1、悬索桥猫道设计计算书计算说明1、钢丝绳的实际参数由的产品质量保证书确定后， 再进行复核验算。2、在猫道承重索的计算中，风力根据设计提供的信息，按桥面处 14.7m/s 计，中跨、边跨分别计算。3、在猫道承重索的荷载计算中，未计扶手绳及其绳卡的重量，施工 人员按4人/4m,每副中跨猫道最多一次上20人计，每副边跨猫道最 多一次上 10 人计。4、猫道线性依据主缆空缆线形为基础进行计算。泓口悬索桥猫道检算书1、编制依据（1） 泓口大桥猫道设计图（2） 公路桥涵设计规范（ JTJ025-86 ）（3） 钢丝绳产品质量说明书（ E04-426,B04-12496 ）（4） 公路桥涵设计手册参考资料（5
2、） 简易架空缆索吊（段良策,人民交通出版社）2、工程概况泓口悬索桥为三 结构，理论跨径42m+102m+42。猫道系统顺桥 向按三跨分离式设置,边跨的两端分别锚固于 5#、10#过渡墩箱梁顶面,中跨两端均锚固于塔柱上。横向通道在跨中位置一个。每幅猫道 宽3.0m，高1.0m，处于主缆正下方，面层与主缆中心距 1.4m，与主缆线型基本一致。每幅猫道承重索采用4根u 22.5钢丝绳（6W（19）-公称抗拉强度 2000MP）,其两端分别锚固于两岸锚固端前端的型钢预埋件上，在两 岸塔顶处断开，与塔顶顺桥向两侧的调节装置连接。每幅猫道面层由10槽钢（间距2.0m） /50 x 50mm防滑方木条（间距
3、 0.5m）和 u 1.6mm/小孔（16x 16mr）钢丝网、u 5mn大孔（50x 100mm钢丝网组成；两侧设1根u 16扶手钢丝绳，并每隔2.0m设一道/ 63 x 4mmt钢栏杆立柱，侧面防护网采用u 5m（80x 100mm 大孔钢丝网绑扎在立柱与扶手索上。猫道选用钢丝绳相关参数如下名称承重索扶手绳说明绳结构6W(19)6W(19)绳径mmu 22.5u 16承重索要求在工厂内预 拉，以确定其实际实验参 数丝径 mm1.71.2单位质量kg/m1.971.00抗拉强度MP17001700最小判断拉力KN306.036155.683、中跨猫道承重索检算3.1荷载计算（按单幅猫道分析）
4、荷载包括恒载、活载及风力、温度等附加荷载。3.1.1恒载恒载包括承重索、面层、栏杆、索股滚轮支架、横通道抗风缆及其 张力，其中横通道、抗风绳以集中荷载计，其余以均布荷载计。3.1.1.1恒载均布荷载(1)承重索自重：q i=4X 1.97 x 10=78.8N/m(2)猫道面层及栏杆1猫道横梁采用100 x 48x 5.32.0m L=3.0m/根，每米重10kg, 则猫道横梁重： G1=3.0x 10x 10=300N2防滑木条50x 50mm 50cm L=0.80m/根，2m范围内有6根。 防滑木条重： G2=6x 0.05x 0.05x 0.80x 750x 10=90.0N3栏杆立柱
