【正文】 矩：M3=，相應(yīng)M2=；最大剪力： Q2=。最大彎曲應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：可見(jiàn)，上分配梁受力滿足要求。②、下分配梁 截面特性見(jiàn)圖(39)最大彎矩：M3=，相應(yīng)M2=；最大剪力：Q2=。 最大彎曲應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：可見(jiàn)，下分配梁受力亦滿足要求。、塔架基底應(yīng)力及傾覆穩(wěn)定性計(jì)算吊運(yùn)邊箱時(shí)塔架傾覆穩(wěn)定性差，按此工況控制計(jì)算。圖(54)示、由電算結(jié)果，合攏段邊箱吊運(yùn)一側(cè)塔架塔腳桿件軸力為：N1=，N2=，N3=。基礎(chǔ)自重G=23=。各力向基礎(chǔ)中心簡(jiǎn)化得：合力∑NO=+++=。合力矩∑MO= N1+ N3= +=。合力偏心矩：e=∑MO/∑NO=?？箖A穩(wěn)定系數(shù)：K=h/2e=(2)= 抗傾穩(wěn)定很安全。計(jì)算基底應(yīng)力：σmax(min)=∑NO /()177?！芃O/()=()177。()=()KPa=()MPa。可見(jiàn)塔架基底應(yīng)力較小，而塔基嵌入基巖，承載力應(yīng)完全滿足要求。右岸一扣錨固拉板計(jì)算參考吊裝方案設(shè)計(jì)圖，通過(guò)前面扣索的計(jì)算，一扣為兩根φ39mm鋼索，則每根扣索拉力為T(mén)1＝＝，每根扣索由一個(gè)錨固拉板承受，下面對(duì)錨固拉板的鋼筋錨固長(zhǎng)度、錨固鋼筋與拉板間焊縫強(qiáng)度、拉板及錨筋抗拉強(qiáng)度、鋼銷抗剪強(qiáng)度及孔壁擠壓強(qiáng)度分別進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算。錨固拉板大樣見(jiàn)圖(55)。 (1)、鋼筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500102002進(jìn)行計(jì)算。錨固鋼筋為HRB335普通鋼筋，直徑d=28mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=280MPa，引橋臺(tái)臺(tái)身為C25片石混凝土，C25混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為ft=，帶肋鋼筋外形系數(shù)α=。則計(jì)算受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度為：而實(shí)際鋼筋長(zhǎng)度1800mm全部預(yù)埋于橋臺(tái)內(nèi)，錨固長(zhǎng)度足夠。 (2)、錨固鋼筋與拉板間焊縫長(zhǎng)度計(jì)算按雙面焊縫，設(shè)計(jì)焊縫長(zhǎng)度為200mm5d＝528＝140mm?？梢?jiàn)，焊縫長(zhǎng)度滿足要求。(3)、拉板抗拉強(qiáng)度計(jì)算拉板為A3鋼，按銷孔削弱部位復(fù)核抗拉強(qiáng)度，按最不利情況扣索偏于鋼銷一端作用，單塊拉板受拉：材質(zhì)為Q235?？梢?jiàn)，拉板強(qiáng)度很富余。(4)、錨筋抗拉強(qiáng)度計(jì)算每個(gè)拉板設(shè)置6根φ28帶肋鋼筋(HRB335)錨固，則其抗拉強(qiáng)度：可見(jiàn)，錨筋強(qiáng)度完全滿足要求。(5)、鋼銷抗剪強(qiáng)度計(jì)算鋼銷為45號(hào)鋼。Q＝，按最不利情況單面剪切。則鋼銷最大剪應(yīng)力：可見(jiàn)，鋼銷抗剪強(qiáng)度很富余。(6)、銷孔孔壁最大擠壓應(yīng)力計(jì)算按不利情況扣索偏于鋼銷一端作用，單塊拉板承壓，則：(Q235)左岸主錨碇計(jì)算根據(jù)現(xiàn)有地形、地質(zhì)情況，左岸臺(tái)尾即進(jìn)入隧道，隧道上方為坡度較陡的岸坡，因而設(shè)計(jì)吊裝系統(tǒng)時(shí)考慮左岸不設(shè)索塔，懸索系統(tǒng)直接利用現(xiàn)有地形錨固于隧道上方山體上；同時(shí)考慮山體覆蓋層較薄，下伏基巖強(qiáng)度及整體性較好，適合洞錨及錨索結(jié)構(gòu)，因而左岸主錨碇設(shè)計(jì)為錨索分配梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)錨索錨固型鋼分配梁，再在分配梁上設(shè)置座(拉)板和錨固滑輪來(lái)錨固鋼索，座拉板與錨梁間采用M30高強(qiáng)螺栓()進(jìn)行連接。