临时架空索道设计计算书

临时架空索道设计计算书
2015-08-25
目录
1 工程概况 (1)
2 主缆索体系设计与计算 (1)
2.1 设计计算主要技术指标 (1)
2.1.1 跨度 (1)
2.1.2 索塔高度 (2)
2.1.3索道净吊重 (2)
2.1.4 均布荷载组成 (2)
2.1.5 集中荷载组成 (3)
2.2 基准张力 (3)
2.3 主索安装计算 (3)
2.3.1 换算弹性模量 (3)
2.3.2 主索架设的张力与初始垂度 (4)
2.3.3 主索长度计算 (5)
3 主拱节段吊装计算 (5)
3.1 计算参数 (5)
3.1.1 索鞍相对地垄横向位移 (5)
3.1.2 主拱阶段吊装点离支点距离 (5)
3.2 主要计算公式 (6)
3.2.1 张力方程 (6)
3.2.2 就位起吊时计算公式 (6)
3.3 承载索计算结果 (7)
4 主索道起重索、牵引索计算 (7)
4.1 起重索计算 (7)
4.1.1起重索绕过卷扬机上的张力及应力计算 (7)
4.1.2 吊点混凝土配重块计算 (8)
4.2 牵引索计算 (8)
4.2.1 牵引索张力计算 (8)
5 工作索道设计与计算 (9)
5.1 主要技术指标 (9)
5.2 承载索计算 (10)
5.3 起重索受力计算 (10)
5.4 牵引索受力计算 (10)
6 塔顶索鞍及横移系统设计 (11)
7 扣索及后锚索布置 (11)
7.1 钢箱拱安装施工阶段 (11)
7.2 扣索、后锚索布置及索力计算成果 (13)
8 缆风索设计计算 (13)
8.1 风荷载计算 (13)
8.2 缆风索设计 (13)
8.2.1 主塔纵向缆风索 (13)
8.2.2 主塔横向缆风索 (15)
9 塔架结构计算 (15)
9.1 塔架结构组成 (15)
9.2 计算模型的建立 (16)
9.3 荷载组合 (16)
9.4 工况选择 (18)
9.5 主塔结构受力分析 (20)
9.5.1 整体位移 (20)
9.5.2 支座反力 (21)
9.5.3 杆件结构内力 (22)
9.5.4 梁体结构应力 (33)
9.6 结构整体稳定性计算 (37)
9.6.1 各工况临界荷载值 (38)
9.6.2 稳定性分析 (38)
10扣塔及临时锚索设计 (39)
10.1 钢箱拱安装施工阶段 (39)
10.2 扣索、后锚索布置及索力计算成果 (42)
11 扣塔结构计算 (42)
11.1 扣塔结构组成 (42)
11.2 计算模型的建立 (43)
11.3 荷载组合 (43)
11.4 工况选择 (44)
11.5 扣塔结构受力分析 (44)
11.5.1 整体位移 (44)
11.5.2 支座反力 (45)
11.5.3 杆件结构内力 (46)
11.6 扣塔整体稳定性计算 (49)
11.6.1 各工况临界荷载值 (49)
11.6.2 稳定性分析 (49)
12主索地垄设计 (50)
12.1 参考文献 (50)
12.2 地垄计算 (50)
12.2.1 地垄结构 (50)
12.2.2 计算取值 (51)
12.2.3 计算模型 (52)
12.2.4配筋验算 (56)
临时架空索道系统设计计算
1 工程概况
罗文大桥位于南宁市西边，北起罗文大道与石埠路的相交路口，跨越邕江，南接五一路延长线与罗文大道延长线路口，目前基本保持原地貌，有水塘、稻田等。

