1、第一章 工程簡介1、編制依據1.*大橋施工圖設計文件2.公路橋涵施工技術規范JTJ041-20003.路橋施工計算手冊4.鋼結構設計規范GBJ17-885.公路橋涵鋼結構及木結構設計規范JTJ025-866.鋼結構工程施工及驗收規范GB50205-957.建筑鋼結構焊接規程JGJ81-912、工程說明本工程是*跨越渠江的一座特大橋,其主橋為中承式拱橋,邊跨主跨邊跨為:65+256+65,主跨為鋼管砼桁架式懸鏈線無鉸拱,邊跨為工字型鋼筋砼無鉸半拱;其廣安岸(以下稱西岸)引橋為6跨30米預應力鋼筋砼連續T梁,其前鋒岸(以下稱東岸)引橋為1跨30米預應力鋼筋砼簡支T梁。其下部構造中0#為重力式U型橋
2、臺;1#、2#、3#、4#、5#、6#、9#為樁柱式橋墩;7#、8#為主橋墩,采用樁與大承臺結合;10#為埋置式肋板輕型橋臺。0#、1#、2#、3#、9#、10#均在陸地上,施工較為簡單。而4#、5#、6#、7#(主橋墩)、8#(主橋墩)均在水中,施工較為復雜;為保證順利施工,在4#、5#、6#施工時采用搭設鋼管樁平臺與沖擊鉆機鉆孔樁結合;7#(主橋墩)施工時采用圓形鋼圍堰;因8#(主橋墩)靠岸很近,采用筑島圍堰。為保證水中施工機械設備、材料等(如圓形鋼圍堰、鉆機、鋼筋、砼)運至指定位置,故設置兩套35噸纜索吊機用于空運機械設備和材料。第二章 纜吊施工方案1、纜索吊機系統簡介*大橋下部結構水中
3、部分采用纜索吊施工,根據現場條件和后面的施工計算,該纜索跨分布由西至東依次為:134.56m+510.5m+77m。設兩組主索,一組主索為8根39(637S+FC),每根破斷拉力為860KN的鋼絲繩,另一組主索為4根56(637S+FC),每根破斷拉力為2003KN的鋼絲繩;兩組主索中心間距為20.2m;每組主索上設兩個跑車和2個吊點,每個吊點設計吊重30t,兩個吊點能夠承受60t的吊重。主塔架采用貝雷架拼裝組成,西岸主塔架布置在1號與2號樁之間離2號樁5米處,塔高左49米、右52米,主塔下33米截面為8組貝雷桁架片,上19米截面為6組貝雷桁架片;東岸主塔架布置在9號與10號樁之間離9號樁5米
4、處,塔高左46米、右43米,主塔截面為6組貝雷杵架片。主索地錨:西岸地錨位于公路后山腰上,地質情況好,基本為弱風化砂巖,采用樁式地錨;東岸地錨位于土基上,地質清況較西岸差,采用樁基承臺地錨,主索直接捆綁于樁頭上。主索:一組采用8根39 (637S+FC),另一組采用4根56(637S+FC),牽引索:采用26鋼絲繩走“2”的方式穿繞,相應兩岸各錨碇前配10t牽引卷揚機各兩臺,全橋共4臺。為了使同一主索上的兩臺跑車同步運行,在兩跑車連兩根22的短鋼絲繩。起重索:采用19.5鋼絲繩走“6”的方式穿繞,兩端分別纏繞于兩岸的起重卷揚機滾筒上,一個跑車對應一套起重設備。2、纜索吊機施工流程根據設計文件,
5、結合本工程實際,確定本項目纜索吊機施工過程如后:方案確定基礎施工拼裝主塔主索安裝牽引索、起重索安裝試 吊纜索吊機調試試 吊正常吊裝運輸纜索系統拆除主塔拆除纜索吊機流程圖纜索吊機施工過程示意圖3、纜索起重機設計根據設計文件,可知實際吊裝重量為35噸,本纜索起重機按起重量為36噸設計。3.1纜索系統3.1.1主吊系統設計1、主吊裝系統選索及布置主吊裝系統主跨徑510.5,后錨端跨徑分別為134.56m(西岸)、77(東岸)。西岸后錨端其水平線夾角7.297,東岸后錨端其水平線夾角27.351。2、纜索吊機設計參數及計算結果 3、卷揚機選擇4臺5t慢速滾筒卷揚機(線速度恒定)起吊; 4臺10t慢速滾
6、筒卷揚機(線速度恒定)牽引。3.1.2吊具設計拱肋吊裝系統吊具包括纜索跑車、起吊滑車組、吊點分配梁、吊點、夾具等結構。全橋布設二組主索,每組上設置兩套吊具共計4套。吊具數量、規格匯總如下表。 1、纜索跑車設計設計依據及技術指標 承重主索839mm及456mm;起吊索19.5mm. 跑車輪直徑與主索直徑的關系D/ d=400/39=10.3及D/ d=600/56=10.7(一般要求D/d在1015范圍內)符合要求,因此跑車輪直徑取400mm 及600mm。 單個跑車承受的豎向力T223.2KN 各部位應力安全系數K2.0 滑車的滑輪內嵌入柱式流動軸承跑車結構設計(跑車結構設計另見附下詳圖)2、
7、起吊滑車組設計設計依據及技術指標 起吊繩走線數8線。 起吊繩直徑19.5mm。 滑車組直徑與起吊繩直徑之比為D/d=250/19.5=12.8 (一般要求D/d在1015范圍內)符合要求,因此滑車組滑輪直徑取250mm。 滑車組滑輪內嵌入柱式滾動軸承 滑車組承受的豎向力為208.2KN 各部位應力安全系數K2.0起吊滑車結構設計(起吊滑車組結構設計另見附下詳圖)。跑車吊點示意圖3.2索塔系統3.2.1索塔塔體的組拼設計索塔設置于兩岸,索塔強度和穩定性通過計算滿足使用要求。3.2.2索塔塔頂索鞍的設計及布置1、索鞍布置索塔塔頂索鞍包括吊裝主索、牽引索、起吊索等索鞍。所有索鞍均采用單輪滾動結構形式
8、。在貝雷橫桁架索塔塔頂采用I25c工字鋼鋪設成兩層分配梁,在工字梁上按相應的位置安置索鞍,并將索鞍與工字梁固定。 索鞍布置結構見塔頂構造圖。2、索鞍設計設計指標及技術標準(以吊裝主要受力控制設計) 主索直徑39mm及56mm(現以最不利的情況考慮) 單索垂直壓力T159KN及T322KN 索鞍輪直徑D與主索直徑之比為:D/400/3910.3及D/600/5610.7 滑輪嵌入軸承式滑動軸承 索鞍輪接觸應力安全系數K12.0 滑動軸承鋼銷抗剪安全系數K23.0索鞍結構設計(以吊裝主索索鞍為例)索鞍結構見上圖。3.2.3纜風索的布置橫向抗風索采用19.5的鋼絲繩,在吊裝索塔的左右兩側各布置四組(
9、每組219.5鋼絲繩)。一端系與塔頂,一端與纜風錨碇連接。纜風索單根19.5mm鋼絲繩的初張力為50KN。3.3主索錨固系統3.3.1主索地錨總體設計1、地質條件西岸地錨位于公路后山腰上,地質情況好,巖石裸露,基本為弱風化砂巖;東岸地錨位于土基上,地質情況較西岸差,組成由亞粘土、弱風化砂質泥巖、弱風化砂巖為主。地表面至地下2至5米為亞粘土,力學性質較差,承載力低。2、基礎類型及錨固方式主索地錨基礎型式根據吊錨所在地質情況,西岸采用樁式地錨,東岸采用樁基承臺地錨。主索索股錨固方式樁式吊錨主索套在承臺上部的樁頭上。3、主索地錨總體布置(見總體布置圖)4、主要材料混凝土:采用25號砼。鋼材:、II級
10、鋼筋。3.3.2地錨基礎設計1、設計荷載主索錨碇基礎設計荷載及內力表: 2、地錨結構設計尺寸設計(見下圖)錨塊構造影響錨塊尺寸的主要因素有:主纜拉力、錨固框架安裝標高、錨索布置等。在根據以上因素初步擬定其結構尺寸后,進行主纜力及自重作用控制截面的抗剪能力驗算,并結合地形與上部構造物等因素,對構造進行細化,最終確定錨碇尺寸。4、施工方案纜索起重機構成及功能纜索起重機由纜索系統、主塔和穩定系統組成。纜索系統由主索、牽引索、起重索、跑車吊點及主地錨等構成;主塔由塔腳、塔身及索鞍等幾部分組成;穩定系統由前后風纜、側風纜、八字風纜及風纜地錨等構成。1、纜索系統整體布設:根據纜吊計算,全橋共設兩套吊裝系統
