南宁永和大桥缆索吊装系统设计计算书.docx

南宁永和大桥缆索吊装系统设计计算书
一：基础资料
235448.72235

210.5210.5
β1β3β4β2

56.3656.36
Q=121.772T76
767676
桥台中华路南建路

图1缆索吊装计算简图
标高和尺寸单位：m吊重：T
控制重量：G控
（1）、拱肋重G1=121.772T（以最重的第二段拱肋重为控制重量）
（2）、起重吊具重 G2=12T
（3）、起吊绳重G4=4组×8线/组×116m/线×1.98Kg/m=7.35T
（5）、配重G5=12T
G控=G1+G2+G3+G4=153.112T=1500.6KN
取P=1500KN
2、钢绳选用（见表1）
钢丝绳选用规格表表1
名称主索起重索牵引索主抗风型号CFRC8×36SW4×39S+5FC6×37+1钢铰线根数直径2×8Φ56.04×8Φ222×2Φ284×6ΦJ15.24单位重量（Kg/m）14.981.982.7681．102面积（cm2）16.672.082.9451.4抗拉强度（KN/cm2）1960187015501860钢丝直径（mm）2.61.0~1.71.3破断拉力（KN）24503253742553、塔高确定
（1）天线工作垂度f=448.72/12.5=35.9m
（2）滑车组最小高度h1=3m
（3）跨越障碍物的安全高度h2=3m
（4）千斤头长度h3=4m
（5）吊重物的高度h4=8m
（6）其它不可预见的因素h5=2m
则计算索塔顶标高为：155.5（拱顶标高）+f+Σhi=211.4
而索塔底标高为：74.00（索塔设置在12#墩15#墩的系梁上）
则索塔高度为：H=211.4-74=137.4m
取索塔高度为：H=137.4m
则索塔顶标高为：211.4
二：主绳计算
主索受力计算
作用在主索上的力分为两部分，一是均布荷载，二是集中荷载。均布荷载由起重索、牵引索、主索等三部分自重组成，即：
G=（g1+g2+g3）×L
G=（4×1.98+4×2.768+8×14.98）×448.72×9.8=611KN
集中荷载为P=1500KN
最大水平张力计算
Hm=[GL2+2P(L2-a)]/8fm
=[611×448.72+2×1500×(448.72-25)]/8×35.9
=5381KN
竖向力V=（P+G）/2=1056KN
主索最大张力Tm=（Hm2+V2）1/2=(53812+10562)1/2=5487KN
主索安全系数K=[T]/Tm=(8×2450)/5487
=3.57=[K]=3
故安全。
主索应力验算
荷载作用下的弯曲应力
缆索的弯曲应力计算采用以下公式
σw1=V[E/(TmF)]1/2/n
=1500×[11500/(5487×133.36)]1/2/4
=46.97KN/cm2
上式中，E-主索的弹性模量，E=11500KN/cm2
V-作用在缆索上的垂直荷载，V=1500KN
F-缆索的截面积，F=133.36cm2
n-作用在一根缆索上的滑轮数，n=4
包裹滑轮子的缆索弯曲应力
σw2=CeEδ/(D)
上式中，δ—钢丝直径
D—平滚最小直径
Ce=0.104+0.04×2×δ/(D)
代入上式得
σw2=9.8KN/cm2
所以，主索的拉应力为：
σmax=Tm/F+σw1=Tm/F+V[E/(TmF)]1/2/n=5487/133.36+34.4=88.1KN/cm2
则：η=[σ]/σmax=196/88.1=2.22>2
主索的接触应力为：
σmax=Tm/F+σw2=Tm/F+Eδ/(D)=5487/133.36+9.8=50.94KN
则接触应力的安全系数
η=[σ]/σmax=196/50.94=3.85>[K]=2
故安全。
主索安装垂度计算
a:换算弹性模量
根据公式：Eη=El2/ΣLi
β1=β2=30.060
ΣLi=L1/cosβ1+L2+L3/cosβ2
=992m
则Eη=El2/ΣLi=448.72×11500/992=5202KN/cm2
a:换算弹性模量
根据公式：Eη=El2/ΣLi
β1=β2=30.060
ΣLi=L1/cosβ1+L2+L3/cosβ2
=992m
则Eη=El2/ΣLi=448.72×11500/992=5202KN/cm2
b:主索安装架设时的张力与初始垂度计算(不安装吊具,PX=0时)
根据主索的张力方程，计算主索的初始张力H0,
Hx3+AHx2-B-CX(L2-X)=0
式中K1=EkFCOS2β/24=5202×133.36/24
=28906KN
K2=3Q(Q+G)+G2=(3×1500×(1500+527)+5272)=9399229KN2
A=K1K2/Hm2-Hm=4002KN
B=K1G2=802