南岸地貌序北岸地貌
主桥上部结构采用海鸥式拱桥，有两个边跨及两个主跨组成，主拱拱肋理论跨径180 米，属于双跨系杆拱桥。

罗文大桥效果图
本主桥上部结构施工确定采用“缆索吊装主拱，主拱吊装主梁”方案。

索道采用单组主索道（单组最大吊重58t），单组工作索道（单组最大吊重5t），钢箱拱采用主索道起吊。

两岸利用索塔作为扣塔，采取“扣挂合一”方式，中间墩位设一扣塔。

主桥钢箱拱节段在厂家加工好后经邕江运至起吊点，然后垂直起吊并安装就位。

有根据现场实际条件，缆索吊跨径布置为160+360+170m。

2 主缆索体系设计与计算
2.1 设计计算主要技术指标
2.1.1 跨度
索道170(L1江北)＋360(L0跨中)＋160(L2江南) 2.1.2 索塔高度
塔架高差：两塔架顶高差0m，0
β=
北岸主索地垄相对塔架高差：182.95
H m
=
南岸主索地垄相对塔架高差：284.54
H m
=
2.1.3索道净吊重
主拱节段划分
主拱节段净吊重
副拱节段净吊重
2.1.4 均布荷载组成
由6根主索(1g)、2根起重索(2g)、2根牵引索(3g，单根按“倍率4”单牵引布置)、循环结索、分索器自重组成（塔顶等高，0
β=）
各索的规格参数
跨中钢丝绳自重：046.183G t =（包括分索器） 江北钢丝绳自重：120.496G t = 江南钢丝绳自重：219.591G t = 2.1.5 集中荷载组成
由设计吊重（1 1.2P =⨯净吊重）、吊重及小车（P 2）、扁担、绳子及配重（P 3）等组成。

计算作用在主塔上的力时，考虑索鞍的重量20t 。

2.2 基准张力
本计算设计净吊重为P 1=58t ，考虑1.2的冲击系数，P 2+ P 3=25t ；故索道承受的基准水平张力为：
集中荷载：58 1.22594.6PW t =⨯+=，最大跨中垂度：max 20f m =
000
max max
28G L PWL H f +=
max 5296.12H KN =
主索弦倾角：max 7.563θ= 最大张力：
max
max max
=
=5342.69cos H T KN θ
主索张力安全系数： 16274
3.077353
4.269
k ⨯=
=>
主索在跑车作用下的弯曲应力1m σ
：max 1m T F σ=
+
F —钢丝绳截面积； k E —主索弹性模量； n —一根主索上的行车轮数；
1456.834m MPa σ= ∴主索应力安全系数2k ： [][]21
3.2182m k σσ=
=>
2.3 主索安装计算 2.
3.1 换算弹性模量
主索架设后安装跑车，分别计算主索安装跑车前后主索的垂度，忽略温度影响，仅考虑锚索
变位影响，其换算弹性模量0
01212
cos cos cos n k k i
L L E E E L L L L αβα=
=++
∑
111(
)26H atan L α== 222
()27.9
H
a t a n L α== 主索换算弹性模量：40
031
12
5.79510cos cos cos n k k i
L L E E E MPa L L L L αβα=
==⨯++
∑
2.3.2 主索架设的张力与初始垂度
（1）空索安装的张力及垂度
令Q PW =、0x Q =和0x G G =，即得空索安装时的承载力张力方程：
2222
2322
11220
max 222
max 0102222222112222
0102cos cos cos 3()24cos cos cos cos cos ()024cos cos n n x x x E F G L G L H H Q Q G G H H L L E F G L G L G L L βββααβββαα⎧⎫⎡⎤⎪⎪+++++-⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭-++=
计算得张力初始垂度：
02266.3H KN = 00
00
9.178G L f m H =
= 0 5.844θ= 02278.0
3T K N = 作用于江北塔顶垂直力及水平力：01231.49V KN = 0222.32S K N = 作用于江南塔顶垂直力及水平力：01297.9V KN = 0253.61S KN = （2）安装跑车的张力及垂度
令Q PW =、2325t x Q P P =+=和k x G G =，即得空索安装时的承载力张力方程：
2222
2322
11220
max 222
max 01022222221122220102cos cos cos 3()24cos cos cos cos cos ()0
24cos cos n n x x x E F G L G L H H Q Q G G H H L L E F G L G L G L L βββααβββαα⎧⎫⎡⎤⎪⎪+++++-⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭-++=
计算得张力初始垂度：
计算得：3148.94k H KN = 13.745k f m = 6.474k θ= 3168.99k T K N = 作用于江北塔顶垂直力及水平力：1746.19k V KN = 305.54k S K N =
作用于江南塔顶垂直力及水平力：1840.2k V KN = 349.07k S K N = （3）吊装各节段主拱张力及垂度
2.3.3 主索长度计算
当作用于最大集中荷载时，承载索总长为：
2max 01200811003f S S S S S L L ⎡⎤
⎛⎫⎢⎥=+++=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑余
考虑索鞍相对地垄横向距离引起主索长度变化：
12
S ∆=
得主索总长度：
834S m =
3 主拱节段吊装计算
考虑索鞍相对地垄横向位移，计算承重索道。