11、(單套起重量36t)。主吊系統4個吊具按承重30t設計。纜索系統的主索采用8根39鋼絲繩及4根56鋼絲繩,設計吊裝重量為36t。每段構件由一套兩吊點抬吊,兩點間用鋼絲繩連接,確保兩套牽引系統同步運行。主索道上的兩個吊點串聯后由一套牽引繩聯動,串聯間距為拱肋的捆綁點間的水平距離,牽引索采用26鋼絲繩走2線,兩岸各用一臺10t慢速雙筒卷揚機作牽引動力(一岸收,另一岸放),循環牽引。承重主索:塔架主跨為510.5m,后錨端跨徑分別為134. 56m(西岸)、77m(東岸)。全橋共設兩套主索吊裝系統,由1套839mm鋼絲繩及1套456mm鋼絲繩組成,單根長度為820 m,重載垂度為上游L/13.8及下
12、游L/13.8,空載垂度為上游L/18.5及下游 L/18.3。鋼絲繩抗拉強度為1700Mpa。起重系統:每套主索上布置2個吊點,全橋共4個,每個吊點采用19.5的鋼絲繩(抗拉強度為1700Mpa)走8線。鋼圍堰節段用兩套主索系統上的4個吊點抬吊。每個吊點采用1臺8t慢速雙筒卷揚機作動力,全橋共4臺。牽引系統:全橋共四個跑車,每個跑車采用26的鋼絲繩(抗拉強度為1700Mpa)走2線作為牽引。每個跑車采用1臺10t慢速雙筒卷揚機作動力,全橋共4臺。主索地錨:兩岸主索地錨均采用樁式地攏,地攏橫向間距20.2米。全橋共設4個樁式地攏。2、主塔主塔架采用貝雷架拼裝組成,西岸主塔架布置在1號與2號樁之
13、間離2號樁5米處,塔高52米,主塔下33米截面為8組貝雷桁架片,上19米截面為6組貝雷桁架片;東岸主塔架布置在9號與10號樁之間離9號樁5米處,主塔截面為6組貝雷杵架片。塔頂設索鞍平臺。主塔用于支撐纜索系統。3、穩定系統主塔穩定系統由前后風纜、側風纜、前后八字風纜及風纜地錨等構成。前風纜布置一組(每組219.5mm)鋼絲繩,后風纜布置兩組(每組228mm)鋼絲繩;側風纜布置一組(每組219.5mm)鋼絲繩;前八字風纜布置兩組(每組219.5mm)鋼絲繩,后風纜布置兩組(每組219.5mm)鋼絲繩。總共16根纜風索用于穩定主塔。纜索起重機的安裝及試吊1、纜索起重機現場平面布置現場總體布置分為纜索
14、系統、穩定系統、主塔,其中纜索系統包括主索、起重索、牽引索,穩定系統包括前后風纜、側風纜、前后八字風纜及風纜地錨等,主塔包括基礎、塔身、索鞍。其布置圖見附圖所示。2、纜索起重機的安裝在施工方案或批后方可進行本道工序。塔體安裝:主塔由貝雷片組成,在安裝地點采用扒桿直接分片疊加拼裝。纜索安裝:采用細鋼絲繩帶動粗鋼絲繩來回牽引的方法安裝纜索。先將存放在西岸6.2的細鋼絲繩人工坐船牽引到東岸(注意此時必須繞過塔架頂索鞍)進10t起重卷揚機,西岸聯結26的牽引索;利用東岸10t起重卷揚機收緊6.2的細鋼絲繩帶動26的牽引索進10t牽引卷揚機(此時東西兩岸牽引繩均繞過塔頂的牽引輪并兩頭全部進入卷揚機);最
15、后利用西東兩岸10t牽引卷揚機來回牽引其39mm及56mm的主索,這樣纜索就安裝完畢。纜索安裝完成后利用卷揚機及滑輪組收緊主索直到安裝設計垂度后扣緊主索,這樣纜索起重機就安裝完成。3、試吊本橋纜索起重機(單機)最大吊重36t,試吊時先對單組纜索起重機進行試吊,然后進行整體試吊,試吊時按照如下原則進行:試吊時采用分級逐步加載,每次試吊分四級進行,即按設計吊重的25%50%75%100%逐步加載,即試吊重為9t,18t,27t和36t(不含吊具重量及配重)。每次荷載起吊后持荷時間不得小于 10分鐘,須進行全跨范圍內的行走,同時對兩岸索塔監控觀測,含動力系統(卷揚機)測試,以及各部位結構件的觀測并記
16、錄。 試吊時必須隨時觀測塔架位移、主索垂度以及后錨情況,發現異常即時停止并分析原因進行處理后才能繼續進行。 根據試吊過程,如實填寫各項觀測數據,對可能的不安全因素做出針對性整改,已確保正式吊裝施工的安全。因有兩組各自獨立的主索起吊系統,除每組分別進行單獨試吊外,還須模擬實際情況進行各組的組合試驗,按以西岸到東岸的方向將各組主索編號為A(上游)、B(下游)(如下圖所示)。 主索編號5、施工組織5.1工期目標本計劃只包含從基礎工程施工、主塔拼裝、纜索系統安裝、試吊、水中構件吊裝、纜索吊機拆除。計劃針對實際情況,相應施工組織設計中的計劃作了調整。根據本工程實物工程量,計劃工期為7個月。為此,設置兩個
17、施工進度控制點:主塔拼裝完畢 2007年 11 月 15 日完成;纜索起重機安裝調試 2007年 12 月 20 日完成。施工進度計劃表工序9月10月11月12月08年 1至5月6月7月8月開始時間完成時間基礎工程9.2611.20拼主塔10.111.15安裝纜索吊機11.1612.15調試及試吊12.1612.20水中構件吊裝12.2008.6.20纜索系統拆除6.218.105.2 質量目標鑒于本分項工程的重要性,在滿足項目整體質量目標的前提下,全部達到國家現行的工程質量驗收標準和業主要求,一次驗收合格率達到100%。5.3 施工機構項目組織機構已成立,纜吊作業隊設置分支機構,下設起吊落位
18、組、卷揚機組和纜風作業組四個作業組。具體勞動力資源計劃表如下:勞動力計劃表序號工種人數進場時間備注1鉗工3人200792焊工2人20079持證上崗3起重工10人20079持證上崗4輔助工種20人200795維修電工2人20079持證上崗合計37人5.4 主要機械設備的配置根據實際需要,本次吊裝設置兩套獨立的實際吊重為36t的纜索起重機。機械設備配置表序號機械設備名稱規格型號單位數量備注1主索鋼絲繩637S+FC-39mm米6560承重主索,共8根,單根長820m,單重5.31kg/m,破斷拉力96t2主索鋼絲繩637S+FC-56mm米3280承重主索,共4根,單根長820m,單重11.78k
19、g/m,破斷拉力200t3起吊鋼絲繩637S+FC-19.5mm米6400(4組吊點),單根長為1600m,單重1.327kg/m,破斷拉力23.95t4牽引鋼絲繩637S+FC-26mm米5600單根長1400m(4組)單重2.36kg/m,破斷拉力43t5卷揚機卷揚機 (10T,慢速)臺4牽引卷揚機,配套(容繩量1000m)鋼繩卷盤6卷揚機卷揚機 (8T,慢速)臺4起吊卷揚機,配套(容繩量500m)鋼繩卷盤7卷揚機5T,慢速臺4輔助牽引及其它用8貝雷桁架片414主塔架9索鞍8輪個210索鞍4輪個411吊點24個8吊點包括定滑車組和動滑車組12吊點分配梁根213纜索跑車28臺214纜索跑車2
