无支架缆索吊机系统计算分析
缆索吊装系统计算分析

春晓大桥缆索吊装系统计算书1 主索验算1.1缆索吊机主索概述本桥缆索吊机主索的计算跨径布置为224+336+224mm,采用各跨连续布置,中间转点支撑于塔架的索鞍上,两端锚固在锚碇装置上,鞍座顶与锚碇的竖直距离为126m,主索在施工中的最大垂度垂跨比为1/13(25.8m)。
主索分两组,每组由8φ56mm(CFRC8×36SW)满充钢丝绳组成。
缆索吊机的设计吊重为4×87.5t,吊点纵向间距9m。
1.2计算荷载参数1.2.1结构参数表1 结构计算特征参数1.2.2荷载参数(1)均布荷载单组主索8根,本桥不采用承索器,均布荷载只考虑主索自重,单根索自重W=14.98kg/m。
单组主索每延米重量为119.84kg。
(2)集中荷载(单位:t)本桥跨中2号节段重量为265.3t,靠近塔端最重12节段重量为338.1t。
因缆索系统主索张力在吊重荷载位于跨中时最大,计算中施工控制荷载的选取以跨中2号节段为准,以靠近塔端最重12节段重量为施工验算荷载对主索进行验算。
表2 集中荷载组成设计吊重工况:选取设计吊重荷载为350t ,采用双吊点起吊,平均到单根主索,每个吊点:P=10.9375t 。
施工验算工况:验算吊重荷载422t ,采用双吊点起吊,平均到单根主索,每个吊点:P=13.1875t 。
1.3计算假定为简化计算,对主索计算做如下假定: (1)不计塔顶的水平位移影响;(2)塔顶索力在索鞍两侧连续,即索力满足在索鞍两侧相等的条件; (3)承重索的自重恒载沿索为恒量,承重索在自重作用下呈悬链线,且满足线性应力应变关系;(4)在缆索吊装系统计算中,忽略滑轮直径和滑轮摩擦力的影响; (5)吊重集中荷载由4个吊点平均分担。
1.4计算理论1.4.1悬链线基本方程自重作用下的柔性索曲线可表示为左端水平力H 、左端竖向力V 分量和无应力索长S 0的方程。
[]))(ln()ln(200220H WS V WS V H V V W HEA HS X +-+--+++=(1)))((12222022020H WS V H V W EAVS WS Y +--+--=(2)式中: EA-索的抗拉刚度;W-索的每延米自重;X-两支点跨度;Y-支点高差;V'-索右端竖向力。
缆索吊装设备简介及受力分析改--论文

缆索吊装设备简介及受力分析Engineerlzk / *********一、引言缆索吊装是桥梁施工的常用方法之一,是大跨度拱桥无支架施工的主要方法。
此种吊装方案主要适用于高差较大的垂直及纵向运输,尤其适用于深谷、河流湍急以及受通航限制的河道上的桥梁施工。
本文结合贵毕公路三板桥(铪箱型拱桥)的成功实例,对索塔的安装、跑车及承码架、牵引及起重等设备的构造特点作比较详细的介绍。
同时,由于主索是缆索吊装设备的承重设备,其设备的选用及安装后成型的效果将直接影响到缆索吊装的成功与否。
因此,本文亦根据缆索吊装设备的塔高、地锚位置、计算跨度、主索垂度及吊重等对主索进行内力分析和安全度验算的计算方法作了介绍。
二、缆索吊装设备的构造及安装缆索吊装设备根据其使用性质可分为吊装梁式桥的缆索吊装系统、吊装拱桥的缆索吊装系统及一般情况下的机具材料的运输用缆索吊装系统等三种形式。
每种系统均由主索、跑车、起重索、牵引索、起重及牵引卷扬机、主索地锚、索塔、风缆等主要部件组成。
其中吊装拱桥的缆索吊装设备除了上述各部件之外,还有扣索、扣索排架、扣索地锚、扣索卷扬机等部件。
本文就其中最简单的机具材料运输用缆索吊装设备的构造及安装简要介绍如下。
1.总体布置见图1。
2.索塔:采用西安筑路机械厂生产的万能杆件拼装。
