【正文】 的拱肋采用了兩套相互獨(dú)立的纜索系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行吊裝 ，因此在進(jìn)行主塔驗(yàn)算時(shí)，塔頂?shù)氖芰π杩紤]兩套吊裝系統(tǒng)的自重及最大吊裝重量。 由上述計(jì)算可知跑車(chē)在塔架前 20ｍ處吊運(yùn)拱肋時(shí)，主索 最大 升角 ?? 0，圖 3為最大升角時(shí)的吊裝示意圖 ； 轉(zhuǎn)向輪軸為球軸承，起重索穿過(guò)滑車(chē)的效率 ?? ，跑車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù) ?? 。 （ 2）主索的主拉應(yīng)力 主索的主拉應(yīng)力的計(jì)算公式為： MpaFT EnPFT k 5961045172286 7560016 3m a xm a xm a x ?????????? 主索主拉應(yīng)力的安全系數(shù)： ? ? ? ?596170 0m a x ???? ??K， 因此原設(shè)計(jì)主索的主拉應(yīng)力能滿(mǎn)足要求，毫無(wú)疑問(wèn)，加強(qiáng)后的接觸應(yīng)力也能滿(mǎn)足要求。 因此， 479??A ； 695600444?B 由此可以求得 kNH 10780 ? （ 2）初 始安裝時(shí)的跨中垂度 由 kNH 10780 ? 進(jìn)而可以求得主纜初始安裝 時(shí)的跨中 垂度： mH lPHGlf 0000 ?? ??? ???? 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 8 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 因此在空纜架設(shè)時(shí)，如果仍采用 8Φ39 的主索則主索的初始張力為kNHT os 00 ??? ，跨中的初始最大垂度為 mf ? ；如果采用加強(qiáng)后的 12Φ39 的主索，則主索的初始張力為 kNHT 1384 os 00 ???，跨中的初始最大垂度為 mf ? 。 。 （ 2）最大張力驗(yàn)算： 在主索 最大垂度 mf ? 的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行主纜的最大張 力驗(yàn)算，主索中的最大張力的計(jì)算方法采用經(jīng)典的解析法進(jìn)行 。 恒載計(jì)算 （ 1）主索荷載： 主索兩岸塔架等高，主索為平坡 (即 1cos ?? )，作用于主索上均布荷載 g由三部 分組成。 8） 主塔下 10＃樁基和 14＃樁基的地質(zhì)參數(shù)： ? ? kPa1200?? （中風(fēng)化細(xì)砂巖）， ? ? kPa65?? （強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖） 9） 主地錨的 地質(zhì) 參數(shù)：地垅 與土層的摩擦系數(shù) ?f ，地壟 前巖層抗剪強(qiáng)杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 4 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 度 ? ? kPa130?? ；地錨 橫擋的容許應(yīng)力 ? ? kPa1400?? 。 由于主地錨無(wú)地質(zhì)鉆探資料，故在主地錨的計(jì)算復(fù)核過(guò)程中，以施工單位提供的橋位處地質(zhì)鉆探資料 為參考，進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算復(fù)核，實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整或進(jìn)一步的驗(yàn)算。 浙江大學(xué)土木測(cè)試中心受中港二航局 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn) SQD3 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 的邀請(qǐng)，著重對(duì)有關(guān)無(wú)支架纜索吊裝系統(tǒng)的項(xiàng)目： （ 1） 無(wú)支架主纜索 的安全系數(shù)； （ 2） 牽引 索 和起重索 的安全系數(shù)； （ 3） 主塔 的強(qiáng)度驗(yàn)算； （ 4） 主塔 整體和局部穩(wěn)定性 驗(yàn)算 ； （ 5） 主地錨抗滑移、抗傾覆和抗拔安全性 進(jìn)行復(fù)核計(jì)算和審查，并提出相應(yīng)的計(jì)算復(fù)核報(bào)告。 該橋的纜索吊裝系統(tǒng)立面示意圖詳見(jiàn)圖 1。橋梁的 設(shè)計(jì)荷載為：汽 －超 20，掛 － 120；設(shè)計(jì)行車(chē)速度 80km/h。大橋 全 寬 23m，由 兩片拱肋 和懸挑橋道系組成 ，拱肋中到中間距 16m。 千島湖 1＃ 橋 是 由浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，中港二航局 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn) SQD3 合同段 項(xiàng)目經(jīng)理部負(fù)責(zé)施工。 