20、4臺245.5 生活設施和臨時用電的布置 1、生活設施布置項目部已進場,臨時生產用房布置于東西兩岸,水電齊全,生活設施布置已較完善。2、臨時用電布置本工程的用電量主要是在纜索吊進行吊裝作業時為最大。(1)總用電量負荷計算按負荷性分組系數法進行計算。施工區域各種機具設備用電量統計一覽表。序號設備型號名稱數量設備容量小計(KW)15 t卷揚機410 KW4028t卷揚機422KW90310t卷揚機437KW1504照明10KW105手動工具10KW10設備總功率合計300 考慮到各用電設備滿負荷運行并非用時出現(即不在同一施工階段施工),故確定用電系數采用需用系數法確定。P=1.05(K1P1/C
21、OS+ K2P2+ K3P3) 其中:電動機需用系數K1=0.5,P1=290KW,COS=0.75 電焊機需用系數K2=0.5,P2=0KW 照明用電需用系數K3=0.9,P3=10KW 則總電力計算負荷: P=1.05(0.5290/0.75+0.50+0.910)=213KW所提供的電力總功率為213KW。(2)臨時用電施工根據現場用電負荷和工程需要,在施工區東西岸均配置400KW的變壓器。臨時用電施工含配電房、變壓器、配電柜、配電箱和線路的安裝。協調配合當地供電局安裝變壓器、配電柜及其線路。從配電柜引入的動力電源采用五芯電纜接入分配電箱、現場開關箱,再接至用電地點,由專業電工進行操作、
22、管理。臨時用電線路系統根據施工期間用電需求和各種用電設備在施工現場的布置情況進行布置。第三章 質量、安全保證體系與措施1、質保體系與措施1.1質量保證體系項目經理部依據業主提供招標文件的要求編制了施工組織設計,確立了相關的質保體系。1.2質量保證措施基于施工組織設計的質量保證措施,對本分項工程措施進行專項細化。1.2.1糾正和預防措施的控制1、當出現嚴重不合格品(項)或一般不合格品(項)出現兩次(含)以上時,項目經理部應采取糾正措施,以防止類似的不合格品(項)再度發生。2、當發現潛在的不合格時,項目經理部應采取預防措施,防止不合格品(項)的發生。1.2.2吊裝質量記錄1、項目經理部確保質量記錄
23、(包括質量體系記錄和竣工資料)的真 實、準確、及時和齊全,且不得隨意涂改記錄。2、項目經理部定期對質量記錄進行整理、歸檔,以便于查閱。3、質量記錄由質量部門專門、專人負責管理。2、安保體系與措施2.1安全保證體系項目已確立了相關安保體系,基于吊裝作業本身特點,安全防范是工程的重點和難點,予以高度重視,成立專項機構。 1、成立大橋吊裝領導小組,由指揮部、監理處、設計單位、施工監控單位、施工單位及港航、海事部門人員組成。2、項目經理部成立大橋吊裝指揮組。指揮組設組長一人,總指揮一人,副指揮3人,成員若干人。3、吊裝指揮組下設吊裝作業隊、測量小組、安全小組。吊裝作業隊下設3個作業小組:起吊落位組;卷
24、揚機組;纜風作業組。2.2安全保證措施安全思想教育安全教育要從思想上重視,觀念上更新,變“要我安全” ,為“我要安全” 。工程開工前對施工人員進行正規的上崗安全培訓,學習國務院及其有關部門、省及地方的有關安全生產和勞動保護方面的法律、法規、規章和技術標準,學習總部有關安全制度,講解“安全工作責任重于泰山,防患于未然”的道理,同時讓施工人員了解安全危險點和控制點,使大家心中有數,處事不驚。宣講總部有關安全方面的經驗教訓,通過學習,提高員工的安全意識和主觀能動性,自覺遵守安全規定。在工程施工中塑造“工程要安全,人人要安全,人人管安全”的新風,樹立安全工作警鐘長鳴,常備不懈的思想意識。對于特殊工種要
25、進行專業培訓,持證上崗。安全技術保證1、開工前針對工程實際編制切實可行的安全措施計劃,并限期實施。沒有安全保障措施的項目,不準開工,直到訂出安全保障措施為止。2、定期召開安全領導小組會議,討論決定安全生產的重大事項,并不定期地進行安全檢查,在生產調度會上分析總結。3、成立一支隨時聽從專職安全工程師指揮的緊急救援隊,并配備必要的救援工具、設備與通訊聯絡設施。4、針對本橋吊裝的施工工藝和特點,設立本工區安全關鍵點和危險點,制定相應的預防措施,使事故“防患于未然”。5、加強電氣設備等的用電安全,采取有效的接地保護措施,嚴格按規程操作,所有電氣設備必須質量可靠,并有可靠的漏電保護與接地裝置。施工中臨時
26、電源盡量用電纜,避免臨時電源亂拉亂接。6、特殊工種持證上崗,密切配合按操作規程作業,制訂安全操作規程。工地內不得飲用服用后可能影響判斷力的酒精飲品及其它物品。任何正受這些物品影響的人員均必須立即離開工程施工范圍。7、密切注意天氣預報,建立正常的天氣預報接收制度,落實好防風防雨措施,保證各作業面,各作業的通訊設施暢通,機械狀態良好,防護設備齊全。超過許可風力需對設備進行加固,人、機一律停止作業。8、開展安全QC小組活動,研究關鍵工序的安全防護措施,并做好記錄標牌。9、組建工地保安隊負責整個工地的保安事宜。設兩名流動保安隊員,24小時巡邏值班。與當地的派出所和邊防支隊保持聯系,及時通報情況,服從配
27、合他們的領導與指揮。建立安全規章、措施。安全措施1、各拱肋節段接頭和橫撐接頭處懸掛工作平臺,平臺底部滿鋪鋼板網,四周設圍欄并掛鐵絲網保護。2、布置爬梯便于人員上下拱肋,爬梯兩側安裝扶手,底部滿鋪鋼絲防護網。3、人員上下吊塔。通過吊塔上附著的封閉安全防護步梯至吊塔頂。4、兩岸吊裝塔架設避雷設施,接地電阻小于4。5、整個拱肋吊裝系統、拱肋各個作業點均設置漏電保護設施。6、吊塔塔頂、扣塔上索鞍位置周邊設防護欄,各操作位置設置操作平臺。7、制定作業組“工作范圍”及“操作注意事項”,使全體施工操作人員明確職責。8、吊裝作業工班設專職巡視檢查員2人,負責施工過程中吊裝全系統各部位的檢查。9、在吊裝現場設置
28、專職警衛人員,禁止非工作人員進入現場,保護吊裝設施安全。10、吊裝作業前,技術負責人向參加吊裝的所有施工人員進行全面細致的技術交底,做到人人心中有數。第四章 文明施工1、文明施工和環境保護運用環境管理體系指導環境保護工作。工程施工期間遵守國家和地方有關控制環境污染的法律法規,對環境保護采取必要的措施,使施工期間受到的環境污染減到最低程度。對此成立以一名項目副經理為組長,各部門負責人為成員的環保領導小組,并與當地環保部門加強聯系,使施工區的環境得到較好的保護。2、施工措施1、成立現場文明領導小組,由項目經理擔任小組組長,下設專職考評人員,定期對現場文明施工情況進行考證,及時向項目經理匯報并指出有
29、待改進的地方。2、在施工現場設置施工單位名稱牌、安全生產紀律宣傳牌、防火須知牌、安全生產天數牌、項目部人員組織牌和施工場地平面布置圖。3、在工作場地設置項目方針目標展開圖、項目管理概況圖、計劃完成形象圖、QC階段活動分析圖及工作逐月完成實際進度表。4、各種原材料及回收物件按施工總平面布置圖規定的位置堆放整齊,不侵占道路,并符合安全防火要求,時刻保持施工現場的環境整潔,道路排水暢通。5、各種施工機械車輛按指定的位置存放,并認真執行。6、積極配合當地政府搞好社會治安工作,搞好與當地人民群眾和政府的關系。工地設立公安室,加強施工現場的治安保衛工作,禁止閑雜人員進入施工現場。第五章 纜索吊機計算1、上