其截面为200×200cm,贵阳岸塔高7×4m=28米,毕节岸塔高8×4m=32米,塔顶索鞍采用两片[40槽钢拼装再辅以单滑轮组成。
塔身拼装形式为:立柱采用⑴号件、横撑采用⑷号件、斜撑采用⑶号件、水平斜杆采用⑸号件、节点板采用⑾及⒀、⒅号件。
其形式如下图:3.钢丝绳该吊装设备所有绳索设备均选用6股37丝麻芯钢丝绳。
其中主索规格为Φ47.5,起重索为Φ17.5,牵引索为Φ21.5,承码索为Φ11。
①主索:由于吊重较轻,故选用1根Φ47.5麻芯钢丝绳。
安装时通过卷扬机牵引工作索而到达对岸,此时应注意设置捎绳以防止主索因自重而下坠入谷或入水。
无支架缆索吊机系统计算分析

无支架缆索吊机系统计算分析摘要拱桥无支架施工多采用缆索吊机系统进行架设,本文系统介绍了缆索吊机系统的设计计算过程及拱箱安装阶段受力分析,通过有限元软件SAP2000建模计算,对同类型桥梁有参考价值。
关键词缆索吊机;主索;塔架;计算;分析研究方向:道路与桥梁工程。
杨艳(1979—),女,四川邛崃人,讲师。
研究方向:交通运输工程。
1 工程概况XX上承式预制安装箱型钢筋砼拱桥,拱圈净跨L0=90m,矢跨比为1/6,拱轴系数m=1.988,拱箱断面由3片单箱组成,采用预制缆索吊装施工。
每片箱宽为1.5米,高1.5米,分五段制作吊装,设计最大净重量为73.425吨。
2 主索计算根据静力平衡原理进行计算,首先假设主索初始垂度,即空索垂度;然后计算重索垂度。
主索在荷载作用下必然引起弹性伸长,受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值ΔS,即:S=S0+ΔS。
建立假设的重索垂度,重索长度计算方程组,一是以图形几何关系算得S;二是以主索内张力得到弹性伸长ΔS算得重索长度:S’=S0+ΔS。
当S≈S’(在要求的精度内),则假定重索垂度为所求解,其它需要值也迎刃而解。
2.1 主索张力计算主索采用两组6∮47.5mm(6×37+1)的钢索,公称抗拉强度1700MPa,单根破断拉力为1175KN。
根据现场拟定悬索跨度为L=162.54米,空索垂度f0=12m,矢跨比为13.5。
设计最大净重量为73.425吨(边箱最重),主索按吊运边箱控制设计。
吊运工况按预制场起吊、拱脚段就位、运输构件至拱顶及运输至索跨跨中共四种工况计算。
经计算拱箱吊运至索跨跨中时,主索张力最大,主索最大张力Tmax=2340.484KN,安全系数K=3.014[2],满足要求。
(2)主索接触作用应力σ=Tmax/An+Ce×E×δ/D其中:钢丝直径:δ=2.2 mm,滑轮直径:D=450 mm,钢索弹性模量折减系数:Ce=0.104+0.04×2d/D,钢索直径d=47.5mm。
缆索吊装系统计算分析

春晓大桥缆索吊装系统计算书1 主索验算1.1缆索吊机主索概述本桥缆索吊机主索的计算跨径布置为224+336+224mm,采用各跨连续布置,中间转点支撑于塔架的索鞍上,两端锚固在锚碇装置上,鞍座顶与锚碇的竖直距离为126m,主索在施工中的最大垂度垂跨比为1/13(25.8m)。
主索分两组,每组由8φ56mm(CFRC8×36SW)满充钢丝绳组成。
缆索吊机的设计吊重为4×87.5t,吊点纵向间距9m。
1.2计算荷载参数1.2.1结构参数表1 结构计算特征参数1.2.2荷载参数(1)均布荷载单组主索8根,本桥不采用承索器,均布荷载只考虑主索自重,单根索自重W=14.98kg/m。
单组主索每延米重量为119.84kg。
(2)集中荷载(单位:t)本桥跨中2号节段重量为265.3t,靠近塔端最重12节段重量为338.1t。