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 2 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 9 1 01 5 7 .8 m1 7 8m1 7 8m51主索地錨扣索錨索51錨索地錨 主索地錨1 1 1 4主 索主塔 1 2 1 3拼裝場(chǎng)地 堆放場(chǎng)地扣塔圖 1 千島湖 1號(hào)橋的纜索吊裝系統(tǒng)立面示意圖 二、 計(jì)算分析 依據(jù) （ 1） 中港二航局杭新景高速公路千島湖支線(xiàn) SQD3 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 ：杭千高速千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng) 設(shè)計(jì)圖， 2020 年 12 月 （ 2）交通部頒：《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（合定本），人民交通出版社， 1989年； （ 3）交通部頒：《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ0412020），人民交通出版社， 2020 年； （ 4）公路施工手冊(cè)編寫(xiě)組：《橋涵（下冊(cè)）》，人民交通出版社， 2020 年； （ 5）交通部頒：《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（ JTJ07198），人民交通出版社， 1999 年； （ 6）楊文淵，徐犇編：《橋梁施工工程師手冊(cè)》，人民交通出版社， 1997年； （ 7）周水興，何兆益，鄒毅松等編著：《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》，人民交通出版社， 2020 年。 纜索系統(tǒng) 的 驗(yàn)算參考《 路橋施工計(jì)算手冊(cè)》 中解析公式進(jìn)行分析求解；主塔驗(yàn)算時(shí)， 采用 通用有限元軟件 ANSYS 對(duì)其內(nèi)力和穩(wěn)定性進(jìn)行 空間 有限元 分析 ，在驗(yàn)算主塔穩(wěn)定性時(shí) 同時(shí)還 采用等效壓桿 法進(jìn)性簡(jiǎn)化驗(yàn)證； 主地錨 的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性、抗拔安全性 則 采用交通部頒布 的有 關(guān)地基基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了相應(yīng)的分析復(fù)核，主地錨自身強(qiáng)度的驗(yàn)算則采用有限元軟件 ANSYS 對(duì)其進(jìn)行分析。 上述參數(shù)如果與實(shí)際情況有出入，則需依據(jù)實(shí)際情況對(duì)驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。 主 索 g1= 8＝ 牽引索 g2=2 ＝ 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 5 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 起重索 g3=2 ＝ 主索上均布荷載 g 總 =g1+g2+g3=++= G=g 總 L= 380=18389Kg＝ （ 2）作用于主索上的集中荷載 P由 4部分組成 : 跑車(chē)和定滑輪重 P1=2 =3t 吊點(diǎn)重 P2=2 2=4t 起重索自重 (走“ 8”布置 ) P3=2 8 50 纜索吊的最大吊裝重量 P4=75t（最重拱肋重 ，另外考慮了 掛籃及爬梯等重量 的作用 ） ； 于 是 一組主索上的集中力為 總P ： P 總 =P1+P2+P3+ =3+4++45= （ 式中吊裝重量 P4前面 所乘 的 系數(shù)是考慮荷載的沖擊影 響 而產(chǎn)生的放大效應(yīng) ，取值原則詳見(jiàn)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》中的 P465 頁(yè) ） 最大吊裝重 量 時(shí) 主索 的 最大垂度 和 最大張力驗(yàn)算 （ 1） 最大垂度驗(yàn)算 ： 在纜索吊裝過(guò)程中，主索的線(xiàn)形和張力是相互影響的，它們需要采用循環(huán)迭代方法來(lái)求解。 在最大吊裝重量作用下，主索的張力的水平分 力的計(jì)算公式： ? ?slfPfGlH ??? m a xm a xm a x 48 總 式中： 總P — 為作用在主 索上的最大集中荷載重量； s— 為 相應(yīng)于 總P 下兩跑 輪 之間的間距，取為 ms 18? 。 所以 kNT 2286c os2200 m a xm a x ?? ? 鋼絲繩容許的破斷拉力 ? ? kNT 62968787 ??? 因此主纜的安裝載重系數(shù)為 ? ? 22866296m a x ??? TTK， 不滿(mǎn)足施工規(guī)范 K≥ 的規(guī)定（公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)，基本資料， P852） ,建議加四 根 Φ39 的主索，以 滿(mǎn) 足 施工 要求 （加強(qiáng)后的 kNH 2348max ? ， 相 應(yīng) 的 kNT 2442max ? 及杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 7 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 ??K 滿(mǎn)足要求） 。 