【正文】 2)170170170破斷拉力(t)787鋼絲直徑(mm)說明新索新索新索 主索荷載的計算 主索荷載 a、主索荷載：主索兩岸塔架等高，主索為平坡(即cosβ=1) 作用主索上均布荷載G由三部分組成。主 索 g1=9= Kg/m牽引索 g2=2=起重索 g3=2=　g總=g1+g2+g3=++=G=g總L==21027kg≈21ｔb、作用主索上的集中荷載P由5部分組成。 ①跑車和定滑輪重 P1=2= ②吊點重及配重 P2=2(+1)= ③起重索自重(走“8”布置) P3=2880≈ ④主拱肋重P4=65t(，其中有掛籃及爬梯等) 作用于一組主索上的集中力為P總： P總=P1+P2+P3+=+++= 吊重后，計算跨中主索的最大張力（考慮到主索為舊索），此時主索產(chǎn)生的拉力最大，并控制主索設(shè)計：T=∑Tmax/K=(9)/=≈T 故: 根據(jù)公式： f=(GL)/（8H）+(PL)/(4H)f=(21)/(8)+()/(4)=+=故相對垂度：f/L=＝1/由于錨固段長度較長，主索應(yīng)按三跨計算，鋼絲繩(637+1)相應(yīng)彈性模量為75600MPa。換算彈性模量為：E＝75600MPａ(由《路橋施工計算手冊》)換算彈性模量： Eη=(L/∑L)E=｛（301++）｝75600=32525MPa A=K1K2/H2H+W(24K1/L) (公式)式中： W=0 (此時不計支座位移)K1=(EηFcos2β)/24=EηF/24=325259=6886737 (N)≈(t)K2=3P(P+G)+G2=3(+21)+212＝11237t2故:A=11237/=(t) 計算跑車架設(shè)時跨中的垂度 　此時作用在主索上的集中荷載為跑車自重PX，求跑車作用于跨中時的跨中垂度。 先求跑車空載時的主索張力HX 計算系數(shù)： PX=P1+P2+P3=++=(t) K3=12PX(G+PX)=12(21+)=8356(t2) X=L/2= X(LX)=()= C=K1K3/L2=8356/=(t3/m2) B=K1G2=212=303717(t3) B+CX(LX)=303717+34503=1742492(t3)將以上數(shù)值代入張力方程式：HX3+AHX2BC(LX)X=0=0試算得 HX=124t跨中垂度: Fx=GL/(8HX)+PXL/(4HX)FX=21(8124)+(4124)=+=相對垂度：f/L= 塔前起吊時的主索張力及主索升角計算在塔架前10m起吊， 安裝拱腳段拱肋時的主索張力及升角此時 K3=12PX(G+PX)=12(21+)=43183(t2)X(LX)=10()=3615 (m2)C=K1K3/L2=43183/=215(t3/m2)B+CX(LX)=303717+2153615=1080942t3將以上數(shù)值代入張力方程式=0試算求得： HX=108t主索升角γ： tgγ=[(L2X)/(2Hx)](PX/L+g) =[(10)/ (2108)](+)==γ= Sinγ= Cosγ= 支座位移對主索的影響及其它因素對主索的影響本方案不計支座位移和溫度變化對主索影響。 主索應(yīng)力計算及索鞍處主索彎曲應(yīng)力(1)在跑車輪作用下的主索應(yīng)力，以跨中吊重時為最大。已知：主索垂直力 V=P= 跑車輪數(shù) n=94=36個 主索面積： F=9=(mm2) 主索拉力： T=H=將以上數(shù)值代入公式： =+=441（N/mm2）應(yīng)力安全系數(shù) K=σmax/σ=1700/441=［3］(2)索鞍處主索彎曲應(yīng)力跑車吊重后，位于塔架前時應(yīng)力最大，索鞍輪數(shù)n=9，X=10處的水平張力計算(此時的吊重與跨中吊重，其重量相差不大，)： K3=12PX（G+PX）=12（21+）=43183t2 X(LX)=10（）=3615 m2 C=K1K3/L2=（43183）/=215(t3/m2)B+C(LX) X=303717+2153615=1080942(t3/m2)代入張力方程： HX21080942=0試算得： HX=106主索曲線方程：y=fx=gX(LX)/2HCOSβ+PX(LX)X/(HL)=3615/(2106)+(3615)/(106)=+=tga2=故：a2=290 (a2為主跨的主索在索鞍處的水平角)下面計算(主索地錨一側(cè)在索鞍處的水平角a1)tga1＝（）/191＝ 故：a1=索鞍處主索張力：T=106/Cosa2=121ｔV=T(Sina1+Sina2)=121(+)=122t＝238+475＝713N/mm2應(yīng)力安全系數(shù)：K=σmax/σ=1700/713=［2］ 起重索計算(1)、跑車中起吊索采用Φ22鋼絲繩走“8”布置有效繩數(shù)n=8,轉(zhuǎn)向滑輪 c=2；查表得：a=（說明滑輪采用η＝） (2)、起重卷揚機收緊拉力 y=pu /a其中：p=1/2(p2+p3+)=1/2(++)=考慮起吊的不均勻受力和起吊時的沖擊影響取u= 　　 y=[pu]/a＝[]/=[8= t]故：我們可以采用8ｔ卷揚機作為動力裝置。(3)、起吊索安全系數(shù) K拉力安全系數(shù)： K=Tmax/y=[5] 起重滑輪和轉(zhuǎn)向輪的直徑D，要求大于20倍鋼絲繩直徑，故：D≥22mm20＝440mm故D可取 450mm起重索彎曲應(yīng)力按σ=T/F+(3/8)[(Eδ)/D]=40800/+(3/8)[(75600)/450] =+63＝297N/mm2K=σmax/σ=1700/297=［3］ 牽引索計算由前面計算可知跑車吊運拱肋在塔架前10ｍ處時，主索升角γ==，跑車運行阻力系數(shù)μ=（Sinγ=。Cosγ=）。跑車運行阻力W1W1=PSinγ+μPCosγ=+=+= (t)起重索運行阻力W2 計入沖擊時ｙ＝[ Pｕ]/ａ＝W2=2（1?ａ＋ｂ）ｙ＝2（（5+4））＝后牽引索的松馳張力W3不大，故不計入。W =W1+W2＝+＝由于在跑車上設(shè)一動滑輪故y=1/2W=＝（靠近主塔的緊張地段采用5t卷揚機輔助牽引）因此，我們采用10t的卷揚機能夠滿足要求。吊裝系統(tǒng)計算結(jié)果 復(fù)合式纜索吊機計算結(jié)果（一套，起吊索走8線） 表(11)編 號分 析 項 目A號主索D號主索1設(shè)計吊重（不包括配重、吊點等）65KN65KN2主索重載安全系數(shù)張 力≥[]≥[]接觸應(yīng)力≥[3]≥[3]彎曲應(yīng)力≥[2]≥[2]3φ28牽引索安全系數(shù)張 力≥[5]≥[5]4φ22起吊索安全系數(shù)張 力≥[5]≥[5]接觸應(yīng)力≥[3]≥[3]5卷揚機拉力牽 引84KN88KN起 吊6吊塔對扣塔的豎向壓力約450KN7吊塔對扣塔的水平推力（包括風(fēng)力）約250KN備注 當(dāng)牽引力較大時，另有5T卷揚機輔助牽引；全橋共設(shè)兩套。第五章 主索錨固系統(tǒng)　主索地錨總體設(shè)計　地質(zhì)條件茅草街大橋益陽岸吊錨場地位于橋臺后經(jīng)壓實的路基上，地質(zhì)條件較好。南縣岸橋位區(qū)覆蓋層巨厚，其上部一般為軟—可塑的淤泥質(zhì)粘土，可塑狀為主的粘土及細(xì)砂層，它們的力學(xué)性質(zhì)差，承載力較低，并且總厚度一般大于二十米。下部為硬塑—半堅硬狀的粘土、亞砂土及砂卵石等承載力較高的地層，下臥基巖為泥質(zhì)較硬巖石較完整，橋位區(qū)基巖埋深變化大，上部力學(xué)性質(zhì)較好的硬塑—半堅硬粘土、—，基巖埋深45ｍ。　基礎(chǔ)類型及錨固方式(1) 主索地錨基礎(chǔ)型式。根據(jù)吊錨所在地質(zhì)情況，設(shè)計吊錨益陽岸及南縣上游岸采用重力式錨碇；南縣岸下游由于地質(zhì)情況采用樁式錨碇。(2) 主索索股錨固方式重力式地錨主索套在后墻下部的捆壟上，捆壟由工字鋼及枕木捆扎而成；樁式吊錨主索套在承臺上部的樁頭上。　主索地錨總體布置（總體布置見另圖）　主要材料(1) 混凝土：采用25號片石砼。(2) 鋼材：普通鋼筋直徑大于10mm的采用Ⅱ級鋼筋，小于等于10mm的采用Ⅰ級鋼筋?！〉劐^基礎(chǔ)設(shè)計　設(shè)計荷載　 主索錨碇基礎(chǔ)設(shè)計荷載及內(nèi)力 表(5)　結(jié)構(gòu)特點南縣岸下游吊錨為樁式錨，樁長為49m。其余為重力式錨，只考慮土壓力，基底摩擦力作為安全儲備?！〉劐^結(jié)構(gòu)設(shè)計　外形設(shè)計另見詳圖?！″^塊構(gòu)造影響錨塊尺寸的主要因素有：主纜拉力，錨固框架安裝標(biāo)高、錨索布置等。