缆索吊桥文档格式.docx
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渡船
3
混凝土拌和站
HZS1000
共用
4
振捣器
6
5
混凝土罐车
8m3
钢筋加工设备
1套
7
发电机
30KW
2台
8
塔吊
5013
9
砼输送泵
HB-80
10
坍落筒
11
试模
9组
12
主索
Ø
43
5.2831
t
13
桥面索
26
1.9174
14
吊索
17.5
0.308112
15
型钢
[10
0.735
16
I36
0.8386
17
桥面板
δ=5cm
M3
18
缆风
1.2576
19
绳卡
124
套
20
220
21
980
22
梨形环
个
23
24
196
25
C25砼
C25
211
m3
钢筋
四、缆索吊桥总体施工方案
山店江大桥缆索吊桥主要由门架支撑系统、锚固系统、绳索系统、桥面部分等组成。
根椐桥位地形、地势，缆索吊桥施工跨径暂布置为：
5m+200m+5m。
缆索吊桥：
起点里程（索鞍轴中心）5#桥墩左幅承台中心轴线
终点里程（索鞍轴中心）6#桥墩左幅承台中心轴线
跨度（索鞍轴中心）200米（索鞍轴中心净距）
索鞍顶高程▽（5#桥墩左幅承台底）+2.5米
计算矢跨比:
主索ƒ=L/16、桥面系ƒ=L/18
垂度:
主索12.5米、桥面系11.1米（暂定）
在山店江大桥起点、终点里程位置均设门架支撑系统、后锚碇，后锚碇平面尺寸3（纵桥向）×
3（横桥向）×
8（深）米（或3.5×
3.5×
8米）,桩基要求进入微风化基岩不小于5米,配筋。
门架支撑系统下设承台,承台平面尺寸1（纵桥向）×
3（横桥向）,入岩1米,配筋,承台上预埋I36a型钢不小于1米,上与索鞍连接,埋设于承台内的桥面索锚固预埋件参见缆索起重机预埋件图,相关预埋偏角参见计算书,型钢在砼内连成桁架,设锚筋。
后锚碇至索鞍轴中心水平距5.0米（轴中心）。
设一座缆索吊桥通道,放于右幅,缆索吊桥纵向中心线与右幅桥纵向轴线的水平距离不得小于13米。
吊桥通行能力一次20人通行、第二工况P=61.4762t、（重量）
均布荷载g12=307.381kg/m设计。
山店江大桥缆索吊桥为门架结构，纵横向稳定问题较为突出，设多道缆风绳，其作用是平衡承重索承重产生的水平力，控制门架顶位移，满足（1/3500～1/4500）L。
滚动索鞍设置在门架顶上，为放置承重索用，可以减少纲丝绳与门架的摩阻力，使门架承受较小的水平力，并减少钢丝绳的磨损。
在桥面系统的江两岸布设水平缆风,以减少吊桥在动载作用下沿横桥向来回摇摆。
锚固系统是锚固承重索之用，后锚锚碇在自重及行人、动载过程中，对安全有决定性的影响，施工中应高度重视，其中主要的锚碇水平方向稳定系数不小于2.0。
缆索吊桥锚碇为摩擦力（或重力有挡挡护）式锚，所有预埋件均需保证预埋深度及预埋夹角。
为保证锚碇基础的稳定性，锚碇周边设署截流沟，并用浆砌片石固面。
绳索系统：
承重索支承于两门架的索鞍上，桥面系统吊挂于承重索上。
承重索根据重量及动载、垂度、计算跨径（两塔索鞍中心距离）等因素进行截面计算。
承重索承重后的最大垂度控制在ƒmax＝L/15～L/20，承重索安全系数为K＝3.0～4.0，每一组承重索选为：
2Φ43钢芯钢丝绳（6×
37＋7×
7），共设两组。
桥面索用于铺设桥面板,为行人步行及载荷承载面，其安全系数为：
K＝4.0～5.0，选用Φ26钢芯钢丝绳（6×
7）,共四组,每组一根,每组间距40厘米,桥面索下方每间距4米布设一根[10型钢,起支撑连接锚固桥面索、吊索、承重索的作用。
吊索用于悬挂桥面系统，安全系数为：
K＝4.0～5.0，选用Φ17.5钢芯钢丝绳（6×