因缆索系统主索张力在吊重荷载位于跨中时最大,计算中施工控制荷载的选取以跨中2号节段为准,以靠近塔端最重12节段重量为施工验算荷载对主索进行验算。
表2 集中荷载组成设计吊重工况:选取设计吊重荷载为350t ,采用双吊点起吊,平均到单根主索,每个吊点:P=10.9375t 。
施工验算工况:验算吊重荷载422t ,采用双吊点起吊,平均到单根主索,每个吊点:P=13.1875t 。
1.3计算假定为简化计算,对主索计算做如下假定: (1)不计塔顶的水平位移影响;(2)塔顶索力在索鞍两侧连续,即索力满足在索鞍两侧相等的条件; (3)承重索的自重恒载沿索为恒量,承重索在自重作用下呈悬链线,且满足线性应力应变关系;(4)在缆索吊装系统计算中,忽略滑轮直径和滑轮摩擦力的影响; (5)吊重集中荷载由4个吊点平均分担。
1.4计算理论1.4.1悬链线基本方程自重作用下的柔性索曲线可表示为左端水平力H 、左端竖向力V 分量和无应力索长S 0的方程。
[]))(ln()ln(200220H WS V WS V H V V W HEA HS X +-+--+++=(1)))((12222022020H WS V H V W EAVS WS Y +--+--=(2)式中: EA-索的抗拉刚度;W-索的每延米自重;X-两支点跨度;Y-支点高差;V'-索右端竖向力。
缆索吊装系统计算书

缆索吊装系统计算书1.引言2.系统构成3.计算原理在计算过程中,需要考虑到缆索、吊索和滑轮的负载、张力以及滑轮的摩擦等因素。
具体计算步骤如下:第一步:确定所需承载的重物的重力,即假设重物的质量为m,重力为G。
第二步:根据重物的重力,确定吊索的张力。
吊索的张力为T1,可以通过以下公式计算得出:T1=G第三步:根据吊索的张力,确定缆索的张力。
缆索的张力为T2,可以通过以下公式计算得出:T2=T1+ΣTf其中ΣTf为各滑轮摩擦力之和。
第四步:根据缆索的张力,确定滑轮的张力。
滑轮的张力为T3,可以通过以下公式计算得出:T3=ΣTf第五步:根据滑轮的张力,确定各滑轮的摩擦力。
各滑轮的摩擦力可以通过以下公式计算得出:Ff=T3×μ其中μ为滑轮的摩擦系数。
4.范例计算假设在一个缆索吊装系统中,要吊装一重量为500kg的物体,滑轮的摩擦系数为0.2、根据以上计算原理,可以进行如下计算:第一步:重物的重力G=500×9.8=4900N。
第二步:吊索的张力T1=G=4900N。
第三步:缆索的张力T2=T1+ΣTf。
由于系统中只有一个滑轮,ΣTf 即为滑轮的摩擦力Ff。
假设滑轮的摩擦力Ff为XN,则T2=T1+X。
根据文中公式T3=ΣTf,可得到X=T3=0.2×T3将X带入T2的公式可得T2=T1+0.2×T3由此可得T2=4900+0.2×T3第四步:滑轮的张力T3=ΣTf=0.2×T3第五步:各滑轮的摩擦力Ff=T3×μ=0.2×T3将以上方程代入滑轮的张力T3和摩擦力Ff的公式中,得到两个同等的方程:T3=0.2×T30.2×T3=0.2×T3在求解以上方程时,可以得到T3的解为任意实数。
即滑轮的张力是任意实数,因此无法具体确定。
5.结论通过以上计算可以得出,缆索吊装系统中滑轮的张力是任意实数,并无具体解。
缆索吊装计算报告

缆索吊装计算报告1.引言缆索吊装是一种常用于货物搬运的工程技术,利用钢缆作为悬挂装置,将货物吊装起来并移动到目标位置。
在进行缆索吊装计算前,需要确定所需的吊装能力和安全系数,以确保吊装过程安全可靠。
本报告将介绍缆索吊装的计算方法并进行实例分析。
2.缆索吊装计算方法2.1载荷计算在进行缆索吊装计算前,首先需要确定货物的重量和重心位置。
货物的重量可以通过实际称重或相关的设计参数获得。
重心位置的确定可以通过平衡装置或者数学模型计算得出。