5、/ 63x 63x 4, L=1.0m/ 根，2 根/2m.G3=2x 1.0 x3.91 x 10=78.2N4猫道面层钢丝网大孔网 u 5x 50x 100mm小孔网 u 1.6 x 16x 16mmG4=(27.73+8.91 )x 10=366.4N5栏杆防护网采用大孔网，大孔网 u 5x 50x 100mmG5=2x 6.93 x 10=138.6N贝U q2=E Gi/2.0=(300+90+78.2+366.4+18.6 )/2.0=486.6N/m(3)承重索夹采用u 22.5压板式绳卡，1.0kg/个，u 18六角螺母0.07kg/个, 每个螺母配一个 u 18 粗制垫圈 0
6、.020kg/ 个。重索在每根猫道横梁上 安装绳卡，间距 2.0m.q3=4 x 1.0+8 x(0.07+0.020 ) x 10/2=23.6m(4)索股滚筒及支架，间距 8.0m,12kg/ 只，q4=12X 10/8=15N/m(5)14#铁丝(绑扎防滑木条用)及其他不可预见物如照明电缆线等按2.0kg/m计q5=20N/m另由于扶手绳两端分别锚固在塔顶型钢立柱上或锚跨前型钢横 梁上，安装后进行预紧，其自重及所附绳卡重可由其自身承受，不传 递至承重索，在检算承重索时，考虑了栏杆立柱及防护钢丝网重，不 计防护绳重。Q 恒二刀 qi=78.8+48.6+23.6+15+20=624.0N/
7、m3.1.1.2恒载集中荷载(1)横通道重：横向通道重3.4t ;对单幅猫道按集中荷载作用G 恒 仁34/2 X 104=17KN(2)抗风绳预张力：中跨设一组抗风绳对称布置，风绳下端按图纸示意，锚固于地 锚上，上端联结于横向天桥底部。横桥向风荷载计算：经咨询设计及单位，本桥桥面处设计风速为 Vi=14.7m/s.地表粗 糙度类别B。1猫道基准高度计算桥面标高=15.896m,主塔高=35.521则猫道计算分力的基准 、 k I 、 0.7 0.18 2=53.16N/m2猫道横桥向静力： P=53.16 97.42=5.18KN则作用集中荷载：G恒 2=5.18 9.58/5.5=.02KN
8、3.1.2活载活载包括主缆索股、牵引绳及施工人员重，最终简化为 均布荷载计算。（1）主缆索股每股为91 $ 4.8mm钢丝，据设计图可知主缆重量478.27kg/m。qi=478.28/37 X10=129.26N/m(2)循环牵引绳采用$ 24钢丝绳(6X37,纤维芯)q2=19.82N/m(3)施工人员：考虑最不利一次最多上20人，人均重65kg,排列间距大于5.0m,q3=20 65X10/(5 20)=130N/m活载均布力：q 活=刀qi =129.26+19.82+130=279.08N/m3.1.3附加荷载(1)风载由以上计算可知：则猫道横向静力风载：q风=53.16N/m(2)
9、温度：按温差士 15C3.2中跨猫道承重索张力计算猫道中跨跨度L=97.42m,工作垂度f=14.13m(1)恒载引起的水平张力由上述计算知：均布恒载：q 恒=624.0N/m=0.624KN/m集中恒载：G=17KN,G=9.02KN恒 2 H恒=口 Gl-L (建筑施工计算手册)8 1 4 fq 恒:均布荷载；L:猫道承重索跨度；取97.42mF:猫道承重索的跨中挠度；取14.13mG:集中荷载。恒I 2Gi LH =q lH恒= 80.624 97.422 17.0 9.02 97.428 14.13 4 14.13=97.24KN(2)活载引起的水平张力q 活=279.08N/m=0.