其布置如圖(56)示。每岸主錨碇設(shè)計(jì)2，錨索采用標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度Ryb＝1860MPa、Ey＝105MPa、松弛率滿足Ⅱ級(jí)要求的φ 。安裝拱肋時(shí)，主索錨固滑輪正對(duì)所安裝肋軸線布置；工作索錨固滑輪座根據(jù)施工需要進(jìn)行布置，可利用空出的(主索滑輪座)栓孔位置用M30高強(qiáng)螺栓()進(jìn)行錨固。錨梁由Q345鋼板焊接而成，錨梁高500mm，與錨固滑輪座板連接面寬515mm，與錨索連接面寬1095mm，錨梁長(zhǎng)11m。、錨梁計(jì)算、錨梁外作用力錨梁上作用力主要有主索，工作索、牽引千斤索及二扣扣索外力，其力作用簡(jiǎn)圖如圖(57)示。左岸錨碇在拱肋運(yùn)輸至跨中時(shí)受力最大，左岸錨碇所受最大拉力∑T=，其水平分力∑H=，豎直分力∑V=。計(jì)算時(shí)根據(jù)吊中箱、次邊箱、邊箱不同的主索、二扣扣索和工作索作用位置共計(jì)算三種工況，見(jiàn)圖(57)先計(jì)算主索作用處外力P1h、P1V，共6根主索，每個(gè)作用點(diǎn)為1根主索力，另將吊運(yùn)至跨中時(shí)的牽引千斤繩作用力平均分配在每個(gè)主索作用點(diǎn)上，根據(jù)懸索系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，有：水平力：P1h=（+）/6= KN；豎直力：P1v=（+）/6= KN。工作索作用位置：P2h= KN，P2v= KN。二扣扣索每道為兩根鋼索，分開(kāi)作用于主索兩側(cè)錨梁上，每個(gè)作用點(diǎn)外力為：P3h=，P3v=。、錨梁內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度復(fù)核采用《通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件SAP2000》。單元材料采用Q345鋼材，材料及截面特性如下：圖(58) 錨梁材料(Q345)特性數(shù)據(jù)表 (1)、單元材料及截面特性材料特性見(jiàn)圖(58)、截面特性見(jiàn)圖(59)。圖(59) 錨梁截面特性數(shù)據(jù)表 單位：KNcm (2)、計(jì)算模型按多跨連系梁計(jì)算，計(jì)算模型見(jiàn)圖(60)。圖(60) 錨梁電算模型(3)、荷載作用簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖(61)。圖(61) 錨梁荷載作用簡(jiǎn)圖(KNcm)吊中箱：吊次邊箱：吊邊箱：(3)、錨梁內(nèi)力及變形計(jì)算結(jié)果吊中箱時(shí)錨梁內(nèi)力見(jiàn)圖(62)、吊次邊箱時(shí)錨梁內(nèi)力見(jiàn)圖(63)、吊邊箱時(shí)錨梁內(nèi)力見(jiàn)圖(64)。圖(62) 吊中箱時(shí)錨梁內(nèi)力圖 橫向彎矩圖(KNm)豎向彎矩圖(KNm)橫向剪力圖(KNm)圖(63) 吊次邊箱時(shí)錨梁內(nèi)力圖 橫向彎矩圖(KNm)豎向彎矩圖(KNm) 橫向剪力圖(KNm)圖(64) 吊邊箱時(shí)錨梁內(nèi)力圖 橫向彎矩圖(KNm)豎向彎矩圖(KNm) 橫向剪力圖(KNm)綜合以上各工況，吊邊箱時(shí)錨梁有最大橫向彎矩M3=，相應(yīng)豎向彎矩M2=，見(jiàn)圖(65)；吊邊箱時(shí)錨梁有最大橫向剪力V2=，見(jiàn)圖(66)。圖(65) 錨梁最大彎矩計(jì)算結(jié)果(KNm) 圖(66) 錨梁最大剪力計(jì)算結(jié)果(KN)錨梁變形見(jiàn)圖(67),吊中箱時(shí)錨梁有最大橫向位移v＝2000/400＝5mm。完全滿足規(guī)范要求。圖(67) 錨梁變形圖(mm)(4)、錨梁強(qiáng)度復(fù)核彎曲應(yīng)力：剪應(yīng)力：可見(jiàn)錨梁強(qiáng)度符合規(guī)范要求。