在计算重心位置时,需要考虑货物形状的几何特性。
2.2缆索计算缆索的计算通常包括缆索直径和缆索数量的确定。
缆索直径的选择要满足载荷要求和安全系数要求。
常用的计算公式有:-缆索直径=√(4*载荷*安全系数/(π*缆索材料强度))-缆索数量=载荷/(缆索直径*缆索材料密度)2.3吊装能力计算吊装能力计算是确定吊装设备是否能够承受所需载荷的重要步骤。
吊装设备的吊装能力通常由制造商提供,包括吊装机构的最大载重能力和工作半径。
根据实际情况,还需要考虑缆索长度对吊装能力的影响。
3.实例分析假设有一批货物需要通过缆索吊装进行搬运。
货物重量为10吨,重心位于货物长度的1/3处。
缆索材料强度为2000MPa,密度为7800kg/m³。
安全系数为1.5首先计算缆索直径:缆索直径=√(4*10*1.5/(π*2000))≈0.081m然后计算缆索数量:缆索数量=10/(0.081*7800)≈15根接下来进行吊装能力计算:根据吊装设备的规格,最大载重能力为15吨,工作半径为30m。
根据实际情况,假设缆索长度对吊装能力没有明显的影响。
综上所述,根据实例分析,我们需要使用15根直径为0.081m的缆索进行吊装,吊装设备能够承受10吨的货物重量,吊装能力满足要求。
4.结论本报告介绍了缆索吊装的计算方法,并通过一个实例分析展示了计算过程。
在进行缆索吊装计算时,需要确定货物的重量和重心位置,并选取合适的缆索直径和数量。
小榄特大桥缆索吊装计算

二、小榄特大桥缆索吊装计算本吊装方案采用无支架缆索吊装方案,主索跨径为172m ,两边跨为52m ,两塔高度约42米,双吊点起吊,吊点的水平距离8m 。
(一)主索计算主索选用4φ52(6×37+SW +FC )为一组的钢丝绳,共两组,技术参数为:米重1030kg/100m ,断面积F =1096.33mm 2,钢丝直径d =2.9mm ,抗拉强度为1870Mpa ,弹性模量E k =95000Mpa 。
1、 主索破断力n :T 41096.3318700.82672.44t =⨯⨯⨯=钢丝绳总破断力2、 主索最大张力和强度验算作用于主索上的荷载有集中荷载和均布荷载,集中荷载包括: ⑴、 吊装节段重P 1 ⑵、 吊具重(2台跑车)P 2 那么Q =P 1+P 2=43t 均布荷载包括: ⑴、 主索自重q 1⑵、 支索器重量(每20米一个,共8个)q 2 那么q =q 1+q 2=0.0505t/m 主索受力情况为:主索跨中设计最大垂度max /16172/1610.75f L m ===主索跨中最大弯矩2max431720.05051722035.74948M t m ⨯⨯=+=⋅主索最大水平张力为maxmax max189.372M H t f == 则主索最大张力为maxmax 191.233cos8H T t ==︒不考虑冲击系数,主索的安全系数为max 672.443.523(191.233n T k T ===>满足)3、 主索应力验算max max 2191.233t 41096.33mm 797.82a18702.34>2797.82T F MP ση=⨯==主索应力安全系数==(满足要求)。
接触应力验算[]max max minmaxd829.57a18702.25>2829.57K T E F D MP σσησ+==接触应力安全系数===(满足要求)。
无支架缆索吊装设计与施工

方案选择
主索跨径的确定 主索跨径的确定 跨径的 多跨跨越
