢，纵梁采用[14普通热扎槽钢，桥面采用5cm钢筋砼预制板；塔基嵌入中风化灰岩不小于4米，基底岩石单轴极限抗压强度不小于15MPa。

2荷载作用工况及其组合

本次计算分析确定如下荷载作用工况及其组合：

工况一：恒载

工况二：恒载＋活载

工况三：恒载＋活载＋风荷载

3空间梁单元全桥模型的建立

本桥采用midas软件建立计算模型，共188个单元，主塔、加劲梁采用梁单元，主缆、吊杆采用只受拉单元，塔底、主缆锚定区均采用固定约束边界，计算模型见下列图：

图1MIDAS全桥模型(主跨垂跨比为1/11)

4主桥塔底反力

图2西岸桥塔支反力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图3东岸桥塔支反力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

5锚碇区主缆拉力

图4西岸锚固区主缆拉力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图5东岸锚固区主缆拉力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

6桥塔应力与内力

图6西岸桥塔应力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图7东岸桥塔应力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图8西岸桥塔轴力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图9东岸桥塔轴力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图10西岸桥塔弯矩〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图11东岸桥塔弯矩〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

7主缆应力与内力

图12主缆拉力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图13主缆应力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

8吊杆应力与内力

图14吊杆应力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图15吊杆拉力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

9加劲梁应力与内力

图16加劲梁应力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图17加劲梁轴力〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图18加劲梁弯矩〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图19加劲梁竖向挠度〔分别为自重、恒载+活载、恒载+活载+风载工况〕

图20横向风作用下加劲梁的横向变形

10计算结果汇总表格

表1主塔主要计算结果汇总

应力〔MPa〕

轴力〔吨〕

弯矩〔KN.m〕

反力

〔吨〕

塔顶位移〔mm〕

Max

Min

Max

Min

Max

Min

西岸桥塔

工况一

工况二

工况三

东岸桥塔

工况一

工况二

工况三

表2加劲梁主要计算结果汇总

工况

应力〔MPa〕

轴力〔吨〕

弯矩〔KN.m〕

挠度〔cm〕

Max

Min

Max

Min

Max

Min

工况一

工况二

工况三

表3主缆主要计算结果汇总

应力〔MPa〕

轴力〔吨〕

Max

Min

Max

Min

工况一

工况二

工况三

表4主缆锚碇受力情况汇总〔吨〕

工况一

工况二

工况三

西岸锚碇

东岸锚碇

表5吊杆提供拉力结果汇总〔KN〕

工况一

工况二

工况三

DG0

19.6

31.4

31.3

DG1

17.3

28.6

28.5

DG2

19.6

31.4

31.3

DG3

18.4

29.9

29.8

DG4

18.6

30.1

30.1

DG5

18.7

30.2

30.1

DG6

18.7

30.2

30.1

DG7

18.7

30.2

30.1

DG8

18.7

30.2

30.1

DG9

18.7

30.2

30.2

DG10

18.7

30.3

30.2

DG11

18.7

30.3

30.2

DG12

18.7

30.3

30.2

DG13

18.9

30.5

30.5

DG14

20.0

32.7

32.6

DG15

21.2

35.6

35.5

DG16

5.5

16.3

16.0

表6吊杆应力结果汇总〔MPa〕

工况一

工况二

工况三

DG0

43.3

69.4

69.2

DG1

38.2

63.2

63.0

DG2

43.3

69.4

69.2

DG3

40.7

66.0

65.9

DG4

41.2

66.6

66.5

DG5

41.3

66.7

66.5

DG6

41.3

66.7

66.6

DG7

41.3

66.7

66.6

DG8

41.3

66.8

66.6

DG9

41.3

66.8

66.7

DG10

41.3

66.9

66.7

DG11

41.3

66.9

66.8

DG12

41.3

66.9

66.8

DG13

41.7

67.5

67.4

DG14

44.1

72.2

72.1

DG15

46.9

78.7

78.5

DG16

12.2

36.0

35.5

11计算结论

综合小河村桥设计的分析结果，兹提出结论如下：

(1)在人群荷载作用下主梁最大向下竖向变形值为10.6cm，参考《公路悬索桥设计标准》(送审稿)规定的主梁变形值33.3cm(L/300，L为跨度)，满足主梁变形要求；

(2)在运营阶段状态下，主缆最高应力为15.1MPa，吊索最高应力为1.5MPa，满足设计强度要求；

(3)分析结果说明，在运营阶段主梁受力根本合理，