桑壩大橋施工纜索塔架設(shè)計(jì)

1、<p>　　桑壩大橋施工纜索塔架設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：正安縣桑壩大橋施工采用纜索吊裝施工，兩岸纜索均設(shè)置樁式地籠錨固。黃渡岸纜索直接錨固在地籠上，桑壩岸因地勢較低，須設(shè)置塔架，纜索需穿過橋頭處塔架后再進(jìn)入地籠。塔架采用321桁架片為主要材料進(jìn)行組裝。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：桑壩大橋 塔架 穩(wěn)定性 抗傾覆力 </p><p><b&g

2、t;　　一、工程概況 </b></p><p>　　貴州省正安縣桑壩大橋橋梁全長158米，位于正安縣桑壩村沿渡河上。主橋?yàn)?×115米鋼筋混凝土箱形拱橋，主拱圈高2.0米，寬7.0米，單箱雙室斷面，矢跨比1/5，凈矢高23米，拱軸線為懸鏈線，拱軸系數(shù)1.756。采用纜索吊裝施工，桑壩岸主索經(jīng)321桁架片塔架后錨固在桑壩岸地錨上，塔架頂高程為647m；黃渡岸主索直接錨固在地錨上，高程為648m

3、，跨度為225m，高差為1m，坡度為0.45%。本文主要對桑壩岸塔架的穩(wěn)定性及抗傾覆力驗(yàn)算進(jìn)行闡述。 </p><p><b>　　二、塔架布置 </b></p><p>　　塔架總高26.5米，由321桁架片三片一組，一組一節(jié)，節(jié)間以水平、豎向連接片相互聯(lián)接組拼而成，中部采用7.5號熱軋角鋼及12號熱軋槽鋼組拼的1.5米高橫梁聯(lián)結(jié)，頂部采用3根20a熱軋工字鋼作橫梁

4、，塔腳下端鉸接，頂部安裝索鞍。用4φ36（6×37）鋼絲繩作穩(wěn)定纜風(fēng)索，纜風(fēng)索在前后方與主索成45度方向。黃渡岸地勢較桑壩岸高26.7米，不設(shè)置塔架，直接連接地錨。 </p><p>　　安裝塔架所需材料如下： </p><p>　　1）、鋼絲繩：Φ21.5×800米；2）、8根枕木；3）、葫蘆：3噸2個(gè)；4）、321桁架片48片；5）、地籠8個(gè)，C20砼1.8/個(gè)m3

5、，采用與大橋主墩基礎(chǔ)相同的C20混凝土配合比施工。 </p><p>　　三、塔架穩(wěn)定性、抗傾覆力計(jì)算 </p><p>　　塔架安全性按極限荷載下進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗傾覆力的驗(yàn)算，其安全系數(shù)符合JTJ041―2000“公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范”中15.3.1條規(guī)定。由于桁架片本身各部分具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，主要對塔架的銷接部位（即插銷）進(jìn)行驗(yàn)算。 </p><p>　

6、　1、塔架及纜風(fēng)索的計(jì)算 </p><p><b>　　塔架外力 </b></p><p>　　1）、主索產(chǎn)生外力 </p><p>　　V1 =551.40KN </p><p>　　H1= V1 f0=551.40×0.2=110.28KN </p><p>　　f0為主索對索鞍的摩

7、擦系數(shù)，取0.2. </p><p>　　2）、起重索、牽引索產(chǎn)生外力 </p><p>　　V2 = 88.21KN </p><p>　　H2 =8.11KN </p><p>　　3）、纜風(fēng)索產(chǎn)生外力 </p><p>　　V3 =110.0KN </p><p>　　H3 =77.8KN

8、 </p><p>　　4）、塔架自重V4=（1+0.25）×275×8×3×10/1000=82.5KN </p><p>　　注：0.25為塔架橫聯(lián)、連接片、螺栓、索鞍等按塔架貝雷片重量的25%計(jì)算 </p><p>　　則塔頂所受總水平力 </p><p>　　Q= H1+ H2 + H3 <

9、;/p><p>　　=110.28+8.11+77.8=196.19KN </p><p><b>　　塔底所受總豎直力 </b></p><p>　　P=V1+ V2 + V3 + V4 </p><p>　　=551.4+88.21+110.1+82.5=832.21KN </p><p><