钱塘江四桥座公 路与轻轨公用大桥, 路与轻轨公用大桥, 其上部结构为多跨双 层钢管混凝土拱, 层钢管混凝土拱,上 部施工采用无支架缆 索吊装, 索吊装,斜拉扣挂的 施工工艺, 施工工艺,其中缆索 吊装系统中密封钢丝 绳支撑在120 120米的巨 绳支撑在120米的巨 型钢塔上, 型钢塔上,其跨经组 合为250 250米 690米 合为250米+690米+ 650米 250米 650米+250米,其塔 之高, 之高,跨经之大在当 今世界均首屈一指。 今世界均首屈一指。 图为其三跨连续缆索 吊装系统。 吊装系统。
方案选择
主索跨径的确定 主索跨径的确定 跨径的 单跨跨越 单跨跨越是指主索塔架架设在两岸,主索单跨跨越各桥孔。 单跨跨越是指主索塔架架设在两岸,主索单跨跨越各桥孔。此 种方式可直接吊装各桥跨的构件,施工方便,并能避免缆索受洪水 种方式可直接吊装各桥跨的构件,施工方便, 通航、地势等影响。在有条件的情况下,应尽量采用单跨跨越。 、通航、地势等影响。在有条件的情况下,应尽量采用单跨跨越。 在吊装重量一定的情况下,主索能否采用单跨跨越的方案, 在吊装重量一定的情况下,主索能否采用单跨跨越的方案,主 要取决于主索的布置设计。为充分利用地形,可将塔架置于高处, 要取决于主索的布置设计。为充分利用地形,可将塔架置于高处, 虽增大了主索跨径,但减少了塔架总高度; 虽增大了主索跨径,但减少了塔架总高度;或将两塔架采用不同的 高度,使主索由预制场向安装方向有一定的纵坡,以减少牵引力, 高度,使主索由预制场向安装方向有一定的纵坡,以减少牵引力, 利用构件的吊运。 利用构件的吊运。
方案选择
主索跨径的确定 主索跨径的确定 跨径的 多跨跨越 双跨缆索的设计与单跨缆索相比较, 双跨缆索的设计与单跨缆索相比较,不同点在于考虑邻跨主索 的滑动对工作跨垂度的影响,因此,主索架设时安装张力较大(安 的滑动对工作跨垂度的影响,因此,主索架设时安装张力较大( 装垂度较小) 但每个工作跨跨中吊重后的相对垂度f/L仍和单跨一 装垂度较小),但每个工作跨跨中吊重后的相对垂度f/L仍和单跨一 f/L 样。 中间塔架是双跨缆索中间支承点,索鞍两侧的主索折角较小, 中间塔架是双跨缆索中间支承点,索鞍两侧的主索折角较小, 因此,它所受的垂直力和水平力均比岸塔架要小。在吊装过程中, 因此,它所受的垂直力和水平力均比岸塔架要小。在吊装过程中, 塔顶将向空载跨位移,故可利用起重与牵引索的“死头” 塔顶将向空载跨位移,故可利用起重与牵引索的“死头”固定在塔 顶作活缆风,来减少中间塔架的水平位移值。另外, 顶作活缆风,来减少中间塔架的水平位移值。另外,在岸塔架顶设 置水平通缆风也可改善中间塔架的受力。 置水平通缆风也可改善中间塔架的受力。
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无支架缆索吊机系统计算分析
作者:陈裕波杨艳
来源:《城市建设理论研究》2013年第01期
摘要拱桥无支架施工多采用缆索吊机系统进行架设,本文系统介绍了缆索吊机系统的设计计算过程及拱箱安装阶段受力分析,通过有限元软件SAP2000建模计算,对同类型桥梁有参考价值。
关键词缆索吊机;主索;塔架;计算;分析
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
作者简介陈裕波(1977—),男,江西广丰人,高级工程师。
研究方向:道路与桥梁工程。
杨艳(1979—),女,四川邛崃人,讲师。
研究方向:交通运输工程。
1 工程概况
XX上承式预制安装箱型钢筋砼拱桥,拱圈净跨L0=90m,矢跨比为1/6,拱轴系数
m=1.988,拱箱断面由3片单箱组成,采用预制缆索吊装施工。
每片箱宽为1.5米,高1.5米,分五段制作吊装,设计最大净重量为73.425吨。
2 主索计算
