(毕业论文)悬索桥猫道设计计算书

泓口悬索桥猫道设计计算书1.编制依据 42.工程概况 43.中跨猫道承重索检算 43.1荷载计算(按单幅猫道分析) 43.2中跨猫道承重索张力计算 83.3中跨承重索强度计算 4.1荷载计算 4.2结构验算 5.边跨猫道承重索检算 5.1荷载计算(按单幅猫道分析) 5.2边跨猫道承重索张力计算 5.3承重索强度计算 6、边跨猫道承重索锚固构造检算 207、猫道揽风绳下锚构造检算 7.1地锚抗拔性能验算 7.2地锚抗倾覆稳定性验算 7.3地锚抗滑稳定性验算 2、在猫道承重索的计算中，风力根据设计提供的信息，按桥面处员按4人/4m,每副中跨猫道最多一次上20人计，每副边跨猫道最多一次上10人计.泓口悬索桥猫道检算书(1)泓口大桥猫道设计图(2)公路桥涵设计规范(JTJ025-86)(3)钢丝绳产品质量证明书(E04-426,B04-12496)(4)公路桥涵设计手册—《参考资料》(5)简易架空缆索吊(段良策，人民交通出版社)泓口悬索桥为三跨结构，理论跨径42m+102m+42m。猫道系统顺桥向按三跨分柱上。横向通道在跨中位置设置一个。每幅猫道宽3.0m,高1.0m,处于主缆正下方，面层与主缆中心距1.4m,与主缆线型基本一致。每幅猫道承重索采用4根φ22.5钢丝绳(6W(19)-公称抗拉强度2000MPa),其两端分别锚固于两岸锚固端前端的型钢预埋件上，在两岸塔顶处断开，与塔顶每幅猫道面层由[10槽钢(间距2.0m)、50×50mm防滑方木条(间距0.5m)侧设1根φ16扶手钢丝绳，并每隔2.0m设一道∠63×名称承重索扶手绳说明绳结构承重索要求在工厂内预拉，最小判断拉力3.1荷载计算(按单幅猫道分析)恒载包括承重索、面层、栏杆、索股滚轮支架、横通道抗风缆及其张力，其3.1.1.1恒载均布荷载(1)承重索自重：(2)猫道面层及栏杆①猫道横梁采用[100×48×5.302.0m,L=3.0m/根，每米重10kg。②防滑木条50×50mm,050cm,L=0.80m/根，2m范围内有6根。③栏杆立柱∠63×63×4,L=1.0m/根，2根/2m。则q₂=ZGi/2.0=(300+90+78.2+366.4+18.6)/2.0(3)承重索夹采用φ22.5压扳式绳卡，1.0kg/个，φ18六角螺母0.07kg/个，每个螺母配一个φ18粗制垫圈0.020kg/个。重索在每根猫道横梁上安装绳卡，间距2.0m。q₃=[4×1.0+8×(0.07+0.020)]×(4)索股滚筒及支架，间距8.0m,12kg/只，(5)14#铁丝(绑扎防滑木条用)及其他不可预见物如照明电缆线等按2.0kg/m计另由于扶手绳两端分别锚固在塔顶型钢立柱上或锚跨前型钢横梁上，安装后进行预紧，其自重及所附绳卡重可由其自身承受，不传递至承重索，在检算承重3.1.1.2恒载集中荷载(1)横通道重：横向通道重3.4t;对单幅猫道按集中荷载作用G恒1=34/2×10⁴=17KN(2)抗风绳预张力：②猫道设计基准风速计算(公路桥梁抗风设计规范)V、VZ、Z高度下的风速(m/s);α:地表粗糙系数。这里区0.22。③猫道横桥向设计分力计算用公式：(公路悬索桥设计规范报批稿)p:空气密度1.225Kg/m³C₀:构件空气绕流阻力系数取0.7;A.:构件迎风侧投影面积,猫道高度1,按0.18m计算。g阵风影响系数。取1.29G恒2=5.18×9.58/5.5=9.02KN3.1.2活载活载包括主缆索股、牵引绳及施工人员重，最终简化为均布荷载计算。(1)主缆索股每股为91φ4.8mm钢丝，据设计图可知主缆重量478.27kg/m。(2)循环牵引绳采用φ24钢丝绳(6×37,纤维芯)(3)施工人员：考虑最不利一次最多上20人，人均重65kg,排列间距大于5.0m,(1)风载(2)温度：按温差±15℃猫道中跨跨度L=97.42m,工作垂度f=14.13m(1)恒载引起的水平张力(建筑施工计算手册)L:猫道承重索跨度；取97.42mf:猫道承重索的跨中挠度；取14.13m(2)活载引起的水平张力(3)温度变化引起的水平张力假设温降15℃,致使承重索收缩引起垂度变化，通过垂度与水平张力的关系L:猫道承重索跨度；取97.42mf:猫道承重索的跨中挠度；取14.13mS₀=S-△S=102.884-0.1956=102.688m(矢跨比fz/Lz=14.13/97.42=0.1450)H温=H(f1)-H(f)(4)风力引起的水平张力3.3中跨承重索强度计算3.3.1水平张力组合：则承重索最大水平张力Hmax=HⅢ=121.01KN承重索最大(支点处):(由设计图可知α=34.8014°)3.3.2承重索验算承重索选用4根φ22.5钢丝绳，Fg=0.5d²=0.5×22.5×22.5=253.13kN。Fg:钢丝绳的破断拉力总和，Fg=253.13Kn。α:钢丝绳的不均匀系数，α=0.85满足要求!!