30、游纜索吊機計算(主索8根39mm鋼絲繩)纜吊纜索系統分析計算纜吊一組主索參數對照表: 項 目 用 途主索起重索牽引索型 號637+1637+1637+1根數一直徑(mm)839219.5226單位重量(kg/m)5.3081.3272.359面積(每根)(mm3)564.4141.16250.95抗拉強度(MPa)170017001700鋼絲直徑(mm)1.80.91.2單根破斷拉力總和(KN)960240427單根破斷拉力 (KN)787197350 備注:參照路橋施工計算手冊,表中鋼絲破斷拉力=鋼絲破斷拉力總和換算系數,對于型號為637+1的鋼絲繩的換算系數為0.82。1.1主索計算 主索
31、荷載1)主索荷載:主索兩岸塔架等高,主索為平坡(即cos=1),作用于主索上均布荷載G由三部分組成。主 索 g1=5.308842.464Kg/m牽引索 g2=22.3594.718Kg/m起重索 g3=21.3272.654Kg/mg總=g1+g2+g3=42.464+4.718+2.654=49.836Kg/mG=g總L=49.836510.5=25441Kg25.442)作用于主索上的集中荷載P由4部分組成。 跑車和定滑輪重 P1=21.5=3t 吊點重 P2=22.5=5t 起重索自重(走“8”布置) P3=28301.327/1000=0.637t 考慮吊重P4=36t 作用于一組主
32、索上的集中力為P總: P總=P1+P2+P3+P4=3+5+0.637+36=44.64t 最大吊裝重量時主索的最大垂度和最大張力 1)最大垂度驗算: 在纜索吊裝過程中,主索的線形和張力是相互影響的,它們需要采用循環迭代方法來求解。但本次纜索吊裝系統的驗算,由于主塔的塔高和拱肋的最高高程已基本確定,因此主索的最大容許垂度即可確定:f=H塔-H-a-b-c-d式中:H塔塔頂高程,兩岸塔頂高程均為276.03m;H水位高程222.5m;a跑車輪至吊點之間的距離取6m;b吊點至鋼圍堰桁架捆綁點距離(即捆綁高度)取2m; c鋼圍堰桁架捆綁點至鋼圍堰底面距離取4.5m; d鋼圍堰底面至施工水面距離取0.
33、5m;f 主索的最大容許垂度。故:主索的最大容許垂度f276.03-222.5-6-240.53m因此纜索吊裝設計方案中將主索最大下垂高度(L/13.8)取為37mf40.53m,能滿足吊裝高程的要求。2)最大張力驗算:在主索最大垂度fmax=37m的基礎上來進行主纜的最大張力驗算,主索中的最大張力的計算方法采用經典的解析法進行。在最大吊裝重量作用下,主索的張力的水平分力的計算公式:式中:P總為作用在主索上的最大集中荷載重量;s為相應于P總下兩跑輪之間的間距,取為s14.6m。所以主索的最大張力計算公式:式中:為主跨主索的最大水平傾角,本次計算中位于塔頂索鞍處。由此可以求得:0.1812,因此
34、。所以鋼絲繩容許的破斷拉力T=7878=6296 KN 因此主纜的安裝載重系數為,K3.0滿足要求。 架設空纜時的初始張力和垂度根據上述最大吊裝重量下的主索的線形和張力,可以逆向求出架空纜時的初始張力和初始垂度,求解的方法仍是解析法。1)空纜架設時的主索初始張力空纜架設時的主索初始張力的水平分力H0的計算公式為:將此簡化為上式中:鋼絲繩的換算彈性模量,考慮到主索兩端錨固端長度較長,主索按三跨計算,為鋼絲繩的彈性模量,因此;F所有鋼絲繩的面積F4517mm2;P吊裝時最大集中力P446.4KN;P0跑車空載時的重量P086.4KN;G中跨中所有纜索的重量G254.4KN;Hmax主索中的最大水平
35、分力Hmax=1934KN。因此,A764KNB1539689987KN3由此可以求得H0949KN2)初始安裝時的跨中垂度由H0949KN進而可以求得主纜初始安裝時的跨中垂度:(f/L=1/17.8) 塔前起吊時的主索張力及主索升角計算在塔前40m起吊最大拱肋時的主索張力及升角,主索鞍兩邊主索的傾角示意圖詳見下圖。計算方法上述一樣,計算公式為:上式簡化為Px=Pmax=446.4KN ;x=40m代入式中,求得A=764 KN; B3378242190 KN3 ,由此可以求得Hx=1284 KN。相應的主索升角計算公式為: ;。主索接觸應力和主索應力的驗算1) 主索的接觸應力主索的接觸應力驗
36、算按: 接觸應力的安全系數:,主索的接觸應力能滿足要求。2)主索的主拉應力主索的主拉應力的計算公式為:主索主拉應力的安全系數:,主索的主拉應力能滿足要求。1.2起重索計算 起重索繞過絞車端的張力由于對于單個纜索是采用兩點吊裝,其絞車端張力的計算公式為:跑車中起重索采用鋼絲繩走“8”布置,即有效繩數為n=8,轉向滑輪c=2,滾動軸承k=1.02查表得;,因此起重索的張力為: 起重索安全系數主拉力安全系數:起重索的主拉力安全系數滿足路橋施工計算手冊中規定的56的要求。起重索的接觸應力驗算按: (其中D取大于12倍鋼絲繩直徑,取250mm) 接觸應力的安全系數:,起重索的接觸應力能滿足要求。1.3牽
37、引索計算 牽引索牽引阻力計算1)跑車運行阻力W1 2)起重索運行阻力W23)后牽引索的松弛張力W3 (g1為牽引索單位長重量,x1為后牽引索的跨度) 4)牽引索總牽引阻力W 牽引索安全系數計算牽引索的最大拉力:拉力安全系數:牽引索的拉力安全系數滿足要求。1.4主塔所受的外力計算 主塔所受的外力計算A、主索所傳來的荷載下圖為纜索吊裝系統塔頂索鞍所受的荷載。由于該纜索吊裝系統采用了滑輪索鞍,因此塔頂索鞍兩側主索中主拉力全部相等,即,而該處索的水平傾角分別為:,。西岸主塔所受的主索傳遞的最大豎向力為:西岸主塔所受的主索傳遞的最大水平力為:東岸主索轉向處所受的主索傳遞的最大豎向力為:東岸主索轉向處所受
38、的主索傳遞的最大水平力為:B、牽引索和起重索所傳來的荷載牽引索和起重索最大張力分別為:,。由于牽引索和起重索在主跨內是附著在主纜上的,因此它們在主跨內的水平傾角與主纜基本相同,水平傾角都為。兩岸兩索的后錨索拉向主地錨,其水平傾角與主索角度一致。因此兩岸主塔所承受牽引索和起重索傳來的豎向力分別為:西岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大豎向力為:西岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大水平力為:東岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大豎向力為:東岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大水平力為:C、纜風索所傳來的荷載主塔的橫向纜風索采用19.5的鋼絲繩(按45角布置),在索塔的左右兩側各布置兩組(塔頂每組119.