在根據(jù)以上因素初步擬定其結(jié)構(gòu)尺寸后，進行主纜力及自重作用控制截面的抗剪能力驗算，并結(jié)合地形與上部構(gòu)造物等因素，對構(gòu)造進行細(xì)化，最終確定錨碇尺寸。　錨固系統(tǒng)設(shè)計　地錨驗算 南縣岸上游地錨穩(wěn)定性驗算：(1)土壓力計算：①深度為0m時；其中 ＝φ:，C：其中＝＝≈故：p＝2＝②深度為6m時，（γ按《簡明公路施工手冊》取16～19KN/ｍ3） （KN/ｍ3）=+=242kpa故=1/2(+242)6=南縣岸地錨橫橋向?qū)?3m，故主索作用在地錨每米的力為TT＝H/13＝（Cos32）4040/13=3426/13=264KN/m(2)、抗拉穩(wěn)定系數(shù)：①地錨受到的摩擦力F：地錨砼重：G＝40224＝9648（KN）地錨上壓土重：G1＝Vｔγ＝341317＝2652（KN）F＝（G+G1γ）f:f為基底摩擦系數(shù)按《工程師手冊》；故：F＝［9648+2652（Sin32176。）4040］＝2540（KN）F每米＝F/13＝K＝（EP+F每米）/T＝（+）/264＝＞［2］②抗拔驗算：K＝（G+G1V）/V＝（9648+26522141）/2141＝［2］③傾覆驗算：M穩(wěn)定力矩＝G5+G18＝96485+26528＝69456KN/mM傾覆力矩＝H+γ7＝3426+21417＝K=M穩(wěn)定力矩/M傾覆力矩＝69456/＝≥［］ 南縣岸上游地錨穩(wěn)定性驗算：(同理可算得)益陽岸上游地錨：K抗拉＝≥［2］；K抗拔＝11≥［2］；K抗覆＝5≥［］ 南縣岸上游地錨穩(wěn)定性驗算：益陽岸下游地錨：K抗拉＝4≥［2］；K抗拔＝≥［2］；K抗覆＝≥［］ 南縣岸上游地錨穩(wěn)定性驗算：南縣下游樁基承臺地錨計算：。首先計算單樁水平承載力。(1)地基變異系數(shù)：整個樁長范圍內(nèi)由不同的土質(zhì)層組成，每個土質(zhì)層都對應(yīng)著一個地基變異系數(shù)。(2)計算樁的變形系數(shù)а①樁的計算寬度ｂ1；式中：b1＝kfk0kb(或d)kf＝(查《建筑地基基礎(chǔ)》P105表318)k0＝1+1/d=1+1/=k＝b’+[(1b’)/] (L1/h1)（b’ 。h1＝3（d+1）=）＝+()()=b1＝=(m)②25砼的彈性模量：En=103Mpa(由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表查得)③I（慣性矩）＝πd4/64＝＝故： ＝аh=46=4按彈性樁計算(3)%的灌注樁的單樁水平承載力設(shè)計值：Rh=а3EIχ0a/Vχ 式中EI－樁身抗彎剛度，對于鋼筋砼EI＝。χ0a－樁頂允許水平位移取10mm。Vχ－樁頂水平位移系數(shù)，（查表）Rｈ＝（）3106＝1982（KN）因此整個承臺樁基礎(chǔ)不考慮承臺本身與填土的摩擦能抵抗水平為RR＝K4Rｈ（K為工作系數(shù)）＝41982＝（KN）而主索產(chǎn)生的水平力為：H＝（）T=3628(KN)(4)穩(wěn)定系數(shù)KK＝R/H＝＝≥［2］(5)拔驗算：主索產(chǎn)生的豎向力為：V＝4040=1777(KN)而承臺自重為：G＝＝，顯然不考慮樁基自重和樁基產(chǎn)生的負(fù)摩阻力，抗拔都滿足要求：K＝G/V＝＝＞［2］(6)抗傾覆驗算：圖(13)tgβ1=tgβ2=故α1＝β1+30＝ 。 α2＝β2+30＝ 　　M穩(wěn)定＝P＋P＋G＝1900＋1900＋＝（KN?M）M傾覆＝TL1＋TL2＝2020＋2020＝（KN?M）K= M穩(wěn)定∕M傾覆=≥[2]附：承臺預(yù)面埋件強度計算受力模式 圖(14)Fvs=(Cos260)462=415KNFhs=(Sin260)462=a=14cm(中間包括兩公分的誤差)；b=60cm C30(ftk=2N/mm2) Ⅱfg=310KN/mm2 β=。 Fhs /Fvs =（519）=則h=+50==600有效高度h0=60050=550mm,h1=60mm向受力鋼筋截面面積As　　　因剪跨比a/h0=120/550=As≥aFv/()+(Fh/fy)其中Fv=415KN Fh=A=140mm,ho=165m