注意：承重索在厂家预拉后，实测每根绳破断拉力要满足规定要求。4、中跨猫道承重索塔顶锚固构造检算承重索塔顶锚固系统采用□4900×300×20mm通长预埋钢板，端部以δ20钢板A3钢材容许应力：轴向应力[σ]=140MPa,剪应力[T]=85MPa节点销子的弯应力[σ]=240MPa,销孔承压应力[σ]=210MPa4.1荷载计算猫道单根承重索最大张力Tmax=147.37/4=36.84KN。4.2结构验算4.2.1抗拉计算(1)K1钢板受拉计算：预埋钢板最薄弱面为单层δ20钢板，假设不计其周边砼的粘结力，钢板轴满足要求!(2)钢板端部销孔处Mc=Tmaxsin34.8014×0.250=36.84×10³×sin34.8014×0.25×10³=4.61根部加强部位钢板惯性矩：加强部位上部拉应力4.2.2抗剪计算钢板端部销孔处4.2.3抗撕裂性能按规范要求，垂直Tmax方向销孔直径处净载面积应比计算所需面积大40%。A=(300+2×260-3×102)×20/cos34.8014=1254.2.4销孔承压销孔φ102mm,销子直径φ100mm4.2.5销子抗剪：与上锚系统的连接部位按单剪计算：4.2.6调节丝杆检算(2)φ32丝杆φ32冷拉IV级钢[σ]=750Mpa5.边跨猫道承重索检算5.1荷载计算(按单幅猫道分析)5.1.1恒载恒载包括承重索、面层、栏杆、索股滚轮支架、横通道抗风缆及其张力，其5.1.1.1恒载均布荷载(1)承重索自重：(2)猫道面层及栏杆①猫道横梁采用[100×48×5.302.0m,L=3.0m/根，每米重10kg。②防滑木条50×50mm,050cm,L=0.80m/根，2m范围内有6根。③栏杆立柱∠63×63×4,L=1.0m/根，2根/2m。=(300+90+78.2+366.4+18.6)/2.0(3)承重索夹采用φ22.5压扳式绳卡，1.0kg/个，φ18六角螺母0.07kg/个，每个螺母配一个φ18粗制垫圈0.020kg/个。重索在每根猫道横梁上安装绳卡，间距2.0m。q₃=[4×1.0+8×(0.07+0.020)]×(4)索股滚筒及支架，间距8.0m,12kg/只，(5)14#铁丝(绑扎防滑木条用)及其他不可预见物如照明电缆线等按2.0kg/m计另由于扶手绳两端分别锚固在塔顶型钢立柱上或锚跨前型钢横梁上，安装后进行预紧，其自重及所附绳卡重可由其自身承受，不传递至承重索，在检算承重5.1.1.2恒载集中荷载无5.1.2活载(1)主缆索股每股为91φ4.8mm钢丝，据设计图可知主缆重量478.27kg/m。(2)循环牵引绳采用φ24钢丝绳(6×37,纤维芯)(3)施工人员：考虑最不利一次最多上10人，人均重65kg,排列间距大于5.0m,(1)风载(2)温度：按温差±15℃5.2边跨猫道承重索张力计算边跨跨度L=35.21m,工作垂度f=2.01m(1)恒载引起的水平张力q:均布荷载；L:猫道承重索跨度；取35.21mf:猫道承重索的跨中挠度；取2.01m=arctg(16.74/35.21)=25(2)活载引起的水平张力(3)温度变化引起的水平张力假设温降15℃,致使承重索收缩引起垂度变化，通过垂度与水平张力的关系L:猫道承重索跨度；取97.42mf:猫道承重索的跨中挠度；取15.58m(矢跨比fz/Lz=2.01/35.21=0.05708)变化后的垂度f1=2.01-0.0233=1.9867mH温=H(f1)-H(f)(4)风力引起的水平张力5.3承重索强度计算承重索最大(支点处):5.3.2承重索验算(1)边跨塔顶承重索计算T₁=95.27KN<Tmax=165.03KN(中跨),所以承重索选用4根φ22.5钢丝绳，(2)边跨塔顶预埋件计算(3)边跨塔顶承重索计算T₄<T₀<Tmax承重索选用4根φ22.5钢丝绳，满足要求。锚固预埋件预埋位置位于距离理论散索点4.5m处，预埋在锚跨中横梁混6.1预埋件受力分析6.1.1预埋件槽钢抗拔性能分析预埋件[25a槽钢2组0焊成整体，钢与砼的握裹力一般为2～3.5Mpa,[25a×78×7外表面积A₀=0.778m²/m,埋深L₀=0.8mF₁=2×0.778×0.8×2×10³=2Tay=Tbsin25.428°=80.25*sin256.1.2预埋件槽钢抗弯性能分析6.1.2.1荷载分析6.1.2.2截面特性预埋件采用[25a×78×7和2块200*200*20钢板组焊而成。W=2*270*10³+2*10*200²/6=673.33*6.1.2.3受力分析M=Tax*H=72.475*0.1=7.25KNm6.1.3预埋件销孔处抗拉性能分析7、猫道揽风绳下锚构造检算地锚为2.0×2.0×1.0m结构，中部埋设φ42钢管，φ22.5钢丝绳系于钢7.1地锚抗拔性能验算承重索张力的竖向分力：7.2地锚抗倾覆稳定性验算满足要求!M=G×a=48×1=48M=Fx×b=5.18×0.5