39、5鋼絲繩,見平面布置圖),纜風索單根19.5mm,鋼絲繩的初張力為50KN,縱向纜風索見下圖。 因此主塔的纜風繩在塔內產生的豎向力分加別為(由于兩邊對稱因此不產生水平力):西岸主塔由纜風索產生的最大豎向力:;西岸主塔由纜風索產生的最大水平力(順橋向):;東岸主塔由纜風索產生的最大豎向力:;東岸主塔由纜風索產生的最大水平力(順橋向):;D、考慮風載的影響橫向風壓:式中:W0基本風壓值(Pa)參照設計橋規附錄三全國基本風壓分布圖,查得500Pa;K1設計風速頻率換算系數,取1.0;K2風載體形系數,取1.3;K3風壓高度變化系數,取1.42;K4地形、地理條件系數,取1.3。縱向風壓的計算:塔架迎
40、風面積西岸塔架的迎風面積:東岸塔架的迎風面積:作用于形心上的風力計算西岸塔架所受力的風力:東岸塔架所受力的風力:E、塔頂索鞍系統所傳來的荷載塔頂索鞍系統所傳遞的豎向荷載按計。F、主塔的自重西岸主塔自重按計;東岸主塔自重按計;G、主塔所受的力合計:西岸主塔所承受的豎向荷載為:西岸主塔所承受的水平荷載為:東岸主塔所承受的豎向荷載為:東岸主塔所承受的水平荷載為: 主塔塔頂位移計算(1)西岸主塔塔頂位移經計算塔頂水平力為:Qh=-77 KN前風纜采用428mm(637+1)鋼絲繩,a2=45;后風纜采用228mm(637+1)鋼絲繩,a1=7.30。西岸主塔塔頂位移:=Qh/(EA cos3a)=77
41、/(756000004294.5210-6cos345)=0.488 m (2)東岸主塔塔頂位移經計算塔頂水平力為:Qh=250 KN前風纜采用428mm(637+1)鋼絲繩,a3=45;后風纜采用628mm(637+1)鋼絲繩和239mm(637+1)鋼絲繩,a4=27.35。西岸主塔塔頂位移:=Qh/(EA cos3a)=250/(75600000(6294.5210-6+2564.6310-6)cos327.35)=0.389 m 主塔強度及穩定性計算 1、西岸主塔強度及穩定性計算(1)、強度驗算1)塔架單個塔柱受到的豎向力P:P=1349 kN=134.9 t 2)強度驗算塔架截面積F
42、=725.482=356.72 cm2=P/F=134.9/356.72=0.378 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2 (材質16Mn) 強度滿足要求。(2)、壓桿穩定性驗算=P/F或m式中:折減系數;P井架承受垂直力;F井架截面積。求值:先求查得井架橫橋向Ix = 25.48135222+25.4890222+25.4845222=2889432 cm4,順橋向Iy=7250500 = 1753500 cm4 取小值I=Iy=1753500 cm4井架截面積F=725.482=356.72 cm2井架回轉半徑r=I/F = 70.1 cm=h/r=5200/70.1 = 74.2查得
43、=0.595將上述數據代入穩定性驗算公式中得出:=P/F=134.9/(0.595356.72)=0.636 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2經驗算塔架滿足使用要求。2、東岸主塔強度及穩定性計算(1)、強度驗算1)塔架單個塔柱受到的豎向力P:P=2292 kN=229.2 t 2)強度驗算塔架截面積F=625.482=305.76 cm2=P/F=229.2/305.76=0.750 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2 (材質16Mn) 強度滿足要求。(2)、壓桿穩定性驗算=P/F或m式中:折減系數;P井架承受垂直力;F井架截面積。求值:先求查得井架橫橋向Ix= 25.48112
44、.5222+25.4867.5222+25.4822.5222=1805895 cm4,順橋向Iy=6250500 = 1503000 cm4 取小值I=Iy=1503000 cm4井架截面積F=625.482=305.76 cm2井架回轉半徑r=I/F = 70.1 cm=h/r=4600/70.1 = 65.6查得=0.663將上述數據代入穩定性驗算公式中得出:=P/F=229.2/(0.663305.76)=1.131 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2經驗算塔架滿足使用要求。 主塔基礎計算 1、西岸主塔基礎塔架作用于基礎上的壓力P1349KN。基礎長4米、寬3米、厚1米。基底地層
45、為亞粘土,承載力180Kpa。=(P+G)/A =(1349+43124)/(43) =136.4 Kpa = 180 Kpa (亞粘土)符合要求2、東岸主塔基礎塔架作用于基礎上的壓力P2292KN。基礎長4米、寬3米、厚1米。基底地層為弱風化砂質泥巖,承載力940Kpa。=(P+G)/A =(2292+43124)/(43) =215 Kpa 2滿足要求。(2)抗拉穩定性K2=hL /H抗式中:h前墻高度1.5m; L前墻寬度9m; 地龍前巖層(弱風化砂質泥巖)抗壓強度940KPa; H抗水平拉力3453KNK2=1.59940/3453=3.68 2 滿足要求。2、西岸主地錨配筋計算 (1
46、)前墻橫向抗彎配筋 1)彎矩、剪力計算計算簡圖如下:前墻橫向最大負彎距發生在點B、C處:削峰處理前墻橫向最大正彎距發生在點B、C間跨中(即L2跨中):削峰處理削峰處理所以Mj=432 kNm,Qj=672 kN。2)配筋計算現假定受拉主筋為8根25的鋼筋,受壓主筋為8根25的鋼筋,b=1.5 m,h=1.5 m, ag=0.05m,ag=0.05m,Rg=340 MPa, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。a、抗彎驗算h0=h- ag=1.5-0.05=0.95 mX=(RgAg-RgAg)/(Rab)=(34083.140.0252/
47、4-34083.140.0252/4)/(14.51.5)=0 m因jg H0 =0.550.95 =0.52, X Mj=432 KNm 符合要求b、斜截面抗剪驗算 現假定箍筋采用雙支12150mm的鋼筋,Rgk=340 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=23.140.0122/4/(1.50.15)=0.001005主筋配筋率 u=Ag/bh0=83.140.0252/4/(1.51.45)=0.001805因100u=0.1805 Qj=672 KN符合要求(2)樁抗拔配筋 1)上拔力計算計算簡圖如下:單個樁最大拔力:Nj=V/2=353/2=176
48、.5 kN2)強度驗算現假定受拉主筋為34根22的鋼筋, D=1.50m(截面換算成正方形1.3291.329m), ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。N=RgAg/ys=340103243.140.0222/4/1.25=2480 kN Nj=176.5 kN 符合要求(3)樁頭抗剪配筋 1)剪力計算 單個樁頭最大剪力:Q=H/2=2755/2=1377.5 KN 2)強度驗算現假定受拉主筋為24根22的鋼筋, D=1.50m, ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=
