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1、2 羊毛坪缆索吊装计算书2.1 主索系统计算（单组主索 639 钢丝绳，索跨 157.8m,吊重 25t）羊毛坪大桥安装上、下游两套缆索吊装系统，其结构形式和受力特征基本一致，本文以下游下游主索系统为例进行单个缆索吊结构分析计算。2.1.1 主索计算1、结构参数表 2-1 主索系统材料参数表主索起重索牵引索型号637+1637+1661+1根数一直径(mm)639619.5122单位重量（kg/m）5.3081.3271.728钢丝直径(mm)1.80.90.8总断面积(每根)(mm2)564.63141.16183.88公称抗拉强度(MPa)170017001700(单根)钢绳理论破断拉力(
2、KN)959.87239.97312.60(单根)钢绳破断拉力 (KN)787197256备注：钢绳理论破断拉力=公称抗拉强度钢丝总断面积，钢绳破断拉力=钢绳理论破断拉力换算系数，型号 637+1 和 661+1 的钢丝绳换算系数为 0.82。2、主索荷载（1）均布荷载 G（钢丝绳组自重）表 2-2 钢丝绳自重计算表主索牵引索起重索总单位重g(KN)总重G(KN)根数611每根单位重(Kg/m)5.3081.7281.327单位重 (KN/m)0.31210.01690.01300.342050.5481（2）集中荷载 Q 跑车重 Q1=20.5=1t 吊点重 Q2=21.5=3t 起重索自重
3、(走“6”线布置)Q3=26501.327/1000=0.796t 考虑计算吊重 Q4=25t（试吊时按 1.2 倍吊重 30t 进行）作用于一组主索上的集中荷载：最大荷载 Qmax=Q1+Q2+Q3+1.2P4=1+3+0.796+30=34.796t =341KN架空荷载 Q0=Q1+Q2+Q3=1+3+0.796=4.796t =47KN3、最大吊装重量时主索的最大垂度和最大张力（1）最大垂度在缆索吊装过程中，主索的线形和张力是相互影响的，它们需要采用循环迭代方法来求解。但本次缆索吊装系统的验算，由于塔架顶高程和拱肋的最高高程已基本确定，因此主索的最大容许垂度即可确定：主索的最大容许垂度
4、f24.72-2-2-1.5-2.5-115.72m，因此缆索吊装方案中将主索最大垂度设计为 15mf15.72m，能满足吊装高程的要求。（2）主索最大张力和强度验算设跨中产生最大垂度 fmax=15m。图 2-1 主索计算简图Hmax=)cos844(12maxglQsQl f=)88 .157342. 0413341 48 .157341(1512=894KN式中 s两吊点之间的间距，s13m。主索的最大拉力位于左岸塔顶，对应主索垂直分力。左岸：V=+Htg=235KN2Qgl 429. 2125224138 .1570.342tg右岸：V左=160KN右VQglcos主索的最大拉力：Tm
5、ax=924KN22 maxVH22235894 对应右岸最大拉力：T=908KN22 maxVH22166894 主索极限拉断力：Tn =7876=4722 KN不考虑冲击系数，主索的安全系数：，K3.5 满足11. 59244722maxTTKn规范要求。4、索接触应力和主索拉应力的验算（1）主索接触应力验算主索最大接触应力：MpaDdEFTk1 .6314 . 0 0018. 075600388. 3924minmax 1max式中 Dmin平滚最小直径，其值为 0.4mF主索（639）钢丝绳总截面积，F=6564.63=3388mm2d主索 39 钢丝绳钢丝直径Ek主索弹性模量。主索接
6、触应力安全系数：，满足规范要求。 277. 21 .63117001maxK（2）主索拉应力验算主索最大主拉应力：MpaFTE nQ FTk7 .691388. 39241075600 6341 388. 39243maxmax 2max主索主拉应力安全系数：，满足规范要求。 246. 27 .6911700maxK5、架设空缆时的初始张力和垂度根据上述最大吊装重量下的主索的线形和张力，可以逆向求出架空缆时的初始张力和空载（安装）垂度。（1）空缆架设时的主索初始张力空缆架设时的主索初始张力的水平分力 H0的计算公式为：024coscos81324cos22 2 00max2 2 max2 2
7、03 0 FEGFEGQQHGGQQHFEHH将此式简化为02 03 0BAHH式中 钢丝绳的换算弹性模量，考虑到主索两端锚固端长度较长，E，为钢丝绳的弹性模量，因此kEllEkEMPaEk75600；MPaE35008756006 .968 .15737.868 .157F所有钢丝绳的面积 F=6564.63=3388mm2；Q吊装时总荷载 Q341KN；Q0跑车空载时的重量 P047KN；G主索（包括起重绳和牵引绳）自重 G50.548KN；Hm主索最大水平分力 Hm=924KN。因此，A1622KN B84743913KN3由此可以求得 H0215KN（2）初始安装时的跨中垂度由 H02