根据静力平衡原理进行计算,首先假设主索初始垂度,即空索垂度;然后计算重索垂度。
主索在荷载作用下必然引起弹性伸长,受载后的总长度S应等于空索长度S0加上由于荷载引起的弹性伸长值ΔS,即:S=S0+ΔS。
建立假设的重索垂度,重索长度计算方程组,一是以图形几何关系算得S;二是以主索内张力得到弹性伸长ΔS算得重索长度:S’=S0+ΔS。
当S≈S’(在要求的精度内),则假定重索垂度为所求解,其它需要值也迎刃而解。
2.1 主索张力计算
主索采用两组6∮47.5mm(6×37+1)的钢索,公称抗拉强度1700MPa,单根破断拉力为1175KN。
根据现场拟定悬索跨度为L=162.54米,空索垂度f0=12m,矢跨比为13.5。
设计最大净重量为73.425吨(边箱最重),主索按吊运边箱控制设计。
吊运工况按预制场起吊、拱脚段就位、运输构件至拱顶及运输至索跨跨中共四种工况计算。
经计算拱箱吊运至索跨跨中时,主索张力最大,主索最大张力Tmax=2340.484KN,安全系数K=3.014
2.2 主索应力验算
跨中主索张力最大,按此阶段控制计算,得出:
(1)主索弯曲作用应力(主索在座滑轮处包裹通过)
σ=σ弯+σ拉=Tmax/An+3Eδ/8D
其中Tmax=2340.484KN=234048.4Kg,An=5060.82mm2=0.00506082m2,钢索弹性模量:E=7.56×109 Kg/m2,钢丝直径:δ=2.2 mm,滑轮直径:D=450 mm。
代入上式得到:
σ=Tmax/An + 3Eδ/8D=234048.4/0.00506082+3×7.56×109×2.2/8/450=60107129.91Kg/m2
主索钢丝公称抗拉强度:[σ]=1.7×108 Kg/m2。
则考虑主索弯曲作用应力安全系数K=[σ]/σ=1.7×108/60107129.91=2.83>[2],满足要求。
(2)主索接触作用应力
σ=Tmax/An+Ce×E×δ/D
其中:钢丝直径:δ=2.2 mm,滑轮直径:D=450 mm,钢索弹性模量折减系数:
Ce=0.104+0.04×2d/D,钢索直径d=47.5mm。
代入上式得到:σ=Tmax/An+(0.104+0.04×2d/D)×E×δ/D=50403076.58 Kg/m2。
则、考虑主索接触作用应力安全系数K=σmax/σ=1.7×108/50403076.58=3.37>[2],满足要求。
3 起重索
根据计算,最大重量为拱脚段,考虑吊具、冲击系数和施工荷载后,起吊重量共计941.1KN,拟采用两台额定起吊重量60t的起吊滑车起吊,则每台起吊重量
G1=G/2=941.1KN/2=470.55KN。
每台起吊滑车按12线布置,动头绕过塔顶后均进入5t起重卷扬机,起重滑轮效率系数η=0.98(轴承),则跑头拉力F为:
F=G1/(η3+η4+η5+η6+η7+η8)=47.055/(0.983+0.984+0.985+0.986 +9.987+
0.988+0.989+0.9810+0.9811+0.9812+0.9813+0.9814)
=4.645t
(1)起吊索拉力安全系数
采用Ф22mm麻芯钢绳(6×37S+FC),破断拉力TP=24.29t。
则: K=TP/F=24.29/4.645=5.23>[5] 满足规范要求。
(2)起吊索应力安全系数
滑轮直径为D=400mm,φ22mm麻芯钢绳(6×37S+FC),钢丝直径δ=1.0mm,则
Ce=0.104+0.04×2d/D=0.104+0.04×2×22/400=0.1084。
σ=F/An+Ce×E×δ/D=4645/(174.27×10-6)+0.1084×7.56×109×
1.0/400=