10、2791KN /m恒 2 2H 活=LL = .279 97.42 =23.43KN8( 8X4.13(3)温度变化引起的水平张力假设降温15C，致使承重索收缩引起垂度变化，通过垂度与水 平张力的关系求张力。温差设定：A=-15 C,钢丝绳线膨胀系数：a=1.2 x 10-s承重索无应力索力：索长计算：2公式：S=L1 + 8(匚)3 LL:猫道承重索跨度；取97.42mF:猫道承重索的跨中挠度；取14.13mS=L1 + ()2=97.42 x 1+ 8(1413)2=102.884m。3 L 3 97.42索弹性伸长量:注二HL 12 W24 23.45/4 103 竺）2EA 3 L 7
11、8900X106 X211.79X10 ! 3 97.42=0.1956m3无应力索长:Sn =S-AS=102.884-0.1956=102.688m4温度变化索长伸缩量索长收缩：.-.S =a2t S1.2 10 15 102.688 = 0.0185m5跨中垂度变化：丄f =匹 s （矢跨比 Fz/I z=14.13/97.42=0.1450）16fs二 3 O.185 =0.0239m16 0.1450变化后的垂度 f 1=14.13-0.0239=14.106m6温度引起的水平张力H 温=H（ f1）-H（ f）2_ 0.624 97.42 （17.0 7.02） 97.42= 97
12、.248 14.106 4 14.106=97.41-97.24=0.17KN(4)风力引起的水平张力风力横向作用于猫道，其对承重索张力的影响假设为风力与恒荷 载的合力作用。q恒风恒2 q风2 =0.6242 0.053162 =0.626KN/mH恒 + 风=q恒风 L2 (17 9.2) 97.42=97.41KN8f 4汉14.133.3中跨承重索强度计算331水平张力组合组合I:Hi =H 恒+H承=97.24+23.43=120.67KN组合HH =日恒+ H 承=97.24+23.43+0.17=120.84KN组合皿：Hm = H 恒 + H 承 + H 温=97.41+23.4
13、3+0.17=121.01KN则承重索最大水平张力 Hmax= ffitt =121.01KN承重索最大（支点处）：Tmax=Hax （由设计图可知 a=34.8014） cosaH max 121.01Tmax= = 147.37KNcos34.8014 cos34.80143.3.2承重索验算2承重索选用 4 根 u 22.5 钢丝绳，Fg=0.5d=0.5 X 22.5=253.13KN承重索的容许拉力:aFs叩弋Fg:钢丝绳的破断拉力总和，Fg=253.13KMA:钢丝绳的不均匀系数，a=0.85K:钢丝绳使用安全系数，K=3.5满足要求!注意：承重索在厂家预拉后，实测每根绳破断拉力要
14、满足规定要 求。4、中跨猫道承重索塔顶锚固构造检算承重索塔顶锚固系统采用口 4900X 300 X 20mm!长预埋钢板，端部以5 20钢板双面加强，销孔u 102mmA3钢材容许应力：轴向应力(T =140MPa剪应力T=85MPa节点销子的弯应力(T xx=240MPa,销孔承压应力(T k=210MPa 4.1荷载计算猫道单根承重索最大张力 Tmax=147.37/4=36.84KN.4.2机构验算4.2.1抗拉计算(1)K1钢板受拉计算：预埋钢板最薄弱面为单层s20钢板，假设不计其周边砼的粘结力， 钢板轴向受拉：3H max T max cos 34.8014 36.84 00 cos
15、 34.80146 103ac =A 300 x 20=5.04MPa (T =140MPa满足要求！(2)钢板端部销孔处= 2.58MPa(140可!36.84 勺03 xcos34.8014-m_300 疋 20 +2 疋 260 疋 20 3102 疋 20(3)钢板根部弯应力：根部因 Tmax的竖向分力产生的弯矩：Mc=Tmax sin 34.08014 x 0.250=36.84 x 103x sin34.8014 x 0.25 x 103=4.61 x 106(N.m)根部加强部位钢板惯性矩：1Ix= E bh3 =1/12 x20 x(3003 2 x2603) =1.37 x1