3.1 计算参数
3.1.1 索鞍相对地垄横向位移
罗文大桥的主拱吊装考虑用一组索道，江北、江南在桥梁中心线位置上各设一个主索地垄。

3.1.2 主拱阶段吊装点离支点距离
3.2 主要计算公式 3.2.1 张力方程
考虑边跨锚固段影响时的承载索张力普通方程式为：
2
22223
22
3311max 222
max 010*******
211330222
00103cos cos cos 3()24cos cos ()cos cos cos cos ()()0224cos cos n x
x
x x x n n x x x E F G L G L H H Q Q G G H H L L Q Q G E F E F G L G L L x x G L L L βββααββββαα⎧⎫⎡⎤⎪⎪+++++-⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭+---++=
令1124max 2
max 0
241()k a k k k H S H L =
+-±∑ 2
15()x b k k G =+ 13
20k k c L = 0()d b c L x x =+- 21c o s 24n E F k β=
223()k Q Q G G =++ 312()x x x k Q Q G =+
222
211224220102cos cos cos cos G L G L k L L ββαα=+ 222211225220102
cos cos cos cos x x G L G L k L L ββαα=+
其中：Q P =各杆件净吊重，0G G =，0x G G =，n E =换算弹性模量 x Q ＝杆件节段净重×1.2＋25（小 车、 扁 担 、 绳 子、配 重）t 3.2.2 就位起吊时计算公式
主索弦倾角：00002as tan 2x x Q L G L a L H θ⎛⎫
-+= ⎪⎝⎭（） 张力：cos x x
H T θ= 跨中垂度：
0000
as(as)
8x y x x G L Q L f H H L -=
+
主索张力安全系数：6274
x
k T ⨯=
索鞍与地垄夹角：江北 1t a n N ss a L γ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 江南 2t a n S
ss a L γ⎛⎫
= ⎪⎝⎭ 作用于塔架的横向力： 江北 1cos sin N x N R T αγ= 江南 2cos sin S x S R T αγ= 水平力： 江北 1(cos cos )N x S T θα=- 江南 2(cos cos )S x S T θα=-
竖向力： 江南 1(sin sin )N x V T θα=+ 江北 2(s i n s i n )
S x V T θα=+
3.3 承载索计算结果
考虑各主拱节段重量、起吊位置，索鞍相对地垄横向距离、索鞍重量、工作索道作用力，并对主拱重量考虑1.2的冲击系数进行计算。

吊装各拱节段最大张力、垂度及主塔最大受力
4 主索道起重索、牵引索计算 4.1 起重索计算
每组索道布置双点起吊，每个吊点使用1条26mm φ钢丝绳，两条起重索两端拉头分别经过两岸塔顶索鞍，于地锚前转向进入两岸JM-10t 电控慢速卷扬机，每条起重索在跑车间走10穿绕。

4.1.1 起重索绕过卷扬机上的张力及应力计算 (1)起重索绕过卷扬机上的张力1max 11
q q q n t
q q q q n
q k Tq Q k k k --=
-
q
k —滑轮的总阻力系数，1.04;
q Q —起重量（包括吊重、吊钩、滑轮组及部分起重索重量在内）
，75.6t ； q n —起重滑轮组的有效绳数，10;
q t —起重索从定滑轮绕出后至绞车间的导向滑轮数目，3；
max q =5.254t T
∴ 起重索张力安全系数
[]max
37.2
7.084q k Tq =
=> 选JM10t 电控慢速卷扬机（新）为起吊动力，考虑安全储备，最大起重能力按85%计算。