7）,共98组,每组一根,每组间距4米。
采用渡船、卷扬机牵引。
五、荷载计算
5.1主要计算参数
计算跨度：
5.0m+200m+5.0m，
载重控制垂度：
ƒmax＝L/16＝12.5mƒmax＝L/18＝11.1m
门架顶最大控制位移：
5.7mm
1、主索矢跨比:
ƒ1＝L/16＝200/16＝12.5m
2、桥面索
ƒ2＝L/18＝200/18＝11.1m
3、主索跨中最大垂度处夹角
4、桥面索中间最大垂度处夹角
5、缆索主要规格及型式
缆索主要规格及型式表1
用途
项目
型号
6×
37+7×
37+7
根数—直径（mm）
4ø
98ø
单位重量（kg/m）
6.553
2.359
1.048
面积（mm2）
697.08
250.95
111.53
钢丝直径（mm）
2.0
1.2
0.8
钢丝绳抗拉强度kg/mm2
170
破断力（t）
118.51
42.66
18.96
弹性模量t/cm2
756
5.2主要荷载
1、主索自重：
g0=6.553kg/mtgβ=h/
=0.125cosβ=0.9923
g1=g0/cosβ=6.6039kg/m
2、桥面索：
g2=2.359kg/mtgβ=h/
=0.111cosβ=0.9941
g3=g2/cosβ=2.373kg/m
3、吊索：
g4=1.048kg/m
4、桥面型钢：
g5=1.5×
10×
49/200=3.675kg/m
5、桥面步行板：
δ=5㎝L=1.6m
g6=144/0.9941=144.855kg/m〔湿重〕
6、人群荷载：
每次过桥20人,结群行人不超过3人,每人80kg,
g7=80×
20/200=8.0kg/m
7、输送泵管及砼自重：
g8=（17.25＋33.20）/0.9941=50.75kg/m
8、小件自重：
绳卡Ø
43,共计98个,3.47kg/个,Ø
26,共计98个,1.244kg/个,Ø
26U型扣螺栓,共计196个,3.25kg/个。
g9=（340.06＋121.912＋637）/200=5.495kg/m
9、风荷载:
按非工作状态即无泵送砼、无行人状态
Pw=cKnqF查表c=1.2Kn=1.79q=60kg/㎡F=51.773㎡
P=1.2×
1.79×
60×
51.773=6.673t
g10=（6673/200）/0.9941=33.563kg/m
10、各种工况下缆索荷载计算
表2
项目
荷载
总重（t）
均布荷载
主索重g1（kg/m）L=200m
6.6039
桥面索g3（kg/m）L=202m
2.373
吊索g4（kg/m）L=3m
型钢g5（kg/m）L=1.5m
3.675
桥面步行板g6（kg/m）L=1.6m
144.855
28.971（湿重）
人群g7（kg/m）（动载系数1.4）
11.2
2.24
输送泵管及砼g8（动载系数1.4）
71.05
14.21
小件g9（kg/m）
5.495
1.099
风载g10（kg/m）
33.563
6.7126
合计
61.4762
第一工况:
不设输送泵管
P=5.2831+1.9174+0.308112+0.735+28.971+2.24+1.099+6.7126
=47.2662t
g11=47.2662/200=236.331kg/m
第二工况:
设置输送泵输送砼
P=61.4762t
g12=61.4762/200=307.381kg/m
5.3主索受力计算
1、人员、风载、砼输送中平衡状态时的受力计算
此时主索产生的拉力最大，控制主索设计，现控制主索的安全系数K=3.0（不计冲击），求主索容许张力和跨中垂度。
拆减系数取0.85
总破断拉力:
Tmax=0.85×
118.51×