16、07m4加强部位上部拉应力4.2.2抗剪计算钢板端部销孔处最薄弱面为销孔位：3Tmaxs in 34.8014 36.84S0 =si n34.8014300 20 2 260 20-3 102 20 (6 2 2.6 2-3 1.02 2) 103= 1.79Mpa85可!4.2.3抗撕裂性能按规范要求，垂直Tmax方向销孔直径处净载面积应比计算所需面积大40%2A=(300+2X 260-3 x 102) x 20/cos34.8014=12519mmK=_A 12519 64.3 1.4A 263.144.2.4销孔u 102mm销子直径u 100mm4.2.5销子抗剪:与上锚系统的连接
17、部位按单剪计算:= 4.1Mpa 85.可Tmax 36.84 103一 A销d2兀/44.2.6调节丝杆检算调节丝杆主要由（T 20钢制双面耳板、u 32W级钢筋连接丝杆组成，详见设计图。(1)耳板检算抗拉：13T max cos34.8014 102抗剪:13T max cos34.8014 1032=1.94Mpa 85.可！20 (300 260 -2 102)孔壁承压:(2)u 32丝杆u 32 冷拉 W级钢(T 1=750Mpa1 1 3 1 3 Tmax 36.84 103 36.84 103轴向拉应力：二二2 = 2 2 = 2 21x322 HX32 /4 HX32 /44=
18、20.1Mpa0.626KN /m20.626 35.218 2.01 COS25.427965.3承重索强度计算5.3.1水平张力组合组合I:HI =H 恒+H 活=53.26+23.83=77.09KN组合HH =日恒+H 活+H 温=53.26+23.83+0.635=77.73KN组合皿：Hm = H 恒+风+H活+H温=53.44+23.83+.635=77.91KN则承重索最大水平张力 Hmax=lffi =77.91KN承重索最大(支点处)：T max 二 H max (由设计图可知 a = 34.8014) cos a5.3.2承重索验算(1)边跨塔顶承重索计算/ 4x2 01
19、 16 74 2Tq =77.91 1 （ ）2 =95.27KNq 35.21 35.21由以上计算可知：Tq -95.27KN T max T65.03KN （中跨）,所以承重索选用 4 根 u 22.5钢丝绳，满足要求。（2） 边跨塔顶预埋件计算预埋件形式和跨中预埋件结构形式一样，满足要求。（3） 边跨塔顶承重索计算)2 = 80.25 KN35.21 35.21T丄TqTmax承重索选用u 22.5钢丝绳，满足要求。6、边跨猫道承重索锚固构造检算锚固预埋件预埋位置位于距离理论散索点 4.5m处，预埋在锚跨中横梁混凝土里，埋深80cm6.1预埋件受力分析25.4286.1.1预埋件槽钢抗
20、拔性能分析预埋件25a槽钢2组0焊成整体，钢与砼的握裹力一般为 23.5Mpa，此处偏安全不计/ 100的作用，取t 0=2.0Mpa。设Tmpx的 竖向分力全部由槽钢承受。225a X 78X 7 外表面积 A=0.778m/m,埋深 L b=0.8m抗拔力：Fb=2X 0.778 X 0.8 X 2X 103=2489.6KN预埋件竖向分力：Tay 二Tbs in 25.428 =80.25* si n25.4280 = 34.46KN旦=24896 =724满足要求。Tay 34.466.1.2预埋件槽钢抗弯性能分析6.1.2.1荷载分析水平力：Tax =Tbcos25.428 =80.
21、25* COS35.4280 =72.475KN6.1.2.2截面特性预埋件采用25a X 78X 7和2块200*200*20钢板组焊而成。W=2*270*10+2*10*200 2/6=673.33*10 行帛6.1.2.3受力分析M=Tax*H=72.475*0.1=7.25KNm3-=7.25 10 1000 =10.76Mpa ； =l40Mpa合格！W 673.33 106.1.3预埋件销孔处抗拉性能分析= 9.23Mpa 140可!80.25 灯03(2 34.9 102 2 200 10)/cos25.428 - 2 102 (7 10)7.1地锚抗拔性能验算地锚重 G=2X 1 X1 x 24=48KN承重索张力的竖向分力:由以上计算可知：Fy=9.02KNKv=48/9.02=5.3 K=2 满足要求!7.2地锚抗倾覆稳定性验算M稳二DX a=48X 1=48 KN mM倾二FxX b=5.18 x 0.5=2.59KN mKfM稳/M 倾=48/2.59=18.53