10×85％＝8.55t>Tq max (可)
(2)起重索单根钢丝绳接触应力'
max min
x q Tq E d
F D σ=
+
F —起重索的金属截面积，250.95mm 2；
x E —起重索的弹性模量，8.5×104MPa;
d —起重索钢丝直径，1.2mm;
min D —起重索绕过的滑轮直径，350mm ；
即：
'
500.801q MPa
σ=
起重索应力安全系数 '
1670
3.335q q
k σ
=
=
4.1.2 吊点混凝土配重块计算
吊点砼配重块的作用是使吊点在没有吊重时，能够自由下降，配重的大小受起吊绳走线数、滑轮组数率及索跨大小等因素控制。

配重块放置于每组吊点上。

a.配重块重量计算
起吊绳每间隔40m 设置一个分索器，由起吊索的松弛产生的张力2
1 1.188k gl T t f
==; b.起重索运行阻力
21(1)0.51m c
k k T T t η+=-= η—滑轮组效率系数，0.98; m —滑轮组动、定滑轮数，13；
c —承索器滑轮数，15
c.砼配重件计算重量12123 4.05k k k k k T KT T T T t =+=+=
∴ 配重取作40KN ，每个吊点配重40KN ，由两块实体砼提供，每块重20KN 。

4.2 牵引索计算
采用两端牵引方式，用的钢丝绳，按“倍率4”分别翻过两端塔顶，通过地锚前的转向滑车，进入两岸的JM12.5t 电控慢速卷扬机作牵引。

4.2.1 牵引索张力计算 牵引索最大张力：max
0123t t w w w =+++
牵引索初张力： 2
08a
a
ql t f =
分索器安装距离：40a l m = 牵引索垂度： 0.4a f m =
226mm φ-
搬运小车沿承载索运行时产生的坡度阻力： 1sin w Q γ= 起吊时最大爬坡倾角： 0.141r a d γ= 最大吊重： 94.6Q t =
小车运行时的摩擦阻力：2cos m w f Q γ= 小车运行时的摩擦阻力系数： 0.009167m f = 滑轮滚轮的转动阻力：
滑轮的总阻力系数：
经计算得牵引索的最大张力：
max t =28.719t
牵引索1条26mm φ钢丝绳，分别经过两岸塔顶索鞍，于地锚前转向进入两岸JM-12.5t 电控慢速卷扬机，每条起重索在跑车间走4穿绕。

∴ 牵引索张力安全系数 max 37.2
4.178t 0.31
y k =
=⨯
选JM12.5t 卷扬机（新）为起吊动力，考虑安全储备，最大起重能力按85%计算。

12.5×85％＝10.625t>8.9(可)
(4)牵引索接触应力'
max min
450.501x y t E d
MPa F D σ=
+= ∴ 牵引索应力安全系数2'1670
3.707y y
k σ=
=
5 工作索道设计与计算
工作索道布置在主索道外侧，选用247.5mm φ钢丝绳，每组设计净吊重5t 。

工作索道选用117.5mm φ钢丝绳作循环索，选用117.5mm φ钢丝绳在跑车与滑轮组“走4”起吊。

循环索与起重索经塔顶，在塔脚转向进入8t 双筒卷扬机。

5.1 主要技术指标
3012()(1)w t w w f =++-1.873f =
设计净吊重05Q t =05GG t =
5.2 承载索计算
(1) 承载索受力计算
最大水平张力 m a x 59.543H g t = 最大张力 m a x 60.109T g t = 张力安全系数 1 3.912kg = 应力安全系数 2 3.662kg = 承载素长度：734g S m = (2) 承载索作用在塔顶上的力
作用于江北垂直力：34.771Vg t = 水平力： 5.61Hg t = 作用于江南垂直力：36.387Vg t = 水平力： 6.435Hg t = 5.3 起重索受力计算
滑轮组轮数13m =；工作绳数24m =；滑车、转向滑车效率系数10.96η=，转向滑车个数
12η=
起重索绕过卷扬机上的张力 2.17q Tg t =，张力安全系数17.166kq =，应力安全系数
2 4.546kq =。