塔前起吊時(shí)的主索張力及主索升角 計(jì)算在塔前 20m 起吊最大拱肋時(shí)的主索張力及升角， 主索鞍兩邊的索的傾角示意圖詳見(jiàn)圖 2。 （四 ）起重索驗(yàn) 算 起重索繞過(guò) 絞 車(chē)端的張力 由于對(duì)于單個(gè)纜索是采用兩點(diǎn)吊裝， 其 絞車(chē)端張力的 計(jì)算公式為 ： kPT ??max 跑車(chē)中起重索采用鋼絲繩走 “8”，布置，即有效繩數(shù)為 n=8， 轉(zhuǎn)向滑輪 c=2，查表得 K=； ? 為受力不均勻系數(shù)，取 2/3， P=P2+P3+=，因此起重索的張力為： kNT a x ??? 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 10 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 起重索安全系數(shù)驗(yàn)算 主 拉力 安全系數(shù) 驗(yàn)算： ? ?40197m a x ???? TTK n， 起重索的主拉力安全系數(shù) 基本滿(mǎn)足《路橋施工計(jì)算手冊(cè)中》規(guī)定的 ? ?6~5? 的要求。 牽引索10噸 卷?yè)P(yáng)機(jī)r1 5 0 . 2 8 圖 3 最大升角時(shí)的吊裝示意圖 三個(gè) 阻力各自 的計(jì)算公式分別如下： (1) 跑車(chē)運(yùn)行阻力 W1 kNPPW 200) o s () i n ( o ss i n1 ???????? ??? (2) 起重索運(yùn)行阻力 W2 杭新景高速公路千島湖支線(xiàn)千島湖 1 號(hào)橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核咨詢(xún)報(bào)告 第 11 頁(yè) 共 33 頁(yè) 浙江大學(xué) 土木工程測(cè)試中心 ? ? ? ? kNTW m 45m a x2 ??????? ?? (3) 后牽引索的松弛張力 W3 fxgW 82113 ?( 1g 為牽引索單位長(zhǎng)重量， 1x 為后引索的跨度 ) kNW ???? 因此 kNWWWW 2251213202021 ??????? 由于在跑車(chē)上設(shè)一動(dòng)滑輪故 : kNWy ??? 故 原設(shè)計(jì)方案中的 8t的卷?yè)P(yáng)機(jī)不能滿(mǎn)足施工要求，可以采用兩個(gè) 8t的卷?yè)P(yáng)機(jī)或 1 個(gè) 12ｔ卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引裝置， (4) 牽引索安全系數(shù)驗(yàn)算 牽引索的最大拉力： ? ?? ? ? ? ? ? kNLgWT n 21 ????????? ?＝引 牽引索 拉力 的 安全系數(shù)： ? ?2/2472432/ ???? 引T TK n，因此牽引索的最大主拉力安全 系數(shù)不能滿(mǎn)足施工規(guī)范的要求， 考慮到增加鋼絲繩直徑會(huì)造成施工很大的不便，因此 建議 在原 牽引索 的基礎(chǔ)上增加一根 ? 的鋼絲繩。 主塔所受的外力荷載 （ 1） 主索 所傳來(lái)的荷載 圖 4 為 纜索吊裝系統(tǒng)塔頂索鞍所承受的荷載 。 因此兩岸主塔所承受牽引索和起重索傳來(lái)的豎向力分別為： ? ? kNTVV qyCqyJ 2 6 i n22 4 72s i n22 ??????? ?? ??牽 ? ? kNTVV qzCqzJ i n2402s i n22 ??????? ?? ??起 （ 3） 纜風(fēng) 索所傳來(lái)的荷載 主塔的橫向抗風(fēng)索采用Φ 28 的鋼絲繩，在索塔的左右兩側(cè)各布置兩組（塔頂每組 2Φ 28 鋼絲繩，中間每組 1Φ 28）， 抗風(fēng)索單根Φ 28mm， 鋼絲繩的初張力為 80kN，因此主塔的纜風(fēng)繩在塔內(nèi)產(chǎn)生的豎向力分別為 （由于兩邊對(duì)稱(chēng)因此不產(chǎn)生水平力 ） ： 建德岸側(cè)主塔由纜風(fēng)繩產(chǎn)生的最大豎向力： kNV lfJ 67945s i n8012 ????? ?； 淳安岸側(cè)主塔由纜風(fēng)繩產(chǎn)生的最大豎向力： kNV lfJ 56545s i n8010 ????? ?。 （ 7）主索塔所受的力合計(jì)： 建德岸 主塔所承受的豎向荷載為： kNVVVVVV saJlfJqzJqyJzJJ 4 0 0 4306 7 9432 6 72 9 8 5 ??????????? ?????? 建德岸主塔頂所承受的水平荷載為： kNHHH f e ngJzJJ 2 3 42/1 5 61 5 6 ????? ??? （說(shuō)明將作用在截面的形心的風(fēng)載通過(guò)內(nèi)力等效折算到塔頂） 淳安岸主塔所承受的豎向荷載為： kNVVVVVV saClfCqzCqyCzCC 3 1 7 0305 6 5432 6 72 2 6 5 ??????????? ?????? 淳安岸主塔頂所承受的水平荷載為： kNHHH f e ngCzCC 1 1 52/1 2 353 ????? ??? （說(shuō)明將作用在截面的形心的風(fēng)載通過(guò)內(nèi)力等效折算到塔頂） 主塔構(gòu)件的截面 參數(shù) 根據(jù)施工單位提供的圖紙可知，千島湖大橋的吊裝主塔擬采用 萬(wàn)能桿件拼成門(mén)式塔架 ， 塔架腳 采用三角鉸形式。 由于萬(wàn)能桿件拼成的門(mén)式塔架之間除了頂端的強(qiáng)大的 門(mén)式橫撐外，在塔中還設(shè)置