4=402.934t
T=Tmax/K=402.934/3=134.3113t
H≈Tmax=134.3113t
a、主索在第二工况状态均布荷载作用下的垂度（无集中荷载）
预设垂度计算主索张力
主索最大张力和强度验算
主索最大水平张力
Mmax可简化成筒支梁的形式计算,因此
Mmax==g12L2/8cosβ=307.381×
2002/8×
0.9923=1548830.998kg-m
=1548.830998t-m
主索最大水平拉力:
Hmax=123.907t
不考虑冲击系数,主索的安全系数
K=Tmax/Hmax=402.934/123.907=3.252＞3安全ok
b、主索在第一工况状态均布荷载作用下的垂度（无集中荷载）
Mmax==g11L2/8cosβ=236.331×
0.9923=1190824.347kg-m
=1190.824347t-m
Hmax=95.266t
K=Tmax/Hmax=402.934/95.266=4.23＞3安全ok
c、预设张力计算主索垂度
取安全系数K=3（不考虑冲击系数）
则主索均布荷载作用下的容许张力
ƒmax=g12L2/8Hcosβ=307.381×
134.3113×
0.9923×
1000
=11.532m
2、主索应力检算
主索弹性模量E=756kg/㎝2，代入
σ=Hmax/F=123.907/4×
6.9708=4.4438t/㎝2
〔σ〕=17t/㎝2
η=〔σ〕/σ=17/4.4438=3.8256＞2安全ok
索鞍接触应力,d为钢丝直径为2mm,Dmax为平滚最小直径,其值为560mm,则有:
σmax=（Tmax/F）+（Ed/Dmax）=（123.907/4×
6.9708）+（756×
0.2/56）
=7.1438t/㎝2
η=〔σ〕/σmax=17/7.1438=2.3797＞2安全ok
5.4主索长度计算
主索曲线长度
S=L+（h2/2L）+（g2L3/24H2cos2β）+（x（L－x）Q（Q+gL/cosβ）/2H2L）
S=200+（12.52/2×
200）+（0.3073812×
2003/24×
134.31132×
0.99232）
=200+0.391+1.7731=202.1641m
5.5求安装张力H0和初始安装垂度ƒ0
g13=225.131kg/m
不计温度△t=0,Q=0,
Hmax=H=123.907t,由于两端锚固,主索按三跨计算。
K1=EnFcos2β/24H2=720×
4×
6.9708×
0.99232/24×
123.9072=0.05365
K2=3Q（Q+G）+G=45.02622=2027.3587
A=K1K2-H=0.05365×
2027.3587-123.907=-15.1392
无集中荷载Q0=0Q=0K3=0
K4=G2EnFcos2β/24=45.02622×
720×
0.99232/24
=1669861.467
H03-15,1392H02-1669861.467=0安装张力H0=123.9t
安装初始垂度ƒ0
ƒ0=（gL2/8H0cosβ）+Q0L/4H0=225.131×
123.9×
=9.1557m
5.6吊索计算
集中荷载:
Q=307.381×
4=1229.524kg修正系数0.85安全系数K=4
破断拉力:
2×
18.96=32.323t
K=Tmax/Q=32.323/1.229524=26.215＞4安全ok
应力检算:
σ=Q/F=1.229524/2×
1.1153=0.5512t/㎝2
η=〔σ〕/σ=17/0.5512=30.842＞2安全ok
5.7桥面系计算
不考虑冲击系数,修正系数0.85安全系数K=4L=4m
