悬索桥—青龙桥计算书.docx

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1、青龙桥计算、工程概况:本桥原址在XX县小湾镇，横跨澜沧江，为茶马古道铁链桥，跨径62.8米，谓XX县青 龙桥。因被小湾水电站库区淹没，该桥及两岸桥廊与驿站，属小湾电站库区古桥迁移重建 工程，拟迁移至XX县凤山镇迎春河虎跳口。二、设计计算的基本数据(一)设计依据 设计荷载:本桥通行载重为满布行人，按规范3.5K/V/m2取值。(2)设计跨度:70m。(3)人行宽度:2.5m。.(4)矢跨比:设计荷载满布时，主索的矢跨比：/ =短。(二)计算依据(JTG D602004)(JTG D622004)(JTG D63-2007)(JTJ 02586)(JTG D61-2005)(JT/T 771-20

2、09)公路桥涵设计通用规范(2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路桥涵地基与基础设计规范(4)公路桥涵钢结构和木结构桥涵设计规范公路与工桥涵设计规范(6)无粘结钢绞线斜拉索技术条件现代索道桥 (三)主要材料及容许应力钢索采用常见的平行钢丝拉索，弹性模量E=1.9xlO5MPa,抗拉强度。b=1670MPa。钢索安 全系数K=4(未考虑钢索绕过滑轮时所引起的弯曲应力)。(2)钢材横梁:Q235B、联接螺栓:40Cr三、主索受力计算(一主索张力计算及型号的选择桥梁自重:包括钢索桥板及横梁等重量。受风高度: =0.5m结构刚度:K = # = 探 =9.552KN/m /0.510通风面积

3、:F = H -1 = 0.5m2Struhol 数:S = 0.156升力系数:Q = 0.3涡激临界风速:%=* 2.5zn/s涡激振幅小加=白金晔F = 0.025m工程铁链拉索钢筋钢管角钢槽钢螺栓风构斜 撑桥面 板荷载(Kg/m)102.662.811.87.04.870.75.012.7247合计:524.4Kg/m,取550Kg/m计算主索张力的计算主索张力:1 QM = -x (5.5 + 3.5 x 2.5) x 702 = 8728.1KN * mM 8728.1 x 253117.2KN3117.2KNH =f 70 钢索型号选择及根数确定选用钢索05x91的平行钢丝公称抗

4、拉强度为1670MPo,d=55 (mm),破断拉力为网=2984K/V,钢索的平安系数K=3.5。一根钢索的容许拉力:设计采用取4根拉索。HK29843.5=852.6KN每根索的拉力：H 3117.2七=一 =:=779.3KNn 4H2 VHi选用的4根05 x 73能满足需求的破断力。(二)计算空索的张力Ho及矢度为 小垂度的柔索公式为：EF2(L + L)Qq dx = 0EF fL% 2 + 乙1)如 Jo Q* dx %E钢索的弹性模量，取1.9xlO5MPa；L计算跨度，1两岸锚索总长，i=14.364moH2-人群荷载作用于跨中时一根钢索的水平张力，KN；F-根钢索的断面积，

5、F=1.787xl03m2oQ2-满载时相当简支梁的剪力（对于一根钢索）;Q。一根空索在自重作用下相当简支梁的剪力;qi一根钢索分担的桥梁自重;q。-一根钢索分担的桥梁自重;qi一根钢索分担的人群荷载。1，7q0 = 0.16KN/m % =急=L38KN/63.5X2.5/q2 = - = 2.19KN/mEFIB = H2772 24为 + )(Q1 + ?2)2 = -422.7Co =EFqV24a + L)=1.418 x 106琮 一 一 G = 0解方程得:Ho=54.5KM /b=1.764mo琮 一 一 G = 0解方程得:Ho=54.5KM /b=1.764mo（三）静载作

6、用时钢索的张力%及矢度/。Ci =24(L+LQ=1.087 X 108Hl - BH1 -6 = 0Hl - BH1 -6 = 0解方程得:修=370.3K/V, /i=2.274mo四、栏杆铁链支架计算栏杆铁链矢度比与钢索静载下相同，故心=/1 = 2.274m护栏铁链只受自重作用，q铁链=12.84Kg/m铁链跨中弯矩:M镂镂=2 x哈=2 x ,28：x72 = 157,2m * m铁链的水平拉力:/砂的=等=筹 =69.2KN 次也J2 2.271栏杆铁链支架受力模型栏杆采用2个12#槽钢126x53x5.5。钢柱承受轴向压力为8.9KN12#槽钢/=15.69cm2，z=4.953

7、cm,柔度；I = ?= 52.5稳定系数：9 = 0.825钢护栏工作应力为。=3.4MPa a = 140MPa (pAL五、横梁计算采用300kg的重量作用于横梁跨中，作简支梁计算。横梁采用2根8#槽钢80x43x5 W = 25.3cm3Q235容许弯曲应力。| = 145Mpaq = 367 KNV 3I = 3mP = 3KN横梁产生弯矩M掇:奖=ql2 += 6.38KN * m横梁所需弯曲截面系数。=等 =126MPa 可六、桥面板计算采用300kg的重量作用在桥面的1根木板上，作简支梁计算。P = 3KN木板跨径：/ = 1.64m木板宽度:b = 0.15m木板厚度：h =

8、 0.08m木板容许弯曲应力：可= 13MPa木板容许剪切应力：旬=lAMPa iM木板= ：Pl = L23KN *mW 木板=bh2 = 0.00016m3 pQ =： = 15KN木板弯曲应力= 1 = 7.7MPa a w木板剪切应力:t =黑=0.2MPa t2bhl J七、联结器计算（一）主索拉杆计算主索拉杆采用材质为40。的064圆钢，其容许应力=460MPQ拉杆螺纹小径:。2 = 57.5mm拉杆平安系数:K = 2拉杆拉力:P = = 389.6KN拉杆应力=?= 300.1MPa cr（二）螺纹计算螺母选用材质为40Cr的M64螺母，螺纹容许弯曲应力=460MP*容许剪切=