、錨索計(jì)算(1)、單束錨索最大拉力錨梁支反力如圖(68)示。圖(68) 錨梁支點(diǎn)反力計(jì)算結(jié)果(KN)吊中箱時(shí)吊次邊箱時(shí)吊邊箱時(shí)可見(jiàn)吊邊箱時(shí)次邊索有最大支點(diǎn)水平反力Hmax=,相應(yīng)豎直反力V=。，則上緣束水平拉力最大：Tmax=Hmax/2+Vs/h=+。其中：s—錨固輪中心距錨梁底面距離，h—上下錨索間距。(2)、錨索安全系數(shù)及錨固長(zhǎng)度計(jì)算①、錨索安全系數(shù)每束錨索最大抗拉力TP=140141860=3645600N=；則：錨索受拉安全系數(shù)：K= TP/Tmax=[]；可見(jiàn)錨索抗拉安全系數(shù)滿足要求。②、計(jì)算錨固體在巖層中的錨固長(zhǎng)度其中：K—安全系數(shù)，；D—鉆孔直徑，；—孔壁與注漿體之間的極限粘接力，按軟巖取500Kpa；—。③、計(jì)算鋼絞線與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度其中：K—安全系數(shù)，；d — 錨索直徑，；n — 單束鋼鉸線根數(shù)，14；— 邊坡工程重要性系數(shù)，；— 錨索與錨固砂漿之間的粘接強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按M35砂漿取3400Kpa；— 鋼筋與砂漿粘接強(qiáng)度工作條件系數(shù)。實(shí)際錨索錨固段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L=，滿足要求。、錨固滑輪座板與錨梁之間高強(qiáng)螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算僅計(jì)算主索作用位置螺栓受力，上下各8顆M30高強(qiáng)螺栓。先計(jì)算單顆螺栓承受的最大拉力Nt和剪力Nv：如圖(69)，上排螺栓受力較大，作為控制計(jì)算，則：上排螺栓單顆最大拉力：Nt=6P1h/16+ (6P1v)/8=+()/8 =；最大剪力：Nv=6P1v/16=。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ8291，：受剪承載力設(shè)計(jì)值：，其中為摩擦面數(shù)量，AS為M30螺栓有效面積。承壓承載力設(shè)計(jì)值：，其中為螺栓有效直徑，為座板厚度， 為座板(Q235)承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受拉承載力設(shè)計(jì)值：，其中為M30高強(qiáng)螺栓()的預(yù)拉力。則：可見(jiàn)M30高強(qiáng)螺栓受力滿足規(guī)范要求。、錨梁局部強(qiáng)度計(jì)算對(duì)錨索及高強(qiáng)螺栓連接部位進(jìn)行局部沖切剪應(yīng)力計(jì)算如下：(1)、錨具對(duì)底板的局部沖切應(yīng)力計(jì)算每束錨索最大拉力Tmax＝，加強(qiáng)后底板總厚度為20+20=40mm＝。則：錨具作用位置的底板沖切面積Aτ＝π4＝，則錨具對(duì)底板的局部沖切剪應(yīng)力：τ＝Tmax247。Aτ＝247。≈可見(jiàn)，錨具對(duì)底板的局部沖切應(yīng)力滿足要求。(2)、底板加強(qiáng)板周邊的局部沖切應(yīng)力計(jì)算 加強(qiáng)板一面與腹板坡口焊接，其余兩面與肋板坡口焊接，焊縫厚度2cm，另底板厚度2cm，總剪切厚度4cm。則：三面的總剪切面積Aτ＝(412+)4＝，則底板加強(qiáng)板周邊的局部沖切剪應(yīng)力：τ＝N1max247。Aτ＝247?！挚梢?jiàn)，底板加強(qiáng)板周邊的局部沖切應(yīng)力滿足要求且非常富余。(3)、滑輪座板高強(qiáng)螺栓連接部位橫梁頂板沖切應(yīng)力計(jì)算僅計(jì)算主索座滑輪位置的高強(qiáng)螺栓對(duì)頂板的沖切應(yīng)力，上排高強(qiáng)螺栓單顆最大拉力Nt＝；單顆螺母周長(zhǎng)s=，橫梁頂板厚度t=，則單顆高強(qiáng)螺栓對(duì)頂板的沖切面積Aτ＝＝，則高強(qiáng)螺栓對(duì)橫梁頂板的局部沖切剪應(yīng)力：τ＝Nt247。Aτ＝247?！