49、1.25,ys=1.25。假定箍筋采用雙支12100mm的鋼筋,Rgk=340 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=23.140.0122/4/(1.3290.1)=0.001701主筋配筋率 u=Ag/bh0=343.140.0222/4/(1.3291.279)=0.007600因100u=0.7600 Qj=1377.5 KN符合要求 東岸地錨計算1、東岸地錨穩定性驗算采用樁式地錨,單個地錨尺寸見附圖。(1)抗拔穩定性K1=(G+T1+T2)/V式中:G地錨混凝土自重G=V=109.8124=2635 KNT1前墻與巖土層的摩擦力, 摩擦系數f=0.4
50、。T1=fH=0.42467=987 KNT2樁的抗拔力, i地龍樁前巖層抗剪強度,見上圖。T2=20.3ULi=20.31.83.14(450+3150)=1103 KNV上拔力1276 KN。K1=(2635+987+1103)/1276=3.77 2滿足要求。(2)抗拉穩定性K2=hL /H式中:h前墻高度4m; L前墻寬度12m; 地龍前巖層(亞粘土)抗壓強度180KPa; H水平拉力2467KNK2=412180/2467=3.5 2 滿足要求。(3)抗傾覆穩定性K3=M2/M1式中:M2抗傾覆力矩M2=MG+Mt+MH=(48240.5+16243.5+35.63246.9+10.
51、18246.9)+2(0.33.141.8(450+3150)6.9+24672=9506+15217+4934=29657 KN.mM1=Mv+ Mh =12767.8+2467(2+0.2)=15134 KN.mK3=29657/15134=1.96 1.3 滿足使用要求2、東岸主地錨配筋計算 (1)前墻橫向抗彎配筋 1)彎矩、剪力計算計算簡圖如下:前墻橫向最大負彎距發生在點B、C處:前墻橫向最大正彎距發生在點B、C間跨中(即L2跨中):所以Mj=2250 kNm,Qj=2520 kN。2)配筋計算現假定受拉主筋為21根25的鋼筋,受壓主筋為21根25的鋼筋,b=4 m,h=1 m, ag
52、=0.05m,ag=0.05m,Rg=340 MPa, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。a、抗彎驗算h0=h- ag=1-0.05=0.95 mX=(RgAg-RgAg)/(Rab)=(340213.140.0252/4-340213.140.0252/4)/(14.51.2)=0 m因jg H0 =0.550.95 =0.52, X Mj=2250 KNm 符合要求b、斜截面抗剪驗算 現假定箍筋采用五支12150mm的鋼筋,Rgk=340 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=53.140.0122
53、/4/(40.15)=0.000942主筋配筋率 u=Ag/bh0=213.140.0252/4/(40.95)=0.002711因100u=0.2711 Qj=2520 KN符合要求(2)縱肋偏壓計算配筋 1)壓力計算計算簡圖如下:單個縱肋縱向最大壓力:Nj=H/2=2467/2=1233.5 kN2)強度驗算如上圖所示,可假定砼最小受壓高度為220cm=40cm,即 h1=0.4 m, b=0.8 m,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25。N=bh1Ra/yc=0.80.414.5103/yc=3712 kN Nj=1233.5 kN 符合要求(3)樁抗拔配筋 1)上拔力計
54、算計算簡圖如下:單個樁最大拔力:Nj=V/2=1276/2=638 kN2)強度驗算現假定受拉主筋為26根25的鋼筋, D=1.80m, ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。N=RgAg/ys=340103263.140.0252/4/1.25=3470 kN Nj=638 kN 符合要求2、下游纜索吊機計算(主索4根56mm鋼絲繩)纜吊纜索系統分析計算纜吊一組主索參數對照表: 項 目 用 途主索起重索牽引索型 號637+1637+1637+1根數一直徑(mm)456219.5226單位重量(kg/m)11.0741.
55、3272.359面積(每根)(mm3)1178.07141.16250.95抗拉強度(MPa)170017001700鋼絲直徑(mm)2.60.91.2單根破斷拉力總和(KN)2003240427單根破斷拉力 (KN)1642197350 備注:參照路橋施工計算手冊,表中鋼絲破斷拉力=鋼絲破斷拉力總和換算系數,對于型號為637+1的鋼絲繩的換算系數為0.82。1.1主索計算 主索荷載1)主索荷載:主索兩岸塔架等高,主索為平坡(即cos=1),作用于主索上均布荷載G由三部分組成。主 索 g1=11.074444.296Kg/m牽引索 g2=22.3594.718Kg/m起重索 g3=21.327
56、2.654Kg/mg總=g1+g2+g3=44.296+4.718+2.654=51.668Kg/mG=g總L=51.668510.5=26376Kg26.382)作用于主索上的集中荷載P由4部分組成。 跑車和定滑輪重 P1=21.5=3t 吊點重 P2=22.5=5t 起重索自重(走“8”布置) P3=28301.327/1000=0.637t 考慮吊重P4=36t 作用于一組主索上的集中力為P總: P總=P1+P2+P3+P4=3+5+0.637+36=44.64t 最大吊裝重量時主索的最大垂度和最大張力 1)最大垂度驗算: 在纜索吊裝過程中,主索的線形和張力是相互影響的,它們需要采用循環
57、迭代方法來求解。但本次纜索吊裝系統的驗算,由于主塔的塔高和拱肋的最高高程已基本確定,因此主索的最大容許垂度即可確定:f=H塔-H-a-b-c-d式中:H塔塔頂高程,兩岸塔頂高程均為276.03m;H水位高程222.5m;a跑車輪至吊點之間的距離取6m;b吊點至鋼圍堰桁架捆綁點距離(即捆綁高度)取2m; c鋼圍堰桁架捆綁點至鋼圍堰底面距離取4.5m; d鋼圍堰底面至施工水面距離取0.5m;f 主索的最大容許垂度。故:主索的最大容許垂度f276.03-222.5-6-240.53m因此纜索吊裝設計方案中將主索最大下垂高度(L/13.8)取為37mf40.53m,能滿足吊裝高程的要求。2)最大張力驗
58、算:在主索最大垂度fmax=37m的基礎上來進行主纜的最大張力驗算,主索中的最大張力的計算方法采用經典的解析法進行。在最大吊裝重量作用下,主索的張力的水平分力的計算公式:式中:P總為作用在主索上的最大集中荷載重量;s為相應于P總下兩跑輪之間的間距,取為s14.6m。所以主索的最大張力計算公式:式中:為主跨主索的最大水平傾角,本次計算中位于塔頂索鞍處。由此可以求得:0.1820,因此。所以鋼絲繩容許的破斷拉力T=16424=6568 KN 因此主纜的安裝載重系數為,K3.0滿足要求。 架設空纜時的初始張力和垂度根據上述最大吊裝重量下的主索的線形和張力,可以逆向求出架空纜時的初始張力和初始垂度,求
