人行索道桥主索和抗风索的设计与计算

人行索道桥主索和抗风索的设计计算
韩海峰;杨虎根
【摘 要】This paper to sb for cableway bridge as an example, the cable length, the initial tension and sag, the crowd with state tension and sag of main cable, the strength is calculated by a method to calculate the safe pedestrian cable bridge on the line of cable bridge main cable, calculation of main cable, against the wind the strength of the wind resistance cable.%本文以某人行索道桥为例,采用一种偏安全的人行索道桥的计算方法对人行索道桥主索的索长、初始张力和垂度、人满布状态的张力和垂度、主索的强度进行计算,对抗风主索、抗风拉索的强度进行计算。
【期刊名称】《交通节能与环保》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】3页(P64-66)
【关键词】人行索道桥;主索;抗风索;强度;安全系数
【作 者】韩海峰;杨虎根
【作者单位】辽宁省公路勘测设计公司,辽宁 沈阳,10006;辽宁省公路勘测设计公司,辽宁 沈阳,10006
哈芬槽道【正文语种】中 文
【中图分类】U443.3
1 概述
人行索道桥属于柔性悬索桥,具有结构简单、施工方便、造价较低、外形美观等优点,在我国西南山区广泛应用,在一些旅游景点中也有应用。人行索道桥主要由承重索、抗风索、桥面、稳定结构、锚碇等组成。承重索是全桥的主要受力构件,承重索类型有:钢丝绳、钢绞线、平行钢丝束。抗风索用来维持桥梁的横向稳定,抗风索的材料一般采用钢丝绳。本文以某山区人行索道桥为例,介绍人行索道桥主索和抗风索的计算方法。
2 结构设计
主跨跨径38 m,垂度0.95 m,垂跨比1/40。横向稳定索吊杆间距为3.42 m,人行道宽度3.1 m,横向全宽3.5 m。全桥共12根主索,2根稳定索。主索、稳定索及抗风主索均采用ϕ46 mm-6×19(b)+IWR钢丝绳;抗风拉索采用ϕ12 mm-6×19(b)+IWR钢丝绳。
3 计算参数及计算荷载
3.1 计算参数
扎把机
主缆方程: y=0.00263158X2-0.1X;
0 m、38 m处切线与水平夹角:θ=5.7106°;
背索水平夹角:φ=20.556°。此线形为成桥状态线形。
抗风索曲线方程:(坐标原点设在跨中)
抗风索平面与水平面夹角:β=30°
虚拟轨道列车
抗风索跨径及矢高:l=38 m,f=0.924 m
3.2 计算荷载
(1)单根主索集度:q1=8.46 kg/m;
(2)恒载作用在主索上的集度:q2=3.746 kN/m;单根主索集度为q2=0.312 kN/m。
(3)人荷载:3.5 kN/m2,满布人荷载:Q rp=3.5×3.1×37.3=404.705 kN/m;作用到主索上的集度:q3=10.650 kN/m;单根主索集度为q3=0.888 kN/m。
4 主索计算
4.1 主索无应力索长计算
式中,L0为主索无应力索长(m);S为成桥阶段主索的长度;ΔSε为成桥荷载作用下主索的弹性伸长。
(1)成桥阶段主跨段索长:
(2)成桥阶段主索水平力H计算
(3)成桥阶段主索弹性伸长:
y=0.00263158X2-0.1X;y'=0.052 631 6X-0.1;
E为主索弹性模量(MPa),E=125 000 MPa;
计算得:ΔSε=0.0248 m;
主跨无应力索长:
L0=S-ΔSε=38.063 3-0.024 8=38.038 5 m
4.2 主索初始安装张力T1及初始垂度f1
(1)假定一个安装矢高(垂度) f0,计算水平力H0:
(2)把计算的H0代入公式4-2计算主索伸长量ΔS0;
(3)计算主索无应力索长L0
初始安装索力:T0=H0/cosθ=19.210 kN(0点处)。
初始安装垂度: fo=0.798 9 m。
4.3 人满布状态主索张力T1及垂度f1
(1)假定一个安装矢高(垂度) f1,计算水平力:
以锚索张力控制缆索设计,考虑1.2倍的偏载系数,
锚索最大张力Tmax=312.805 kN。
主索破断拉力T0=1 310 kN;
方形磁铁主缆安全系数:
K=T0/T max=1 310/312.805=4.19>3.5,主索强度满足规范要求。
捆扎胶带5 抗风索计算
5.1 抗风索的风力计算
横桥向逆风面积:S=23.017 m2
包含栏杆、桥面系、吊杆、横梁、主索及稳定索、抗风主索及抗风拉索。
5.2 风压强度的确定
式中,w0为基本风压,按安顺百年一遇风速25.6 m/s取,换算为基本风压w0=1.0 kN/m2。
5.3 抗风主索强度验算
(1)抗风主索的水平拉力
A、风荷载
B、抗风主索水平拉力H
教室直播系统
(3)抗风主索强度验算
抗风主索采用规格为ϕ46,型号6×19(b)+IWR,钢丝绳公称抗拉强度为1870 MPa,钢丝绳最小破断拉力1 310 kN。安全系数:k=1 310/151=8.7>1.5,满足规范要求。
5.4 抗风拉索强度验算
(1)风载P计算
抗风拉索采用规格为ϕ12,型号6×19(b)+IWR,钢丝绳公称抗拉强度为1870 MPa,钢丝绳最小破断拉力89.4 kN。
安全系数:
k=89.4/1.133=78.9>1.5
满足规范要求。
6 结论
对人行索道桥具体设计时,应充分考虑各种不利状态下的受力,在均衡考虑安全、经济、美观的基础上,合理采用承重索和抗风索的安全系数,选择承重索和抗风索的材料和型号,确保结构安全稳定。
【相关文献】
[1]周新年.工程索道与柔性吊桥——理论设计案例[M].人民交通出版社,2008.
[2]杨虎根,牟严松.新型人行索道桥结构设计与计算方法[J].贵州大学学报,2013(增刊1).

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