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1、关河牛栏沟电站钢丝绳便桥设计校核及建议一、设计概述 牛栏沟水电站坝址位于云南省大关县牛栏沟村处，是横江岔河至盐津县城河段八个梯级电站开发方案的第六级，是以发电为主的水电枢纽工程，电站采用河床式开发，装机容量2.48MW。 本计算书主要为校核左泄洪闸与右泄洪闸间搭建的临时交通便桥通行和承载能力。该便桥为钢索桥，跨度25米，主要为施工人员通行便桥，无过车和建筑材料运输要求。桥面宽度1.2m，两端分别锚固于左泄洪闸闸墩和右泄洪闸闸墩EL494.0m高程，便桥下方为厂房施工作业面。二、钢丝绳便桥的计算与校核(一)、钢丝绳便桥的计算 1.钢丝绳便桥采用22钢丝绳做主缆，绳上满铺实木条板（考虑钢丝绳受力安
2、全系数达到要求，且考虑木条板的长度，主缆采用三条，间距为0.6m），并以2.5米的间距加设与木条板同长度的16钢筋，将钢筋与主缆和边缆同时固定，边缆采用12钢丝绳。2.为防止施工人员步行通过时引起钢丝绳晃动使人员跌倒造成坠落事故，加设12限位钢丝绳。 3.钢丝绳便桥主缆两端地锚采用桩式地锚，单侧地锚采用825钢筋通过在闸墩上钻孔锚固于闸墩，最小钻孔锚固深度60cm，灌注水泥浆。地锚的具体设计如下图。(二)、钢丝便桥所受荷载 1.均布荷载：钢丝绳每米自重、人群荷载、木条板、固定钢筋、等重。 2.集中荷载：便桥要全面考虑各种可能存在的施工荷载及其最不利的组合状态来进行设计计算, 钢丝绳便桥除了承受
3、主绳自重和绳上铺设物等均布荷载的作用外,还要考虑根据施工需要通过一定数量的人群荷载和施工周转材料、工具确保便桥有足够的施工安全,满足相关安全规范的要求。由于便桥不是运载主要施工材料的通道，仅供施工人员通行，因此本计算中考虑6名施工人员同时集中通过便桥，以此作为集中荷载。(三)、钢丝绳的计算1确定钢丝绳便桥的跨度、工作垂度：跨度L=25m，外荷载作用下垂度取f=L20=1.25m。2钢丝绳便桥最大张力和强度验算（1）、钢丝绳1.96kg/m,3条主缆钢丝绳单位重为:q1=1.96310=58.8N/m,公称抗拉强度为1570MPa,破断力T=271KN;（2）、人群荷载: 取6个人同时走在桥上,
4、每人按照70kg计,合计为:Q=67010=4200 N;（3）、木条板、钢筋配置、栏杆等总重：木条板5条一米，每条6kg，每米重q2=6510300N；直径16的钢筋全桥总长103.636米 ，直径12的钢筋全桥总长22550米。钢筋部分总重：361.58+500.888=101.28KG。单位长度重量：q3=101.282510=40.5N。边缆每米重量q4=0.584410=23.36N。（6）、钢丝绳最大张力和强度计算均布力：q=q1+q2+q3+q4=58.8+300+40.5+23.36=422.66N/m集中力：Q=4200N主索最大水平张力：Hmax=Mmax/f26.25其中
5、Mmax= ql28QL/4=422.662528+4200254=59.27KN.MHmax=59.27/1.25=47.41KN, COS=(25/2)/(1.252+252/4)0.5=0.975Tmax=38.04/COS=47.41/0.975=48.63 KN安全系数K=0.8T破/ Tmax=0.8271/48.63=4.4634符合要求。3锚固端的抗拔力计算锚固端侧视图：锚固端受力计算简图：为安全起见，锚固钢筋计为4根直径25的螺纹钢筋，沙浆注入长度取0.4m，保守计算把所有荷载按直接拉力计算：钢绳重量：G1=（1.96+0.584）25=63.6KG木条板重量：G2=3025
6、=750KG固定钢筋重量：G3=101.28KG人群荷载重量：G4=420KG总荷载：G=63.6+750+101.28+420=1334.88KG每根锚固钢筋承担的重量：Gn=1334.884=333.72KG由于锚固钢筋是后期通过钻孔插入灌浆后锚固，在此将锚固力按照岩石锚杆进行计算。荷载标准值：Nak=Htkcosa荷载设计值：Na=rQNak式中Nak锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na锚杆轴向拉力设计值（kN）；Htk锚杆所受水平拉力标准值（kN）；锚杆倾角（）；rQ荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。计算得：轴向拉力标准值Nak=HtkcosaHtkcosa
7、a2.40 3.40.707451.70.560轴向拉力设计值Na=roNak=3.20 （KN）2.26 （KN）沙浆与原闸墩的锚固长度：laNak2fy式中：la锚固段长度（m）；D锚固体直径（m）；frb地层与锚固体粘结强度特征值（kPa），应通过试验确定，当无试验资料时可按规范取值；1固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。计算得：la0.484m钢筋与砂浆的锚固长度：laroNa3ndfb式中la锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度（m）；d锚杆钢筋直径（m）；n钢筋（钢绞线）根数（根）；ro边坡工程重要性系数；fb钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）
8、，应由试验确定，当缺乏试验资料时可按规范取值；3钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72.计算得：la0.379m由以上计算可以看出实际锚固长度L=0.4m0.379m满足要求。三、钢丝绳便桥使用安全建议1、钢丝绳便桥两端高程应与地面持平,以方便人员通过。2、定期检查锚固钢筋与立柱的焊接点，出现裂缝或变形应立即停止使用便桥。3、定期对钢丝绳和锚固钢筋进行锈蚀检查，涂刷防锈油。4、对木条板、护栏安全网应定期更换，出现破损腐烂的木板不允许继续强行使用。5、建议加设防侧翻的限位钢丝绳，每端2根并锚固于闸墩上。6、防止高空落物冲击便桥造成事故。7、便桥上一次性通过
9、人员重物总载不许超过0.25吨,单点集中荷载考虑木条板的承受力不许超过80公斤,且任何时候综合载荷不许造成便桥出现侧倾,应在两桥头显眼处设置好限载标志及具体、易懂的文字警示牌,并向所有施工人员作好书面的安全技术交底。8、便桥下方为主厂房施工作业面，应防止从便桥上高空落物，造成事故。参 考 文 献【1】交通部. JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范.北京:人民交通出版社,2000【2】杨文渊,徐犇.简明公路施工手册(第二版).北京: 人民交通出版社,1999【3】交通部.公路施工手册桥涵(下册) .北京:人民交通出版社,2000【4】周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册 .北京:人民交通出版社,20016
