通麦特大桥猫道计算书.docx

1、通麦特大桥猫道计算书通麦特大桥猫道计算书（评审稿）四川路桥建设股份有限公司通麦特大桥项目经理部二O一三年九月通麦特大桥猫道计算书编 制复 核审 核项目负责人四川路桥建设股份有限公司通麦特大桥项目经理部二O一三年九月编 制 依 据通麦特大桥设计图纸公路桥涵设计规范(JTGD60-2004)钢结构设计规范(GB50017-2003)公路桥梁抗风设计指南公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95)公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）重要用途钢丝绳（GB8918-2006）钢结构施工质量验收规范（GB 50205-2001）桥梁缆索用热镀锌钢丝（GB/T 17101-2008）一般

2、工程用铸造碳钢件（GB/T11352-2009）架空索道工程技术规范（GB 50127-2007）缆索起重机技术条件（SL 375-2007） 起重吊装常用数据手册通麦特大桥猫道计算书【1】 工程概况猫道是大跨径悬索桥施工必备的临时结构，为主缆架设、索夹和吊索安装、主缆防护等提供施工操作平台、材料及工具运输通道，其使用从始至终贯穿悬索桥整个上部构造安装施工过程，使用周期长，结构设计首先考虑抗风稳定性及结构安全，确保施工安全；其次要考虑施工简便、降低成本。 1.1 猫道布置猫道面层距主缆空载中心线下方1.5m，宽3.6m。猫道采用两跨连续结构，跨径与桥型布置相同：80.182m+258.64m。

3、猫道面网长度约351m。每条猫道承重结构由4根48猫道承重钢丝绳及2根48门架支承钢丝绳组成，猫道承重钢绳和门架支承绳之间通过门架形成空间结构。1.2 猫道门架每条猫道设猫道门架6个，边跨1个设置于跨中；中跨5个，间距48m。门架主要用方钢制作。1.3猫道底梁猫道底梁作用是把4根猫道承重绳连接成整体共同受力，以提高猫道的整体刚度。猫道底梁分为两种，中间底梁（IF）52根，门架底梁6根。1.4 猫道面层猫道面层由承重网、步行网及防滑方木组成。承重网为5直径，50mm75mm；步行网为2直径，25mm25mm；栏杆网为5直径，50mm100mm。方木加劲条30mm50mm1500mm，间距50cm

4、。面网与方木用骑马钉连接，方木与沉重绳用14#铁丝绑扎，相邻面网及栏杆网之间搭接用14#铁丝缠绕并焊接，面网与栏杆网之间用14#铁丝连接。1.5抗风抑振系统由于桥区地处风口，每条猫道系统主跨设置一套由2根32 (637S+IWR)组成抗风缆绳。1.6锚固及垂度调整系统面层承重绳通过锚梁锚固在重力锚预埋牛腿上，门架支承绳及扶手绳均通过散索鞍门架的转向装置锚固在锚定上。承重绳的垂度调整通过锚梁上的拉杆进行调整。1.7承重绳下压装置及变为钢架由于采用两跨连续钢丝绳，当面层承重钢丝绳通过塔顶主索鞍两侧时，面层承重钢丝绳之间间距进行调整，其间距调整装置称为变为钢架，变位钢架用型钢制作。为保证猫道面层与主

5、缆之间的距离有足够的操作空间，在索塔顺桥向两侧设沉重绳下压装置，下压装置主要由下压梁、滑车组及锚固结构组成。为保证面层承重绳与猫道门架支承绳的竖向间距，门架支承绳的转向点设置在塔顶门架顶部。猫道构件统计表猫道 承重索48 (637S+IWR)8.78kg/m435.12kg/m1870门架 承重索48 (637S+IWR)8.78kg/m217.56kg/m1870扶手绳20 (637S+SF)1.48kg/m22.96kg/m栏杆绳14 (637S+SF)0.727kg/m42.908kg/m猫道钢丝网底面网（5，5075+2，2525）侧面网（5，10050）37.6kg/m137.6kg