59、解的方法仍是解析法。1)空纜架設時的主索初始張力空纜架設時的主索初始張力的水平分力H0的計算公式為:將此簡化為上式中:鋼絲繩的換算彈性模量,考慮到主索兩端錨固端長度較長,主索按三跨計算,為鋼絲繩的彈性模量,因此;F所有鋼絲繩的面積F4512mm2;P吊裝時最大集中力P446.4KN;P0跑車空載時的重量P086.4KN;G中跨中所有纜索的重量G263.8KN;Hmax主索中的最大水平分力Hmax=1951KN。因此,A863KNB1682844439KN3由此可以求得H0961KN2)初始安裝時的跨中垂度由H0949KN進而可以求得主纜初始安裝時的跨中垂度:(f/L=1/17.6) 塔前起吊時
60、的主索張力及主索升角計算在塔前40m起吊最大拱肋時的主索張力及升角,主索鞍兩邊主索的傾角示意圖詳見下圖。計算方法上述一樣,計算公式為:上式簡化為Px=Pmax=446.4KN ;x=40m代入式中,求得A=863 KN; B3613358473 KN3 ,由此可以求得Hx=1294 KN。相應的主索升角計算公式為: ;。主索接觸應力和主索應力的驗算2) 主索的接觸應力主索的接觸應力驗算按: 接觸應力的安全系數:,主索的接觸應力能滿足要求。2)主索的主拉應力主索的主拉應力的計算公式為:主索主拉應力的安全系數:,主索的主拉應力能滿足要求。1.2起重索計算 起重索繞過絞車端的張力由于對于單個纜索是采
61、用兩點吊裝,其絞車端張力的計算公式為:跑車中起重索采用鋼絲繩走“8”布置,即有效繩數為n=8,轉向滑輪c=2,滾動軸承k=1.02查表得;,因此起重索的張力為: 起重索安全系數主拉力安全系數:起重索的主拉力安全系數滿足路橋施工計算手冊中規定的56的要求。起重索的接觸應力驗算按: (其中D取大于12倍鋼絲繩直徑,取250mm) 接觸應力的安全系數:,起重索的接觸應力能滿足要求。1.3牽引索計算 牽引索牽引阻力計算1)跑車運行阻力W1 2)起重索運行阻力W23)后牽引索的松弛張力W3 (g1為牽引索單位長重量,x1為后牽引索的跨度) 4)牽引索總牽引阻力W 牽引索安全系數計算牽引索的最大拉力:拉力
62、安全系數:牽引索的拉力安全系數滿足要求。1.4主塔所受的外力計算 主塔所受的外力計算A、主索所傳來的荷載下圖為纜索吊裝系統塔頂索鞍所受的荷載。由于該纜索吊裝系統采用了滑輪索鞍,因此塔頂索鞍兩側主索中主拉力全部相等,即,而該處索的水平傾角分別為:,。西岸主塔所受的主索傳遞的最大豎向力為:西岸主塔所受的主索傳遞的最大水平力為:東岸主索轉向處所受的主索傳遞的最大豎向力為:東岸主索轉向處所受的主索傳遞的最大水平力為:B、牽引索和起重索所傳來的荷載牽引索和起重索最大張力分別為:,。由于牽引索和起重索在主跨內是附著在主纜上的,因此它們在主跨內的水平傾角與主纜基本相同,水平傾角都為。兩岸兩索的后錨索拉向主地
63、錨,其水平傾角與主索角度一致。因此兩岸主塔所承受牽引索和起重索傳來的豎向力分別為:西岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大豎向力為:西岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大水平力為:東岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大豎向力為:東岸主塔所受的牽引、起重索傳遞的最大水平力為:C、纜風索所傳來的荷載主塔的橫向纜風索采用19.5的鋼絲繩(按45角布置),在索塔的左右兩側各布置兩組(塔頂每組119.5鋼絲繩),纜風索單根19.5mm,鋼絲繩的初張力為50KN,縱向纜風索見下圖。 因此主塔的纜風繩在塔內產生的豎向力分加別為(由于兩邊對稱因此不產生水平力):西岸主塔由纜風索產生的最大豎向力:;西岸主塔由纜風索產生
64、的最大水平力(順橋向):;東岸主塔由纜風索產生的最大豎向力:;東岸主塔由纜風索產生的最大水平力(順橋向):;D、考慮風載的影響橫向風壓:式中:W0基本風壓值(Pa)參照設計橋規附錄三全國基本風壓分布圖,查得500Pa;K1設計風速頻率換算系數,取1.0;K2風載體形系數,取1.3;K3風壓高度變化系數,取1.42;K4地形、地理條件系數,取1.3。縱向風壓的計算:塔架迎風面積西岸塔架的迎風面積:東岸塔架的迎風面積:作用于形心上的風力計算西岸塔架所受力的風力:東岸塔架所受力的風力:E、塔頂索鞍系統所傳來的荷載塔頂索鞍系統所傳遞的豎向荷載按計。F、主塔的自重西岸主塔自重按計;東岸主塔自重按計;G、
65、主塔所受的力合計:西岸主塔所承受的豎向荷載為:西岸主塔所承受的水平荷載為:東岸主塔所承受的豎向荷載為:東岸主塔所承受的水平荷載為: 主塔塔頂位移計算(1)西岸主塔塔頂位移經計算塔頂水平力為:Qh=-77 KN前風纜采用428mm(637+1)鋼絲繩,a2=45;后風纜采用228mm(637+1)鋼絲繩,a1=7.30。西岸主塔塔頂位移:=Qh/(EA cos3a)=77/(756000004294.5210-6cos345)=0.488 m (2)東岸主塔塔頂位移經計算塔頂水平力為:Qh=250 KN前風纜采用428mm(637+1)鋼絲繩,a3=45;后風纜采用628mm(637+1)鋼絲繩
66、和239mm(637+1)鋼絲繩,a4=27.35。西岸主塔塔頂位移:=Qh/(EA cos3a)=252/(75600000(6294.5210-6+2564.6310-6)cos327.35)=0.392 m 主塔強度及穩定性計算 1、西岸主塔強度及穩定性計算(1)、強度驗算1)塔架單個塔柱受到的豎向力P(東岸主塔最大):P=1355 kN=135.5 t 2)強度驗算塔架截面積F=725.482=356.72 cm2=P/F=135.5/356.72=0.380 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2 (材質16Mn) 強度滿足要求。(2)、壓桿穩定性驗算=P/F或m式中:折減系數;P
67、井架承受垂直力;F井架截面積。求值:先求查得井架Ix= 25.48135222+25.4890222+25.4845222=2889432 cm4,Iy=7250500 = 1753500 cm4 取小值I=Iy=1753500 cm4井架截面積F=725.482=356.72 cm2井架回轉半徑r=I/F = 70.1 cm=h/r=5200/70.1 = 74.2查得=0.595將上述數據代入穩定性驗算公式中得出:=P/F=135.5/(0.595356.72)=0.638 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2經驗算塔架滿足使用要求。2、東岸主塔強度及穩定性計算(1)、強度驗算1)塔架
68、單個塔柱受到的豎向力P(東岸主塔最大):P=2304 kN=230.4 t 2)強度驗算塔架截面積F=625.482=305.76 cm2=P/F=230.4/305.76=0.754 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2 (材質16Mn) 強度滿足要求。(2)、壓桿穩定性驗算=P/F或m式中:折減系數;P井架承受垂直力;F井架截面積。求值:先求查得井架Ix= 25.48112.5222+25.4867.5222+25.4822.5222=1805895 cm4,Iy=6250500 = 1503000 cm4 取小值I=Iy=1503000 cm4井架截面積F=625.482=305.7