10、;b>　　銷接點(diǎn)的軸向力 </b></p><p>　　σ1= P /∑F立凈 </p><p>　　=832.21×1000/（12.74×6×2/10000） </p><p>　　=54.44MPa<[σ]=200 MPa </p><p>　　H塔架高度，e豎向力力臂，b塔架寬度

11、</p><p>　　塔架立桿為6根，則每根立桿的軸向力 </p><p>　　N=P/6=138.70KN </p><p>　　桁架插銷所受剪力即為立桿銷接點(diǎn)的軸向力，考慮桿內(nèi)不均勻受力因素，按單側(cè)受力驗(yàn)算，則銷子的剪應(yīng)力 </p><p>　　τ= N/AQ=138.70/（0.0495/2）2/3.14/2/1000 </p&g

12、t;<p>　　=36.06MPa<[τ]=585 MPa 滿足要求 </p><p>　　安全系數(shù)K=τ/[τ]=16.23 </p><p><b>　　2、穩(wěn)定性驗(yàn)算 </b></p><p>　　1）、塔架平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算 </p><p>　　計(jì)算簡圖如下頁圖： </p>&

13、lt;p>　　查《路橋施工計(jì)算手冊》附表3-32得：A0=12.74cm2 </p><p>　　塔柱慣性距Ix=6×2A0×702+6×2I0 </p><p>　　=6×2×12.74×702+6×2×198.3 </p><p>　　=751491.6 cm4 </p&

14、gt;<p>　　A=6×2A0=12.74×2×6=152.88cm2，Wx=79.4cm3 </p><p>　　回轉(zhuǎn)半徑：rx= = </p><p>　　=70.1111cm </p><p>　　長細(xì)比：λx=l0x/ rx </p><p>　　=2650/70.1111 </p&

15、gt;<p><b>　　=37.80 </b></p><p>　　綴條取321桁架片四根腹桿，其型號為8#工字鋼，A8=9.53 cm2 </p><p>　　Alx=2×9.53 </p><p>　　=19.06 cm2 </p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊（上冊）》表3-18 <

16、;/p><p><b>　　λhx= </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=41.83 </b></p><p>　　由λhx=41.83，查《路橋施工計(jì)算手冊》附表3-26得， </p><p><b>

17、;　　φ=0.829 </b></p><p><b>　　σ=N/（φA） </b></p><p>　　=832.21×1000/（0.829×152.88/10000） </p><p>　　=65.66MPa<[σ]=200MPa </p><p>　　2）、塔架平面內(nèi)的穩(wěn)定

18、計(jì)算 </p><p>　　假設(shè)作用在塔架的水平力（風(fēng)力）由塔架纜風(fēng)和水平橫聯(lián)承受，塔架為軸心受壓構(gòu)件，計(jì)算簡圖見圖二。 </p><p>　　塔架平面內(nèi)的塔柱慣性距 </p><p>　　Ix =6A0×∑l2 </p><p>　　=6×12.74×（452+8.752） </p><p&

19、gt;　　=160643.4cm4 </p><p><b>　　塔柱的自由長度 </b></p><p>　　loy =26.5m=2650cm </p><p><b>　　回轉(zhuǎn)半徑： </b></p><p>　　ry== =32.42cm </p><p><b

20、>　　長細(xì)比： </b></p><p>　　圖二、塔架平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算簡圖 </p><p>　　λy=l0y/ ry=2650/32.42=81.74 </p><p>　　綴條取321桁架片二根腹桿，其型號為8#工字鋼，A1y=5.69 cm2 </p><p>　　Alx=2×5.69=11.38cm2 &l

21、t;/p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊（上冊）》表3-18 </p><p><b>　　λhy= </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=84.96 </b></p><p><b>　　換算長細(xì)比：

22、</b></p><p><b>　　λ?hy=λhy </b></p><p><b>　　=84.96× </b></p><p><b>　　=102.60 </b></p><p>　　式中σs為16Mn鋼的屈服極限。 </p>&l

23、t;p>　　查《路橋施工計(jì)算手冊》附表3-26得，φ=0.413 </p><p><b>　　σ=N/（φA） </b></p><p>　　=832.21×1000/（0.413×152.88/10000） </p><p>　　=131.81MPa<[σ]=200MPa </p><p&

24、gt;<b>　　剛度驗(yàn)算 </b></p><p>　　λmax=102.6<[λ]=150 </p><p><b>　　滿足承載力要求 </b></p><p><b>　　四、結(jié)語 </b></p><p>　　纜索系統(tǒng)安裝完畢，用15T重的物體反復(fù)試吊和水平運(yùn)行