6、/m防滑木方503015002.7kg/m12.7kg/m0.5m一道其他恒载10kg/m110kg/m猫道门架Q235A1280.94kg11280.94kg48m一道大横梁及扶手立柱Q235A62.64kg162.64kg6m一道小横梁及连接系Q235A17.647kg117.647kg6m一道猫道滚轮35.185kg135.185kg9m一道【2】 猫道承重索计算2.1荷载计算（按单幅猫道计算分析）荷载包括恒载、活载及风力等附加荷载（本猫道跨径小，借鉴同类似桥梁温度荷载小于1%，不列入计算）。 恒载包括承重索、面层、栏杆、索股滚轮支架，均折合为均布荷载计。（1）承重绳自重4根48 (63

7、7S+IWR)=35.12kg/m（2）门架承重绳2根48 (637S+IWR)=17.56kg/m（3）扶手绳及栏杆绳 2根20 (637S+SF)= 2.96kg/m 4根14 (637S+SF)= 2.908kg/m合计折合每米重量：5.868kg/m（4）猫道面网重量底面网（5，5075+2，2525）侧面网（5，10050）折合每米重量：37.6kg/m（5）防滑方木/0.5m设置一道50301500=1.35kg/根折合每米重量：1.35kg/根4根=5.4kg/m（6）大横梁及立柱栏杆/6m设置一道折合每米重量：62.64kg/6m=10.44kg/m（7）小横梁及连接系统/6m

8、设置一道折合每米重量：17.647kg/6m=2.94kg/m（8）索股滚轮及支架/9m设置一道折合每米重量：35.185kg/9m=3.91kg/m（9）绑扎防滑方木铁丝、索夹及其他线缆（电缆等）折合每米重量：4.0kg/m猫道门架承重绳和猫道扶手绳在施工过程中自身承受其自重，同时门架承重绳和扶手绳参与受力，因此恒载计算时不考虑其传递自重荷载，同时验算承载能力时，不将其承载能力带入验算，将其承载能力作为安全储备。恒载合计：（1）（9）=35.12+2.91+37.6+5.4+10.44+2.94+3.91+4=102.32kg/m2.1.2 活载活载包括主缆索股、牵引绳及施工人员自重，最终转

9、化为均布荷载（1）主缆索股施工时每条猫道考虑2根主缆丝股来计算活荷载，两根丝股单位长度荷载为：21.2kg/m*2=42.2kg/m.（2）施工人员自重设计每条猫道按15个作业人员计算，每个人员重70kg，换算为单位长度活荷载为：4.12kg/m。（3）牵引绳采用32 (637S+SF)=3.9kg/m合计活载：42.2+4.12+3.9=50.22kg/m。2.1.3 风荷载 （1）风载a、等效静阵风风速计算查表得该地区基本风压为0.35KN/（n=50）（H=3000），作用在猫道上的静力风载强度。猫道中点距离地面高度55.14m。则设计基准风速对应猫道跨中点，其值为等效静阵风风速取，对应

10、于猫道跨中点标高处。b、静三分力系数静三分力系数是风载和静风稳定计算的依据,鉴于本桥猫道尚未进行风洞试验,故参考宜昌长江公路大桥施工猫道取值 猫道静力三分力系数-12-0.02050.9033-0.0958-10-0.01740.8215-0.0649-8-0.01550.7827-0.0913-6-0.01260.7321-0.0986-4-0.01040.6735-0.0482-2-0.00910.6206-0.07560-0.00800.5862-0.02272-0.00360.5871-0.01874-0.00890.6121-0.00446-0.01100.65440.01578-0

11、.01510.72410.004810-0.01830.77850.016312-0.02220.7932-0.0003风攻角（）静力三分力系数猫道使用状态静力三分力系数图猫道静力三分力计算结果-12122.2233605-10111.1551983-26.05167543-8105.9052632-699.05869834-4-19.3480856-20246810105.33697136.543024812107.32599312.2猫道承重索张力计算中跨跨度258.64m，工作垂度：f=11.213（1）恒载引起的张力由上述计算知：均布恒载：q恒=102.32kg/m10N/kg=102