2.917×107 Kg/m2。
接触应力安全系数:K=σmax/σ=1.7×108/2.917×107=5.83>[3] 应力安全系数满足要求。
4 牵引索
拱脚段就位阶段牵引力最大,此时牵引力Wmax=22.013 t。
图1牵引布置示意图
参考图1 ,有:Wmax=η3F+η4F+η5F+η6F
则:F=Wmax/ (η3+η4+η5+η6)=22.013/(.983+.984+.985+.985)=6.025 t
10t为卷扬机额定拉力,其中卷扬机使用有效率为70%,因而选用10t卷扬机做牵引合适。
(1)牵引索拉力安全系数:
牵引索采用φ28.5mm钢索(6×37+FC),钢丝公称抗拉强度170kg/mm2,破断拉力
Tp=41.05t,则安全系数:
K=TP/F=41.05/6.025=6.813>[5] 安全。
(2)牵引索应力安全系数
钢索弹性模量折减系数:Ce=0.104+0.04×2d/D。
钢索直径d=28.5mm,钢丝直径
δ=1.3mm,滑轮直径400mm。
接触应力:
σ=F/An+Ce×E×δ/D=6025/(294.51×10-6)+0.11024×7.56×109×
1.3/400=
2.32×107 Kg/m2。
则、接触应力安全系数:
K=σmax/σ=1.49×108/2.32×107=6.422>[3] 应力安全系数满足要求。
5 索塔
5.1 塔架荷载
根据悬索系统计算,拱箱在预制场起吊阶段塔架水平荷载最大,以此状态作为塔架控制计算状态。
水平力:ΔH5=-6.255t,
竖直力:ΔV5=68.284t。
5.2 结构的简化及约束
塔架用M型万能杆件组拼,按空间杆系单元进行计算,万能杆件各节点为空间铰节点,上分配梁简化为支承于下分配梁上的连续梁,而下分配梁铰支于万能杆件柱头上,连接柱头的N7甲下端为刚性连接,柱脚与地面固接,用spa2000建模计算。
前后风缆及侧风缆与地面之间的连接按固定铰,风缆初张力按集中荷载作用在塔架上,通过弹性模量折减考虑风缆垂度影响。
5.3 几何模型、荷载工况及荷载组合
有限元软件SAP2000在交通领域的运用是比较成熟的,结合实际数据,通过SAP2000三维图形环境下提供的建模选项进行模型建立。
图2塔架几何模型
5.3.1荷载工况及荷载组合
(1)初始状态
空索、风缆初张力及塔架自重作用,按孤立塔架进行计算。
如图(2所示。
(2)吊重状态
吊重主索、工作索、起吊牵引索、扣索风缆张力及塔架自重作用。
塔架按在预制场拱箱起吊阶段荷载控制计算,拱箱吊运至索跨跨中控制计算。
(3)风荷载工况
风荷载对塔架的作用力。
(4)荷载组合
吊重状态荷载+风荷载,经有限元分析计算,在各工况下,塔架位移量如下:
初始状态:在风缆初张力、空主索、索塔自重、空工作索的共同作用下,索塔顶向河心最大的纵向位移24.1cm。
边箱预制场起吊状态:在风缆、吊重主索、工作索、索塔自重、起吊牵引索、扣索的共同作用下,索塔顶向山最大的纵向位移22.6cm,最大的横向位移1.63cm。
5 结论
通过计算机编程和有限元分析软件建模计算,能很好的提高设计计算效率和准确性,实践证明,工况计算结论与实际状况非常接近,目前大桥已顺利通车,本文对同类型桥梁有参考价值。
参考文献
[1] 杨文渊.起重吊装常用数据手册[M].人民交通出版社,2002.
[2] 王序森.桥梁工程[M].中国铁道出版社,1995.
[3] 周水兴.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社,2001.
[4] 闫冬等.SAP2000结构工程分析及实例详解[M].中国建设工业出版社,2009.08.。