42.66=145.044t
T=Tmax/4=145.044/4=36.261t
H≈T=36.261t
Mmax=g12L2/8cosβ=307.381×
42/8×
0.9941=618.411kg-m
桥面索最大水平拉力:
Hmax=Mmax/4（ƒ2/200）=618.411/（4×
11.1/200）
=2785.635kg
K=Tmax/Hmax=145.044/2.785635=52.0686＞4安全ok
5.8后锚碇检算
1、钢筋砼方桩锚碇
选断面3×
3m,如有松土层长度8m,嵌岩5m,无土层,嵌岩6m方桩,按桩基轴心受拉计算理论进行计算，取安全系数K=2。
方桩底部布设9根Ø
32锚杆,锚固岩层5m,埋入砼1m。
Hmax=123.907ttgβ=h/
=2.5/5=0.5β=26°
34′
T=Hmax/cosβ=123.907/0.8945=138.521t
〔P〕=0.3U∑ailiƒi砂土层ai=0.6ƒi=9t/m2风化岩ai=0.7ƒi=10t/m2
〔P〕=0.3×
12×
（0.6×
9×
3+0.7×
5）+3×
3×
8×
2.5=364.32t
安全系数
K=〔P〕/T=364.32/138.521=2.63＞2安全ok
2、钢筋砼卧式锚碇
选断面3.5×
8m,入土深度8m,嵌岩最小2m砼有挡挡护,按2m有挡挡护卧式锚碇计算理论进行计算，取安全系数K=2ƒ2=0.4N2=Hmax=123.907tφ=400h=2L=3.5m粉质粘土γ=1.95t/m3κ=1.82H=4m。
锚碇水平（式底部竖向）布设9根Ø
G=3.5×
2.5=245tT2=ƒ2N2=0.4×
123.907=49.563t
a、抗拨稳定系数
K1=（G+T2）/N2=（245+49.563）/123.907=2.3773＞2安全ok
b、抗拉稳定系数
挡护前后土压力差：
E=（（2H+h2-h1）HγL/2）κ
=（（2×
4+1-1）×
1.95×
3.5/2）×
1.82=198.744t/m2
K2=（E+（G-N2）ƒ2）/H=（198.744+（245-49.563）×
0.4/4=69.23＞2安全ok
5.9门架计算
a、强度检算
选用I36a,门架高度2.5m。
V=Ttgβ=123.907×
0.5=61.954t
σ=V/F=61.954×
1000/76.03×
2=407.431kg/㎝2＜〔σ〕=1700kg/㎝2
安全ok
b、稳定检算
i=14.4cmµ
=2L0=2.5×
2=5m
λ=µ
L0/i=2×
5×
100/14.4=69.44查表φ=0.78
2=407.431kg/㎝2＜φ〔σ〕=0.78×
1700=1326kg/㎝2安全ok
六、缆索吊桥有关技术说明
1、吊桥设计按缆索吊起重机计算原理进行设计计算,工作级别按重量使用繁忙程度等级，N=1×
106为不经常繁忙使用,为U6级。
2、吊桥载荷状态按名义载荷谱系数第三级设计,Q3-重,名义载荷谱系数Kp=0.5,为经常载荷额定重量。
3、工作级别:
本吊桥工作级别为A7级,属于高级别。
4、在吊桥缆索及结构计算中进行了强度、稳定等计算,但未对疲劳磨损、发热、温度、
冰雪等影响的计算。
冰雪天气及调试阶段荷载不可能与人员及砼输送同时进行叠加,固只考虑了自重、风、动载系数等荷载,但未考虑冰雪、地震、调试、缆风、温度等荷载。
5、吊机缆索及构件材料:
缆索钢丝绳依据国家GB/T20118-2006标淮,采用钢芯,缆风采用麻芯,均为反捻。
使用过程中当有下列情形之一者应作报废处理:
1）、缆索在一个节距内的断丝数超过总数反捻10%。
2）、缆索外层钢丝己磨损原直径的1/2。