12、3.2N/m=1.24KN/m（2）活载引起的张力q活=50.22Kg/m=502.2N/m=0.5022KN/m。以猫道边跨承重索为分析对象边跨跨度80.182m，工作垂度：f=1.12（1）恒载引起的张力由上述计算知：均布恒载：q恒=102.32kg/m10N/kg=1023.2N/m=1.24KN/m（2）活载引起的张力q活=50.22Kg/m=502.2N/m=0.5022KN/m。2.3承重绳强度验算（1）主跨承重索最大张力组合：T恒+T活=987.22+399.83=1387.05KN承重索选用4根48钢丝绳，每根钢丝绳破端拉力总和不小于1270KN。则安全系数=12704/138

13、7.05=3.66K=3。满足规范要求（2）边跨承重索最大张力组合：T恒+T活=999.48+404.79=1404.3KN承重索选用4根48钢丝绳，每根钢丝绳破端拉力总和不小于1270KN。则安全系数=12704/1404.3=3.62K=3。满足规范要求【3】猫道抗风稳定性验算及无应力长度计算3.1 计算模型猫道采用Midas/Civil整体建模，猫道承重绳、扶手绳、门架承重绳采用索单元建立模型，猫道门架及小横梁采用桁架单元建立模型，主塔采用混凝土梁单元建立模型。荷载取值包含：猫道结构自重；风荷载（折算三分力）；人群荷载；2根主缆荷载；猫道计算模型3.2 计算结果3.2.1 猫道空载状态模

14、型验算（荷载：猫道自重）猫道架设完成，在无风的理想状态下猫道垂度与主缆安装线性相同，误差小于0.01m。猫道空载状态3.2.2 猫道在设计风速空载状态下的位移验算（荷载：自重+风荷载）猫道架设完成，在设计风速31.1m/s的状态下,猫道跨中最大竖向位移为0.16m，猫道高度满足施工要求，猫道侧向最大位移1.23m，Uz/Lm=1.23/258.64=0.476%，变形很小，对于索桁架体系而言是安全的，加之索结构本身是可变体系,其姿态随风荷载自动调整,能自适应地抵抗风荷载。猫道侧向位移计算结果猫道竖向位移计算结果3.2.3 单幅猫道上放置两个主缆绳工况下的验算（荷载：自重+风荷载+主缆荷载）单幅

15、猫道在2根主缆绳牵引完成并放置在猫道上时，在设计风速31.1m/s的状态下,猫道跨中最大竖向位移为0.42m，猫道高度满足施工要求，猫道侧向最大位移1.08m，Uz/Lm=1.08/258.64=0.42%，变形很小，对于索桁架体系而言是安全的。猫道侧向位移计算结果猫道竖向位移计算结果3.2.4 猫道颤振稳定性验算（1）颤振检验风速颤振检验风速为：:颤振检验风速：设计基准风速，37.631：考虑风速的脉动影响及水平相关特性的无量纲修正系数，查表得1.31：考虑风动试验误差及设计、施工中不确定因素的综合安全系数，K=1.2（2）震颤临界风速为桥梁与空气的密度比；= m/（b2）, =86.37/

16、（3.141.2251.82）=6.96b=为1/2猫道宽度：1.8ms为形状系 数,按公路抗风设计指南取用：1为攻角效应系数,按公路抗风设计指南取用：1ft为1阶扭转频率：0.329（使用Midas电算频率为0.328，相似）。B为两根主缆绳宽：15m；为桥梁断面惯性半径比，；59.155。满足静风稳定性要求。3.2.5 猫道无应力长度计算结果猫道无应力长度计算表（E取值=1.95108KN/）I端J端边跨121安装状态2.20950.0022.20750.00032.0590.801521.295421.2434232安装状态3.27730.0033.27440.00063.04141.2

17、20921.910421.8338343安装状态3.28630.0033.28330.00063.03651.256722.520422.4443454安装状态5.43090.0055.42590.00164.9952.131823.174523.0499565安装状态5.44790.0055.44290.00164.98612.195123.82323.6992676安装状态5.46480.0055.45970.00164.97652.257924.465324.3424787安装状态5.48240.00515.47730.00164.96712.320525.101624.9796898安

18、装状态5.50080.00515.49570.00164.95792.38325.731825.61069109安装状态5.51990.00525.51470.00164.94872.445326.355726.2354101110安装状态0.98280.00080.9820.00010.90230.389523.362723.3377111211安装状态4.49490.00374.49120.00124.10621.828324.057623.9442121312安装状态5.40580.00455.40130.00184.91112.25924.768724.6339131413安装状态5.