69、6 cm2井架回轉半徑r=I/F = 70.1 cm=h/r=4600/70.1 = 65.6查得=0.663將上述數據代入穩定性驗算公式中得出:=P/F=230.4/(0.663305.76)=1.137 t/ cm2 = 2.73 t/ cm2經驗算塔架滿足使用要求。 主塔基礎計算 1、西岸主塔基礎塔架作用于基礎上的壓力P1355KN。基礎長4米、寬3米、厚1米。基底地層為亞粘土,承載力180Kpa。=(P+G)/A =(1355+43124)/(43) =136.9 Kpa = 180 Kpa (亞粘土)符合要求2、東岸主塔基礎塔架作用于基礎上的壓力P2304KN。基礎長4米、寬3米、厚
70、1米。基底地層為弱風化砂質泥巖,承載力940Kpa。=(P+G)/A =(2304+43124)/(43) =216 Kpa 2滿足要求。(2)抗拉穩定性K2=hL /H抗式中:h前墻高度1.5m; L前墻寬度9m; 地龍前巖層(弱風化砂質泥巖)抗壓強度940KPa; H抗水平拉力3477KNK2=1.59940/3477=3.65 2 滿足要求。2、西岸主地錨配筋計算 (1)前墻橫向抗彎配筋 1)彎矩、剪力計算計算簡圖如下:前墻橫向最大負彎距發生在點B、C處:削峰處理前墻橫向最大正彎距發生在點B、C間跨中(即L2跨中):削峰處理削峰處理所以Mj=434 kNm,Qj=676 kN。2)配筋計
71、算現假定受拉主筋為8根25的鋼筋,受壓主筋為8根25的鋼筋,b=1.5 m,h=1.5 m, ag=0.05m,ag=0.05m,Rg=340 MPa, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。a、抗彎驗算h0=h- ag=1.5-0.05=0.95 mX=(RgAg-RgAg)/(Rab)=(34083.140.0252/4-34083.140.0252/4)/(14.51.5)=0 m因jg H0 =0.550.95 =0.52, X Mj=434 KNm 符合要求b、斜截面抗剪驗算 現假定箍筋采用雙支12150mm的鋼筋,Rgk=340
72、 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=23.140.0122/4/(1.50.15)=0.001005主筋配筋率 u=Ag/bh0=83.140.0252/4/(1.51.45)=0.001805因100u=0.1805 Qj=676 KN符合要求(2)樁抗拔配筋 1)上拔力計算計算簡圖如下:單個樁最大拔力:Nj=V/2=355/2=177.5 kN2)強度驗算現假定受拉主筋為24根22的鋼筋, D=1.50m, ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。N=RgAg/ys=3401032
73、43.140.0222/4/1.25=2480 kN Nj=177.5 kN 符合要求(3)樁頭抗剪配筋 1)剪力計算 單個樁頭最大剪力:Q=H/2=2774/2=1387KN 2)強度驗算現假定受拉主筋為24根22的鋼筋, D=1.50m, ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。假定箍筋采用雙支12100mm的鋼筋,Rgk=340 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=23.140.0122/4/(1.3290.1)=0.001701主筋配筋率 u=Ag/bh0=343.140.022
74、2/4/(1.3291.279)=0.007600因100u=0.7600 Qj=1387 KN符合要求 東岸地錨計算1、東岸地錨穩定性驗算采用樁式地錨,單個地錨尺寸見附圖。(1)抗拔穩定性K1=(G+T1+T2)/V式中:G地錨混凝土自重G=V=109.8124=2635 KNT1前墻與巖土層的摩擦力, 摩擦系數f=0.4。T1=fH=0.42484=994 KNT2樁的抗拔力, i地龍樁前巖層抗剪強度,見上圖。T2=20.3ULi=20.31.83.14(450+3150)=1103 KNV上拔力1285 KN。K1=(2635+994+1103)/1285=3.75 2滿足要求。(2)抗
75、拉穩定性K2=hL /H式中:h前墻高度4m; L前墻寬度12m; 地龍前巖層(亞粘土)抗壓強度180KPa; H水平拉力2484KNK2=412180/2484=3.48 2 滿足要求。(3)抗傾覆穩定性K3=M2/M1式中:M2抗傾覆力矩M2=MG+Mt+MH=(48240.5+16243.5+35.63246.9+10.18246.9)+2(0.33.141.8(450+3150)6.9+24842=9506+15217+4968=29691 KN.mM1=Mv+ Mh =12857.8+2484(2+0.2)=15239 KN.mK3=29691/15239=1.95 1.3 滿足使用
76、要求2、東岸主地錨配筋計算 (1)前墻橫向抗彎配筋 1)彎矩、剪力計算計算簡圖如下:前墻橫向最大負彎距發生在點B、C處:前墻橫向最大正彎距發生在點B、C間跨中(即L2跨中):所以Mj=2250 kNm,Qj=2520 kN。2)配筋計算現假定受拉主筋為21根25的鋼筋,受壓主筋為21根25的鋼筋,b=4 m,h=1 m, ag=0.05m,ag=0.05m,Rg=340 MPa, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。a、抗彎驗算h0=h- ag=1-0.05=0.95 mX=(RgAg-RgAg)/(Rab)=(340213.140.02
77、52/4-340213.140.0252/4)/(14.51.2)=0 m因jg H0 =0.550.95 =0.52, X Mj=2250 KNm 符合要求b、斜截面抗剪驗算 現假定箍筋采用五支12150mm的鋼筋,Rgk=340 MPa,本構件不設彎起鋼筋,故Qw=0。箍筋配筋率 uk=Ak/bSk=53.140.0122/4/(40.15)=0.000942主筋配筋率 u=Ag/bh0=213.140.0252/4/(40.95)=0.002711因100u=0.2711 Qj=2520 KN符合要求(2)縱肋偏壓計算配筋 1)壓力計算計算簡圖如下:單個縱肋縱向最大壓力:Nj=H/2=2
78、484/2=1242 kN2)強度驗算如上圖所示,可假定砼最小受壓高度為220cm=40cm,即 h1=0.4 m, b=0.8 m,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25。N=bh1Ra/yc=0.80.414.5103/yc=3712 kN Nj=1242 kN 符合要求(3)樁抗拔配筋 1)上拔力計算計算簡圖如下:單個樁最大拔力:Nj=V/2=1285/2=642.5 kN2)強度驗算現假定受拉主筋為26根25的鋼筋, D=1.80m, ag=0.05m, Rg=340 MPa,砼采用C25,Ra=14.5 MPa,yc=1.25,ys=1.25。N=RgAg/ys=340103263.140.0252/4/1.25=3470 kN Nj=642.5 kN 符合要求