9、 270MpeIM64 螺母高度 m = 51mm二一一 螺纹力臂=-=3 mm螺纹根部厚度山=4 = 3mm螺距:P嫖父=6mm考虑螺纹不均匀受力，去螺纹圈数Z = 10拉杆螺纹剪应力t = 143.8MPa tZtiD2bl 拉杆螺纹弯曲应力。=产= 431.4MP。 aZnD2bzl （三）锚杯计算锚杯采用ZG310-570的铸钢，容许应力=170MPa钢丝直径:dw = 5mm钢丝抗拉强度:o匕=1670MPa钢丝锚固平安系数:K = 2.5sac4v=289.9mm合金附着力:u = 18MPa采用的锚固长度需要大于289.9mm。锚固长度:Lc 400mm有效长度:晨= 266.7

10、mm3锚杯平局壁厚:n = 44.5mm锚杯锥面母线与轴线夹角:丛=6.207锚杯锥面母线与压力线夹角#sc = 0.2锚杯环向拉力:及=索股拉力:M = 779.3KNf-=1104.6 271tg (Bs+Psc)锚杯环向应力= = 93.1MPq 第=4.845mnd2fms（p设计锚杆总长为6.5m。九、基础计算根据公路桥涵地基与基础设计规范计算基础的抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性及基底应力。（一）工况一:（自重+活载）桥梁信息北岸基础南岸基础纵桥向宽度h (m)14.414.4横桥向宽度b (m)7.226. 98自重竖向距离x(； (m)00铁链竖向距离yz 链(m)8. 5699.8

11、69铁链水平距离Xn 链(m)-6. 4-6. 4主索竖向距离y索（m）6.3197.619主索水平距离X、索（m）-6. 968-6. 972栏杆支架距离Xnh (m)6. 636. 63荷载信息自重G (KN)20631.222868.0铁链水平力II n (K)138.2138.2铁链竖向力N 处(KN)-17.8-17.8主索水平力考虑系数H索考虑系数11主索水平力H 索(KN)3117.23117.2主索竖向力N 索(KN)-402. 2-402. 2栏杆处竖向力N 杆(KN)840. 1840. 1结果弯矩Me (KN*m)29368.433602. 0竖向力合计Ne (KN)21

12、051.223288. 0水平力合计He (KN)3255. 43255. 4偏心距e0 (m)1. 3951.443核心半径P (m)2.4002.400系数0. 750. 75判断e。是否满足e（）n* POKOK基底摩擦系数P0.60.6抗滑动稳定系数Kc3.94.3容许滑动Kd1.31.3判断是否滑动KcCKcOKOK抗倾覆稳定系数5.25.0容许倾覆K。1. 51.5判断是否倾覆KoKoOKOK（二）工况一:（自重+地震）桥梁信息北岸基础南岸基础纵桥向宽度h (m)14.414.4横桥向宽度b (m)7. 226. 98自重竖向距离Xg (m)00铁链竖向距离yN 链(m)8. 56

13、99.869铁链水平距离xn 链(m)-6.4-6.4主索竖向距离yN 索(m)6. 3197. 619主索水平距离Xn 索(m)-6. 968-6. 972栏杆支架距离Xn 杆(m)6. 636. 63地震作用重要性系数Ci0.50.5场地系数Cs1.21. 2阻尼调整系数Cd11地震动加速度A0. 2g0. 2g基础顶重力Gw (KN)20960.923197.7水平地震力Ehau (KN)2515. 32783. 7地震力作用高度hhau (m)4. 2854.935荷载信息自重G (KN)20631.222868. 0铁链水平力H 链(KN)123.5123.5铁链竖向力N 链(KN)

14、-17.8-17.8主索水平力考虑系数H索考虑系数11主索水平力H 索(KN)2160.22160.2主索竖向力N 索(KN)-311.9-311.9栏杆处竖向力N 杆(KN)659.4659.4结果弯矩Ml (KN*m)32144. 738074. 1竖向力合计Ne (KN)20960.923197.7水平力合计Hl (KN)4799. 05067. 4偏心距e0 (m)1.5341.641核心半径P (m)2.4002.400系数0. 750. 75判断e是否满足e()n* POKOK基底摩擦系数U0.60.6抗滑动稳定系数2.62.7容许滑动Kc.1.31.3判断是否滑动Kc KcOKO

15、K抗倾覆稳定系数K4.74.4容许倾覆Ko：1. 51. 5判断是否倾覆KoKoOKOK十、动力分析（一）自振频率的计算 恒载作用下q = S.SKN/mHi = 370.3KNH = 4H = 1481.2KN = fQ2dx = = 54040.4KN2m_ EF=4,283有% 24.021兀2gL H27r+2)(i+y)y 一理 ”一） 竖向振动：储=3b = 4.901扭转振动：3分=- 舞副H2EFfql。”2(1+11)(1+/)江-=44.161 :o）a = 6.645 = = 1.356 3b（二）临界风速计算空气密度:p = 1.25 x 103KN * s2/m4半桥宽力=1.5m回转半径才=0.866形状系数可=0.7质量比: =t = 62.27ipbz临界风速:%r = T - 1 +（ 0.5）- 0.72 （Db - b = 27.6m/s其抗风能力能达10级风（24.528.4m/s）（三）涡激振动计算竖向频率:/=斐=0.78七乙1 V阻尼比:演=0.01