水口吊桥计算书

一、结构承载力分析、计算

1、验算说明

桥面宽度：净2.5+2×0.25米。

2、验算程序

采用Midas civil2006进行结构验算。

3、验算荷载等级

满布人群荷载3.5kN/m2。

4、验算原始数据

主缆：

主缆采用Φ44（6×41WS+IWR）高强度镀锌钢丝绳，选用钢芯钢丝绳，单根钢丝绳的最小破断拉力为1220kN，钢丝绳公称抗拉强度为1770MPa，每股主缆采用3根钢丝绳，主缆的中心距为3.3m。两侧为无悬吊荷载的后缆，主跨为100米，垂度为10m，垂跨比为1/10。

吊杆：

吊杆采用Φ32的HRB335钢筋，上端用索夹与主缆相连，下端则采用专门加工的吊夹与桥面系的横梁联结。吊杆的纵向间距为2.5m。

桥面系：

横梁采用工字钢—I16,中间纵梁采用2根工字钢—I14,两边采用2根槽钢—[14a，纵梁支撑在横梁上，并在纵梁上铺设5mm厚的钢板。

5、计算模型建立及计算结果

5.1 计算模型

模型如图1。

主缆单元：1～42 82～123

吊杆单元：43～81 124～162

5.2 截面验算及荷载组合

验算部位：主缆、吊杆、桥面系（横梁和纵梁）

验算荷载内容为桥梁运营阶段主缆、吊杆及桥面系的受力

状态。

（1）承载能力极限状态下各种荷载组合如下：

基本组合：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

第4.1.6条的规定；

（2）正常使用极限状态下各种荷载组合如下：

长期效应组合：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG

D60-2004）第4.1.7条的规定；

短期效应组合：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG

D60-2004）第4.1.7条的规定；

5.3 计算结果

5.3.1最不利位置

主缆拉力最大位置：塔顶处。

吊杆拉应力最大处：跨中。

5.3.2强度计算（表一、表二、表三）

表1 主缆验算表

表2 吊杆验算表

表3 桥面系强度验算表

注：

1.主缆的最小破断拉力取自《重要用途钢丝绳》（GB

8918-2006）。

2.主缆安全载重系数取自《公路桥涵设计手册—基本资料》。

3.吊杆的抗拉强度设计值取自《公路钢筋混凝土及预应力混

凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

4.桥面系强度的轴向应力容许值取自《公路桥涵钢结构及木

结构设计规范》（JTJ 025-86）中表1.2.5。

由表1、表2和表3可以看出：主缆、吊杆及其桥面系的承载能

力均满足受力要求。

5.3.3位移验算

5.3.3.1 满布人群荷载作用下跨中竖向位移验算：

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.1.5条规定，汽车荷载作用下所引起的竖向挠度，不应超过

L 4001,即为mm 250100000400

1=⨯。而满布人群荷载作用下产生的跨中最大竖向位移为f =232mm<250mm ，小于规范值。

5.3.3.2 满布人群荷载作用下1/4跨竖向位移验算：

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.1.5条规定，汽车荷载作用下所引起的竖向挠度，不应超过

L 4001,即为mm 2501000004001=⨯。而满布人群荷载作用下产生的1/4跨最大

竖向位移为f =132mm<250mm ，小于规范值。

所以位移满足规范要求。

注：按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.5.34条规定，桥梁横向稳定性满足要求。

二、输出分析结果

[选择的荷载组合] 荷载组合荷载组合内容

-------------------------------------------------------

基本组合 1.2 ×自重 + 1.4×LC

短期效应组合 1.0 ×自重 + 1.0 × LC

长期效应组合 1.0 ×自重 + 0.4 × LC

其中LC为人群荷载工况，人群荷载标准值为3.5kN/m2（满布）

______________________________________________________

模型单元图和具体内力、应力图见图2～12，

并附内力和应力数据。

二、锚碇抗滑稳定性验算

因两岸锚碇形式一样，以新棘村岸进行验算。

经计算在最不利组合下，钢丝绳的最大拉力为1001.3kN ,新棘村岸钢丝绳的最大拉力为kN T 6.200223.1001=⨯=,如图所示，

kN G 346224)53.375)5.48.2(2

1(=⨯⨯+⨯⨯+⨯= kN G 84.110732.024)53.375)5.48.2(2

1(18sin =⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=︒; kN G N 9.328895.0346218cos =⨯==︒;

偏安全地取摩擦系数5.0=μ 安全系数3.137.16

.200284.11079.32885.018sin >=+⨯=+=︒

T G N K μ 其中安全系数3.1=K 取自《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）

经计算两岸锚碇抗滑稳定性满足规范要求。

三、拉杆强度验算

经计算，最不利组合下，单侧钢丝绳（3根）的最大拉力为1001.3kN ，一根钢丝绳的拉力为：kN T 8.33333.1001==

此人行索桥采用简易粗钢筋作为拉杆，直径为HRB335的Φ50，极限承载拉力kN T 85.5492802525142.3=⨯⨯⨯='。

由于拉杆需要弯折，考虑10％的强度折减后拉杆的实际极限承载拉力kN T 87.4949.085.549=⨯=''. 拉杆的实际安全系数为48.18

.33387.494==''=T T k 。 所以拉杆强度满足要求。

四、索塔和塔墩基础计算

经计算，此索塔主要受压应力，最大压应力为kPa 794，C30混凝土的抗压设计强度为13.8MPa 。

所以索塔应力满足规范要求。

塔墩基础最大压应力为kPa 253，基础置于弱风化灰岩中，承载力为MPa 9.1。

所以基础应力满足要求。