3）、虽无断丝,但磨损腐蚀超过原钢丝直径的40%。
4）、长期使用,节距伸长超过10%。
5）、缆索上有〝死结〞。
6）、有断丝,缆索公称直径减少7%。
7、吊桥桥面设置8根缆风索,缆风布于吊桥两岸两侧,其水平夹角不得小于30°
，竖向夹角不得大于5°
选用Φ17.5钢丝绳。
8、后锚碇采用斜桩加锚杆（或卧式有挡锚碇加锚杆）作为锚固体,主要利用锚固力及摩阻力、自重起到平衡作用,其安全系数必须大于2。
卧式有挡锚碇挡护高度2米,长度3.5米。
9、门架用I36a型钢直接锚固于承台上,高度2.5米,不得倾斜。
10、吊索与主索及桥面索之间采用绳卡、U型螺栓连接,内侧包窠耐磨橡胶、钢丝网,减少滑动现象。
11、吊桥缆索绳头固定端自身锚固采用绳卡加梨形环将钢绳固于一起,其固接方法:
Φ43钢丝绳卡数量不小于7个,外加一备用保险卡。
Φ26钢丝绳卡数量不小于5个,外加一备用保险卡。
Φ17.5钢丝绳卡数量不小于4个,外加一备用保险卡。
任何情况下最小绳卡数量不得小于3个。
绳卡连接方向应统一向一侧,不得装反,绳卡按GB5976-86标准,梨形环按GB5974.2-86标准执行。
12、缆索收紧设备采用CC型螺旋扣、HSS钢丝绳手动葫芦及2台10T卷扬机。
七、缆索吊桥使用注意事项
1、缆索吊桥为空中人员通行的通道设备，其加工和安装质量尤为重要。
本结构虽为临时结构,但使用时间长,通行频繁,是施工的大型临时重要受力结构;
由于该结构一次性投入费用高,结构较复杂,是适宜于山高水深、狭谷、交通通行条件差、地形条件复杂地区工程施工的常用结构,故吊桥设计标准较高,接近于永久结构,加工前应制定制造加工工艺和操作细则并进行技术交底。
2、加工部件必须满足结构图中要求的工艺、精度及技术要求,另外还必须满足《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）之间相关要求。
1）、原材料要使用正规厂家的合格产品,要有产品质量证明书,并按有关规定进行验收。
2）、对原材料和加工成品件进行探伤和验收,对销轴要按相关要求进行调质。
3）、对外购件（如轴承）,外委加工件等要有材质证明书、合格证并检查验收符合设计要求后方可使用。
4）、对主索锚头、索鞍、锚碇预埋件等产品要专项检查验收并有验评报告。
八、缆索吊桥的日常维护
1、新安装吊桥在投入使用前应进行一次全面技术检查,其内容包括:
1）、门架顶索鞍是否连接牢固,主索与锚碇预埋件连接是否牢靠,缆风、桥面板、缆索间连接是否牢固。
2）、锚碇及地垅的施工埋设是否符合设计要求。
3）、缆索跨中安装垂度是否达到设计要求。
4）、各缆索绳卡数量是否满足设计要求。
5）、滑轮、索鞍、缆索是否上油润滑、防腐。
2、缆索吊桥试通行
检查合格后,应根据设计额定荷载选用动物进行试通行试验,确定合格签证后方可投入运行。
九、缆索吊桥安全保证措施
1、缆索吊桥应建立定期检查制度。
2、每月至少检查一次锚碇地垅位移情况,雨天应每天观察一次。
3、缆索跨中最大垂度及两组索垂度差,每半周观察一次。
4、主索、桥面索、缆风、吊索及钢丝绳卡每半月检查一次。
大风后应立即检查。
5、两吊桥头应派专门保卫,闲杂人员不得上桥,每次上桥人员不得超过20人,结伴人员不超过3人。
6、两岸门架上必须装避雷针,其接地保护,雷雨季节,每且检查一次。
7、桥面板应定期检查更换,两侧及底部应挂设安全网。
8、输送泵管应铺设于吊桥正中间。
9、冰雪天气严禁人员通行。
10、吊桥面使用24v照明设备。
11、建立定期检查制度、保养制度。
12、钢丝绳严禁作为电焊机接地线.。
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