5.4 牵引索受力计算
近点张力546.779w H t =，爬升角8.021g γ=
(1) 跑车的运行阻力 1 1.395w g t = (2) 摩擦阻力 20.091w g t
=
(3) 滑轮转动阻力 30.436w g t = (4) 后牵引索的自然张力 40.524
w g t = 2.446g T t =，张力安全系数3 6.355kg =，应力安全系数4 4.259kg =
工作索道选用2JK8t 双筒卷扬机为起吊、牵引动力，考虑安全储备，最大起重能力按85%计算，8×85%=6.8t ，满足要求。

6 塔顶索鞍及横移系统设计
塔顶索鞍由牵引滑轮组、承重滑轮组、承重梁、分配梁、顶部横梁、连接梁及连接杆等组成。

两岸共计设有四组索鞍（包括工作索）以满足起吊的要求。

索鞍安装在塔架的顶部对起重小车起牵引、承重及起升重物的作用。

索鞍底部的分配梁直接与塔架顶部的工字形滑移横梁连接。

索鞍采用液压千斤顶顶推移动。

每个索鞍均能在油缸的作用下沿塔顶轨道横桥向移动，到位后安装锁定螺栓固定。

钢丝绳偏角为4.66°
主索索鞍两侧布置工作索道。

主索道索鞍与工作索道索鞍联为一体，同步移动。

同时根据需要，可以分离，独立调整使用。

7 扣索及后锚索布置
7.1 钢箱拱安装施工阶段
（1）安装ZG1节段；张拉扣索KN1，张拉锚索MN1。

阶段一示意图
（2）安装ZG2节段；张拉扣索KN2，张拉锚索MN2。

阶段二示意图（3）安装ZG3节段；张拉扣索KN3，张拉锚索MN3。

阶段三示意图（4）安装ZG4节段；张拉扣索KN4，张拉锚索MN4。

阶段四示意图
7.2 扣索、后锚索布置及索力计算成果
扣索锚固梁在塔顶分层布置。

扣索固定端设在拱肋节段上，张拉锚固端锚固在塔顶上的锚箱内。

在对应的扣索位置设置锚索，固定端平行布置在扣索地垄上，在设置在塔顶上的锚箱内张拉锚固，用于平衡扣索的水平力。

扣锚索角度及索力表
8 缆风索设计计算 8.1 风荷载计算
风荷载计算参照设计图纸说明、《建筑结构荷载规范》计算 风荷载计算公式
1230W K K K W =
1
K ：风载体形系数；
2
K ：风压高度变化系数；
3K ：地形、地理条件系数；0W
：基本风压值
具体计算值参考后面11.3节的风荷载计算。

根据受力平衡，单组前、后缆风提供的水平力分别为：44H t =
单组左、右侧缆风提供的水平力分别为：14H t =
8.2 缆风索设计
根据在前面的计算，可知作用在塔顶的水平力H 为
112.34H H
H H H H t =++++=∑工风主
起牵
上式中，H 分别为主索、起重索、牵引索、工作索道、风荷载作用于塔产生的水平力。

按塔顶容许位移计算缆风索的安装张力：
由于索塔采用固结，参照无支架缆索吊装及塔架设计规定，塔顶容许位移为
[]1100.314350350
H m δ=
== 计划采用前抗风为2×2Φ34.5，后抗风为2×22Φj 15.24，控制塔顶最大位移0.2m 。