8、15KN 进而可以求得主缆初始安装时的跨中垂度:malHQ Hglf9 .12138 .157215447 21588 .157342. 0482000206、两岸近塔点起吊计算（1）右岸第一段与主塔太近，距右岸主塔架 15m 处为系统最近吊点，同时也是跑车最大升角位置。计算在右岸塔架前 15m 起吊最大拱肋时的主索张力及升角。计算方法上述一样，计算公式为：0242)(324222 223 FEGFEGQQlxlxHGGQQHFEHHxxm mxx 上式简化为023DCHHxxQx=Q=341KN ；x=15m 带入式中，求得 A=1622 KN； B701419795KN3 ,由此可以求得
9、Hx=566KN。对应主索的垂直分力右岸：V右=312KNHtglxlQgl)( cos2左岸：V左=83KN主索的最大拉力：Tmax=646KN22 maxVH2283312 mlHxlQx Hxlgxfxxx8 . 8158 .15715)8 .157566341 5662342. 0(2)(相应的主索升角 计算公式为： lQg Hxltgtgxcos22 8 .157341 cos238. 031221528 .157429. 2tg1519.18（2）左岸距塔架 22 位置为拱肋起吊点，依照上述方法计算结果如下：左岸：Hx=654KN；V左=348KN；f=10.7m；T=741KN。
10、右岸：Hx=654KN；V右=47KN。2.1.2 起重索计算1、起重索绕过卷扬机端的张力由于对于单个缆索是采用两点吊装，其卷扬机端张力的计算公式为：=37.4KN21max2mnQT起 起2596. 098. 0622 .331 式中 Q起最大起吊荷载=（3+0.796+30）9.8=331.2KN；跑车中起重索采用钢丝绳走“6”布置，即有效绳数为 n=6，滑轮组轮数m=5，转向滑轮数 =2；滑轮组效率，取 0.98；1转向滑轮效率，取 0.96。22、起重索安全系数（1）主拉应力安全系数：，满足规范要求。 527. 54 .37197max起TTKn（2）起重索的接触应力MpaDdEFTk
11、1 .5372509 . 07560010002 .1414 .37min5 .19max max起起起 起式中 D滑轮最小直径，取大于 12 倍钢丝绳直径，250mm；F起起重索截面积；起重索钢丝直径。5 .19d接触应力的安全系数：，满足规范要求。 217. 31 .5371700max起K2.1.3 牵引索计算1、牵引索牵引阻力计算（1）跑车运行阻力 W1KNQW83.92)1519.18cos008. 01519.18(sin291)cos(sinmax1max1式中 1钢丝绳与跑车德运动阻力系数，滑车为球轴承时 1=0.008。（2）起重索运行阻力 W2 KNTWm86. 998.
12、014 .3721243 max2起式中 起重索穿过滑车的效率，滑车为球轴承时 =0.98；m起重索穿过跑车和滑车的数量,m=3+4=7（3）后牵引索的自然张力 W3fxgW823牵KN87. 2158)158 .157(0169. 02 式中 g牵为牵引索单位长重量；f后牵引索的自然垂度，控制在 15m 左右。（4）牵引索总牵引阻力 WKNWWWW56.1053212、牵引索安全系数计算（1）牵引索的最大拉力 KNWTn29.11598. 020169. 08 .157256.1052lg22 max牵牵式中 牵引索穿过滑车的效率，滑车为球轴承时 =0.98；n牵引索穿过滑车的数量。拉应力安
13、全系数：，满足规范要求。22. 229.115256max牵TTKn（2）牵引索的接触应力MpaDdEFTk89.868250875600100088.18356.105min22max max牵牵牵 牵式中 D滑轮最小直径，取大于 12 倍钢丝绳直径，250mm；F牵牵引索截面积；牵引索钢丝直径。22d牵引索接触应力的安全系数：，满足规范要求。 96. 189.8681700max牵K2.1.4 主索对主塔作用力主索在主塔产生的水平力公式（向跨中为正）：H=sin22 主主主VHH主索在主塔产生的下压力公式（向下为正）：V=cosHV22 主主主V式中 V主主索靠跨中竖向作用力；H主主索靠跨
14、中水平作用力；边跨主索与主塔的夹角。计算结果如下：表 2-3 主索对主塔作用力计算表(弧度)垫梁反力 工况H(KN)V(KN)H(KN)V(KN)H(KN)V(KN)距左主塔22m起吊653.70348.18-71.24499.88跨中吊装893.98235.41-10.88424.75距右岸主塔15m吊装566.1383.436.02200.63(弧度)垫梁反力 工况H(KN)V(KN)H(KN)V(KN)H(KN)V(KN)距左主塔22m起吊653.7046.8390.77382.44跨中吊装893.98159.61113.96624.63距右岸主塔15m吊装566.13311.5911.
15、07642.501.36451.0332-71.24499.88主塔最大受力靠跨中主索所用力主塔受力左岸113.96642.50靠跨中主索所用力主塔受力右岸2.2 扣索系统计算单肋分 5 段吊装悬拼，由于节段不多，扣索张力可采用静力平衡法计算。节段架设期间的联结视为铰接，考虑施工人员和其他小型机具等，在个节段骨架自重基础上再加 20KN 施工荷载，第 3 段（和龙段）吊装时，按自重的25%作用在第 2 段端头上。2.2.1 结构参数图 2-2 扣索计算简图表 2-4 节段参数表节段编号左一左二合龙右一右二弧长(m)24.9624.8823.6224.8824.88重量W(KN)250250250250250l1(m)19.6718.0419