挚梢?jiàn)，高強(qiáng)螺栓對(duì)頂板的局部沖切應(yīng)力滿足要求。右岸主錨碇計(jì)算右岸塔后為基巖裸露橫斜坡面，右岸主錨碇仍設(shè)計(jì)為錨索分配梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)錨索錨固型鋼分配梁，再在分配梁上焊接拉板固定轉(zhuǎn)向滑輪來(lái)錨固鋼索；右岸主錨碇用于主索、工作索、二扣扣索及塔架后風(fēng)纜的錨固。其布置如圖(70)示。、錨梁外作用力錨梁上作用力主要有主索，工作索，二段扣索、塔架后風(fēng)纜及起吊牽引千斤索外力，其力作用簡(jiǎn)圖如圖(71)示。先計(jì)算主索作用處外力P，共六根主索，每個(gè)作用點(diǎn)為兩根主索力，另將吊運(yùn)至跨中時(shí)的起吊、牽引千斤繩外力平均分配在每個(gè)主索作用點(diǎn)上，根據(jù)懸索系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，有：P=（++）/3=；工作索作用位置：Tg=；二段扣索作用位置：Tk=；風(fēng)纜索作用位置：Tf=150KN。（偏于安全近似取值）、錨梁內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度復(fù)核分配梁為兩根I45b工字鋼梁，材料為Q235鋼，彈性模量E=105MPa，抗彎慣性矩I=233800cm4=67600cm4，抗彎模量W=21500=3000cm3。利用同濟(jì)大學(xué)《工程計(jì)算器》，按連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果如圖(73)示。圖(73) 右岸主錨工字鋼分配梁變形及內(nèi)力計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，最大撓度v=；最大彎矩Mmax=；最大剪力Qmax=。則其截面彎曲應(yīng)力：σmax=Mmax/W=(3000106)=91800KPa=[σw]=145MPa。剪應(yīng)力：τmax=Qmax/(2(452)104)==[τw]=85MPa?？梢?jiàn)錨梁強(qiáng)度符合規(guī)范要求。、錨索受力計(jì)算(1)、錨索構(gòu)造，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860Mpa；鉆孔直徑120mm，注漿采用M35高標(biāo)號(hào)水泥砂漿，每相距1米間隔設(shè)置擴(kuò)張定位環(huán)和收縮定位環(huán)，錨具采用OVM1510錨具。(2)、單束錨索最大拉力計(jì)算由工字鋼錨梁計(jì)算結(jié)果(圖(73))的支點(diǎn)處剪力，計(jì)算各錨索拉力如下：R1=；R2=(606)=；R3=(479)=；R4=()=；R5=(395)=；R6=。可見(jiàn)，單束錨索最大拉力Tmax=R4=。(3)、錨索安全系數(shù)及錨固長(zhǎng)度計(jì)算①、錨索安全系數(shù)每束錨索最大抗拉力TP=140101860=2604000N=2604KN；則：錨索受拉安全系數(shù)：K= TP/Tmax=2604/=[]；可見(jiàn)錨索抗拉安全系數(shù)滿足要求。②、計(jì)算錨固體在巖層中的錨固長(zhǎng)度其中：K—安全系數(shù)，；D—鉆孔直徑，；—孔壁與注漿體之間的極限粘接力，按軟巖取500Kpa；—。③、計(jì)算鋼絞線與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度其中：K—安全系數(shù)，；d — 錨索直徑，；n — 單束鋼鉸線根數(shù)，10；— 邊坡工程重要性系數(shù)，；— 錨索與錨固砂漿之間的粘接強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按M35砂漿取3400Kpa；— 鋼筋與砂漿粘接強(qiáng)度工作條件系數(shù)。實(shí)際錨索錨固段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L=，滿足要求。 中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司卡楊公路項(xiàng)目經(jīng)理部2012年03月85