(1)因为前风缆发生负位移后比后风缆发生正位移时所需的安装张力为大，故选前风缆用试算法确定满足最小位移所需要的安装张力。

假定前抗风安装的单根初张力为H 01=220KN ，建立张力方程式：
3
2
11
0111112010A H H K H A H δ⎛⎫-+--= ⎪⎝
⎭
以位移δ=0.2m 控制，故110.2105.33621.0672K kN δ=-⨯=-,A 1=360200代入方程得
3211236020022021.06723602000220H H ⎛
⎫----= ⎪⎝⎭
∴ 解得 H 1=239.885kN 则位移前后的张力差为：ΔH=220-239.885=-19.885kN 与δ1K 1= -21.062kN 很接近,误差近5%范围，故前缆风索单根所需的水平安装张力可定为220kN
此时,其跨中垂度为221 4.1942360/1000
6.28822
GL f f m H ⨯⨯=⇒==⨯安安 前抗风单根实际安装力：T 01=H 01/cos β1=220KN 位移后前抗风单根张力：T 1=H 1/ cos β1=239.885kN
安全系数：K=[T]/T 1=698.1×2/440=3.17>[k]=3，
(2)根据平衡条件，可得后抗风安装的单根初张力为H 01=20KN ，建立张力方程式：
32
1101111
12010A H H K H A H δ⎛⎫-+--= ⎪⎝
⎭ 以容许位移控制，故110.2139.93527.987K kN δ=⨯=, A 1=2626代入方程得
311226262027.9872626020H H ⎛
⎫-+--= ⎪⎝
⎭ ∴ 解得 H 1=42.852kN
后缆风索单根所需的水平安装张力可定为20kN 单根后抗风实际安装力：T 01=H 01/cos β1=22.45kN
安全系数：K=[T]/T 1=260/22.45=11.5>[k]=2(钢铰线，取安全系数为2) 8.2.2 主塔横向缆风索
索塔的横向抗风索用以平衡横向风荷载、主索偏角产生的水平力。

横向位移控制在0.2m ，计算方法与后缆风相同。

经计算横向缆风两侧各布置两组，每组采用7×φ15.2mm 钢绞线，单根水平力张拉至20KN ，为以后最大水平张拉力为39.106KN 。

单根后抗风最大实际安装力：T 01=H 01/cos30=23.09kN
安全系数：K=[T]/T 1=260/23.09=11.26>[k]=2(钢铰线，取安全系数为2)
9 塔架结构计算
9.1 塔架结构组成
罗文大桥吊装塔架总高92m ，横桥向塔顶总宽49.5m ，横桥向门洞净空尺寸41.5m ，顺桥向塔架总宽4m 。

塔架采用万能杆件及型钢拼装组成。

其中竖向杆件由4N1组成，顺桥向与横桥向横杆分别由2N4组成，顺桥向竖联斜杆由2N3组成，横桥向竖联斜杆由2N3、3N3组成，平联斜杆由2N5组成；轨道梁及其连接系分别由H 型钢700×300×13×14mm 及万能杆件槽钢20a 组成；塔顶分配梁及其连接系分别由H 型钢600×200×11×17mm 及槽钢20a 组成。

塔架结构如下图：
塔架结构图
9.2 计算模型的建立
模型采用midas建立。

单元：塔顶分配梁、轨道梁及其连接系部分采用梁单元；万能杆件部分采用桁架单元。

边界条件：塔底固结；塔顶分配梁、轨道梁之间，以及它们与上下结构的连接分别由刚性连接模拟；塔顶风缆采用节点弹性支撑模拟。

荷载：见荷载取值。

塔架模型图
9.3 荷载组合
塔架计算荷载包括：自重、主索道荷载、工作索道荷载、风荷载及缆风荷载。

1）自重
万能杆件建模时采用型钢截面不包含节点板及螺栓重量，故在模型计算中自重取1.45倍。

2）主索道荷载
主索道按照最大吊重58t设计，通过计算得吊装各主拱节段时主索道作用于塔顶的荷载如下
3）工作索道荷载
4）风荷载 风荷载计算公式
1230W K K K W =
1
K ：风载体形系数；
2
K ：风压高度变化系数；
3K ：地形、地理条件系数；0W
：基本风压值；
基本风压取值见下表：
风压高度变化系数按B 类粗糙度由公式
B 0.32z =(
)10z μ(z 为计算高度)计算：
风压高度变化系数
风载体型系数根据《建筑结构荷载规范》计算得：
5）缆风荷载
通过前面的缆风设置，经计算得：
通缆风布置两组，每组采用2根φ34.5mm钢丝绳，单根水平力张拉至22t，单组水平力为44t；其单组对应竖向力为2t。