19、42560.00455.42110.00184.9012.327725.472325.3386141514安装状态5.44640.00465.44180.00184.89092.396226.168326.0356151615安装状态5.46790.00465.46330.00184.8812.464626.856626.7249161716安装状态5.48930.00475.48460.00184.87032.532327.537227.4066171817安装状态3.07020.00263.06760.00062.70791.446928.152328.0801181918安装状态3.08

20、110.00273.07840.00062.70191.480828.760428.6888192019安装状态3.09310.00273.09050.00062.69671.51529.361829.2908202120安装状态2.41610.00212.4140.00032.09421.204929.940729.8859合计85.99385.917中跨212122安装状态11.49620.011211.4850.006810.68454.243221.784821.5346222223安装状态10.97060.010610.960.006210.24813.915421.030620.7

21、893232324安装状态10.88650.010510.8760.006210.21953.751920.280420.0386242425安装状态10.80630.010410.79590.006110.19253.590119.524719.2825252526安装状态10.77350.010210.76330.006110.16813.560519.420719.1763262627安装状态10.69590.010110.68580.006110.14143.39918.651318.4064272728安装状态10.62440.0110.61440.00610.11843.23971

22、7.876717.6313282829安装状态10.55710.009910.54730.00610.09723.08217.09716.851292930安装状态10.49330.009810.48360.005910.07722.925616.312216.0657303031安装状态10.46240.009410.4530.006110.05882.87816.095115.8389313132安装状态10.40340.009310.39410.006110.04212.71815.27315.0162323233安装状态10.34910.009210.33990.006110.0276

23、2.559214.445914.1886333334安装状态9.65970.00869.65120.00539.39312.253913.614213.3723343435安装状态0.65670.00060.656100.64040.145312.793112.7765353536安装状态10.23630.00910.22730.00610.01012.140312.198311.939363637安装状态10.23590.009310.22660.00589.99752.196412.515912.2657373738安装状态10.19290.009310.18360.00579.98552

24、.045411.701311.4506383839安装状态10.15390.009210.14470.00579.97551.895210.882910.6318393940安装状态10.06560.009110.05660.00569.91471.736810.06099.8107404041安装状态10.09240.009110.08330.00579.9651.59819.2378.9849414142安装状态10.07730.009210.0680.00569.96051.52958.85348.6059424243安装状态10.05370.009210.04450.00559.957

25、91.38458.03957.7916434344安装状态10.03760.009210.02840.00559.96061.24047.22296.9745444445安装状态10.02010.009110.01090.00559.961.0966.40386.155454546安装状态10.01480.009210.00560.00559.96241.02325.98735.7404464647安装状态10.03980.009210.03050.005510.00080.88345.17194.9236474748安装状态10.97720.010110.96720.006610.94750

26、.80734.35364.0815合计271.032270.782【4】猫道承重绳锚固构造验算4.1 荷载取值承重索最大计算张力Tmax=1404.3KN。荷载组合：1.2自重+1.4Tmax（Tmax已包含猫道恒载+活载+风荷载）。采用Midas建立实体模型进行验算。猫道承重绳锚固系统计算模型4.2 牛腿及锚梁受力计算结果：最大应力为158Mpa1.3=182Mpa.牛腿及锚梁计算应力图4.3 位移计算牛腿最大绝对位移：1.7mm满足规范要求。牛腿计算位移图锚梁最大绝对位移：3.34mm，面板绝对变形量3.34-3.09=0.25mm满足规范要求。锚梁计算位移图4.4 牛腿抗拔验算牛腿预埋件为32a型槽钢，4组