后缆风布置两组，每组采用22×φ15.2mm钢绞线，单根水平力张拉至2t，单组水平力为44t；根据缆风布置角度，其单组对应竖向力为22.42t。

侧缆风两侧各布置两组，每组采用7×φ15.2mm钢绞线，单根水平力张拉至2t，单组水平力为14t；根据缆风布置角度，其单组对应竖向力分别为8.083t。

9.4 工况选择
根据塔架受力的最不利状态，制定以下十六个荷载工况进行加载：
1）工况一：起重小车均空载位于跨中位置，顺桥向九级风载，不加扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起重小车空载位于跨中位置主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向九级风荷载。

2）工况一：起重小车均空载位于跨中位置，顺桥向九级风载，两侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起重小车空载位于跨中位置主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向九级风荷载、两侧4组扣锚力荷载。

3）工况三：起吊ZG3(距塔中心61.2m)，顺桥向五级风载，单侧加2组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG3时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、单侧2组扣锚力荷载。

4）工况四：起吊ZG3(距塔中心61.2m)，顺桥向五级风载，两侧加2组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG3时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、两侧2组扣锚力荷载。

5）工况五：起吊ZG4(距塔中心101.4m)，顺桥向五级风载，单侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG4时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、单侧4组扣锚力荷载。

6）工况六：起吊ZG4(距塔中心101.4m)，顺桥向五级风载，两侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG4时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、两侧4组扣锚力荷载。

7）工况七：起吊ZG6(距塔中心118.8m)，顺桥向五级风载，单侧加3组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG6时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、单侧3组扣锚力荷载。

8）工况八：起吊ZG6(距塔中心118.8m)，顺桥向五级风载，两侧加3组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG6时主、工作索荷载、缆风荷载、顺桥向五级风荷载、两侧3组扣锚力荷载。

9）工况九：起重小车均空载位于跨中位置，横桥向九级风载，不加扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起重小车空载位于跨中位置主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向九级风荷载。

10）工况十：起重小车均空载位于跨中位置，横桥向九级风载，两侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起重小车空载位于跨中位置主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向九级风荷载、两侧4组扣锚力荷载。

11）工况十一：起吊ZG3(距塔中心61.2m)，横桥向五级风载，单侧加2组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG3时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、单侧2组扣锚力荷载。

12）工况十二：起吊ZG3(距塔中心61.2m)，横桥向五级风载，两侧加2组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG3时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、两侧2组扣锚力荷载。

13）工况十三：起吊ZG4(距塔中心101.4m)，横桥向五级风载，单侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG4时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、单侧4组扣锚力荷载。

14）工况十四：起吊ZG4(距塔中心101.4m)，横桥向五级风载，两侧加4组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG4时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、两侧4组扣锚力荷载。

15）工况十五：起吊ZG6(距塔中心118.8m)，横桥向五级风载，单侧加3组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG6时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、单侧3组扣锚力荷载。

16）工况十六：起吊ZG6(距塔中心118.8m)，横桥向五级风载，两侧加3组扣锚力。

荷载包括：塔架自重、起吊ZG6时主、工作索荷载、缆风荷载、横桥向五级风荷载、两侧3组扣锚力荷载。

9.5 主塔结构受力分析
9.5.1 整体位移
塔架整体位移图
从图中可以看出，塔架结构的位移以顺桥向位移为主，顺桥向风载对塔架结构位移影响明显，结构最大位移发生在工况一、二，即九级风空载状态下，最大位移为18.14cm，小于容许位移，固满足要求。

9.5.2 支座反力
从图中可以看出，塔架结构的支座反力以竖直方向反力为主，结构最大支座反力发生在工况二、十，即九级风空载、扣力全加上的状态下，最大支座反力为114.97t 。

9.5.3 杆件结构内力
（1）4N1杆件内力
4N1杆件内力图
从图中可以看出， 4N1杆件主要以压力为主。

在空载作用下受力比较小，如图工况一、九所示；在满载状态下，各工况受力比较均匀，如图工况二～八、工况十～十六所示。

杆件所受最大拉力发生在工况十五为13.2tt，所受最大压力发生在工况八为-126.35t。

4N1杆件的容许轴力为129.6t，故满足要求。

（2）2N3杆件内力
从图中可以看出， 在各工况加载过程中，2N3杆件受到的拉力在空载作用下比较小，如图工况一、九所示；在单侧扣力状态下比两侧扣力状态下要大些，最大拉力发生在工况七为30.04t 。

2N3杆件受到的压力受顺桥向风载影响比较大；在满载状态下，各工况受力比较均匀，杆件受到的最大压力发生在工况十六为-32.77t 。

2N3杆件的容许力为34.4t ，故满足要求。

（3）3N3杆件内力
3N3杆件内力图
从图中可以看出，在各工况加载过程中，3N3杆件受到的拉力在空载作用下比较小，如图工况一、九所示；在满载状态下，各工况受力比较均匀，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大拉力发生在工况十五为29.57t。

2N3杆件受到的压力在空载作用下受顺桥向风载影响较大，如图工况一、九所示；在满载状态下，受扣力影响较大，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大压力发生在工况十六为40.66t；3N3杆件的容许力为51.6t，故满足要求。

（4）4N3杆件内力
4N3杆件内力图
4N3杆件属于局部加强杆件，从图中可以看出，在各工况加载过程中，3N3杆件主要承受压力，在空载作用下内力较小，如图工况一、九所示；在满载作用下受力较大，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大压力发生在工况十五为-66.21t；4N3杆件的容许力为68.8t，故满足要求。

（5）2N4杆件（顺桥向）内力
2N4杆件（顺桥向）内力图
从图中可以看出，在各工况加载过程中，2N4杆件（顺桥向）受到的拉力在空载作用下比较小，如图工况一、九所示；在满载状态下，各工况受力两侧扣力状态比单侧扣力状态大，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大拉力发生在工况十四为12.88t。

杆件受到的压力在各工况作用下分布比较均匀，最大压力发生在工况十五为10.98t。

2N4杆件（顺桥向）容许力为15.2t，故满足要求。

（6）2N4杆件（横桥向）内力
2N4杆件（横桥向）内力图
从图中可以看出，在各工况加载过程中，2N4杆件（横桥向）受到的拉力在空载作用下比较小，如图工况一、九所示；在满载状态下，受横向风载影响明显，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大拉力发生在工况十六为29.48t。

杆件受到的压力在各工况作用下分布比较均匀，最大压力发生在工况七为-20.99t。

2N4杆件（横桥向）采用8个螺栓连接，容许力为30.4t，故满足要求。

（7）2N5杆件内力
2N5杆件内力图
从图中可以看出， 在各工况加载过程中，2N5杆件受到的拉力和压力在空载作用下比较小，如图工况一、九所示；在满载状态下，杆件受力在各工况作用下分布比较均匀，如图工况二～八、工况十～十六所示，最大拉力发生在工况七为9.34t ，最大压力发生在工况七、工况八为-8.72t ；2N5杆件的容许力为10.6t ，故满足要求。

9.5.4 梁体结构应力
（1）轨道梁应力
轨道梁应力图
从图中可以看出，轨道梁的应力以受压为主，最大应力发生在索鞍下方直接承受荷载的位置，属于在力的传递过程中局部应力集中现象。

梁体所受最大拉应力发生在工况一为68.24MPa，最大压应力发生在工况七为-176.71MPa。

（2）分配梁应力
轨道分配梁应力图
从图中可以看出，分配梁受到的拉应力和压应力对称分布，最大应力发生在轨道梁下方直接承受荷载的位置，属于在力的传递过程中局部应力集中现象。

梁体所受最大拉应力发生在工况七为173.92MPa ，最大压应力发生在工况十六为-156.55MPa 。

（3）轨道梁、分配梁连接系应力
轨道梁、分配梁连接系应力图
从图中可以看出，连接系受到的拉应力和压应力对称分布，属于在力的传递过程中局部应力集中现象，最大应力发生节点位置，受缆风力、承载力综合作用影响。

梁体所受最大拉应力发生在工况七为133.22MPa，最大压应力发生在工况七为-133.55MPa。

9.6 结构整体稳定性计算
索塔的整体稳定性可通过空间有限元法进行验算，对整体塔架结构进行屈曲分析，求出其临界荷载值。