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南宁永和大桥缆索吊装系统设计计算书1

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南宁永和大桥缆索吊装系统计算书 - 1 - 南宁永和大桥缆索吊装系统设计计算书 一：基础资料 235 448.72 235

210.5 210.5 β1 β3 β4 β2

56.36 56.36 Q=121.772T 76 76 76 76 桥台 中华路 南建路 1、

图1 缆索吊装计算简图 标高和尺寸单位：m 吊重：T 2、控制重量：G控 （1）、拱肋重 G1=121.772T（以最重的第二段拱肋重为控制重量） （2）、起重吊具重 G2=12T （3）、起吊绳重 G4=4组×8线/组×116m/线×1.98Kg/m=7.35T （5）、配重 G5=12T G控=G1+G2+G3+G4 =153.112T=1500.6KN 取P=1500KN 2、钢绳选用（见表1）

钢丝绳选用规格表 表1

名 称 主 索 起 重 索 牵 引 索 主 抗 风 型号 CFRC8×36SW 4×39S+5FC 6×37+1 钢铰线 根数 直径 2×8Φ56.0 4×8Φ22 2×2Φ28 4×6ΦJ15.24 单位重量（Kg/m） 14.98 1.98 2.768 1．102 面积（cm2） 16.67 2.08 2.945 1.4 抗拉强度（KN/cm2） 1960 1870 1550 1860

钢丝直径（mm） 2.6 1.0~1.7 1.3 破断拉力（KN） 2450 325 374 255 3、塔高确定 （1）天线工作垂度 f=448.72/12.5=35.9m 南宁永和大桥缆索吊装系统计算书 - 2 - （2）滑车组最小高度 h1=3m （3）跨越障碍物的安全高度 h2=3m （4）千斤头长度 h3=4m （5）吊重物的高度 h4=8m （6）其它不可预见的因素 h5=2m 则计算索塔顶标高为：155.5（拱顶标高）+f+Σhi=211.4 而索塔底标高为：74.00（索塔设置在12#墩15#墩的系梁上） 则索塔高度为：H=211.4-74=137.4m 取索塔高度为：H=137.4m 则索塔顶标高为：211.4

二：主绳计算 1、主索受力计算 作用在主索上的力分为两部分，一是均布荷载，二是集中荷载。均布荷载由起重索、牵引索、主索等三部分自重组成，即： G=（g1+g2+g3）×L G=（4×1.98+4×2.768+8×14.98）×448.72×9.8=611KN 集中荷载为P=1500KN 最大水平张力计算 Hm=[GL2+2P(L2-a)]/8fm =[611×448.72+2×1500×(448.72-25)]/8×35.9 =5381KN 竖向力V=（P+G）/2=1056KN 主索最大张力Tm=（Hm2+V2）1/2=(53812+10562)1/2=5487KN 主索安全系数K=[T]/ Tm=(8×2450)/5487 =3.57=[K]=3 故安全。 2、主索应力验算 （1） 荷载作用下的弯曲应力 缆索的弯曲应力计算采用以下公式 σw1=V[E/(TmF)]1/2/n =1500×[11500/(5487×133.36) ] 1/2/4 =46.97 KN/cm2 上式中，E-主索的弹性模量，E=11500KN/cm2 V-作用在缆索上的垂直荷载，V=1500KN F-缆索的截面积，F=133.36 cm2 n-作用在一根缆索上的滑轮数，n=4 （2） 包裹滑轮子的缆索弯曲应力 σw2=CeEδ/(D) 上式中，δ—钢丝直径 D—平滚最小直径 Ce=0.104+0.04×2×δ/(D) 代入上式得 σw2=9.8KN/cm2 南宁永和大桥缆索吊装系统计算书 - 3 - 所以，主索的拉应力为： σmax=Tm/F+σw1= Tm/F +V[E/(TmF)]1/2/n =5487/133.36+34.4=88.1KN/cm2 则：η=[σ]/ σmax=196/88.1=2.22>2 主索的接触应力为： σmax=Tm/F+σw2= Tm/F+ Eδ/(D)= 5487/133.36 +9.8=50.94KN 则接触应力的安全系数 η=[σ]/ σmax=196/50.94=3.85>[K]=2 故安全。 3、主索安装垂度计算 a:换算弹性模量 根据公式：Eη=El2/ΣLi

β1=β2=30.060

ΣLi=L1/cosβ1+L2+L3/cosβ2 =992m 则Eη=El2/ΣLi=448.72×11500/992=5202KN/cm2 a:换算弹性模量 根据公式：Eη=El2/ΣLi

β1=β2=30.060

ΣLi=L1/cosβ1+L2+L3/cosβ2 =992m 则Eη=El2/ΣLi=448.72×11500/992=5202KN/cm2 b: 主索安装架设时的张力与初始垂度计算(不安装吊具, PX=0时) 根据主索的张力方程，计算主索的初始张力H0, Hx3+AHx2-B-CX(L2-X)=0 式中K1=EkFCOS2β/24=5202×133.36/24 =28906KN K2=3Q(Q+G)+G2=(3×1500×(1500+527)+5272) =9399229KN2 A=K1K2/Hm2-Hm=4002KN B=K1G2=8028034474KN3 不安吊具时，PX=0 C=0 则B+CX(L2-X)= 8028034474 将数字代入Hx3+AHx2-B -CX(L2-X)=0得 Hx3+4002Hx2-8028034474=0 解得：Hx=1238KN 此时，相应的安装垂度为 f0=(GL2+2PXL2)/(8H0)=(527×448.72+0)/(8×1238)=23.88m =L/18.8 c: 主索安装架设时的张力与初始垂度计算(安装吊具, PX=280时) 根据主索的张力方程，计算主索的初始张力H0, Hx3+AHx2-B-CX(L2-X)=0 式中K1=EkFCOS2β/24=5202×133.36/24 =28906KN K2=3Q(Q+G)+G2=(3×1500×(1500+611)+6112) =9872821KN2 南宁永和大桥缆索吊装系统计算书 - 4 - A=K1K2/Hm2-Hm=4475KN B=K1G2=1.07912×1010KN3 安吊具时，PX=280KN(约) K3=12P(G+PX)=12×280×(280+611)=2993760KN2 C=K1K3/L22=429787 则B+CX(L2-X)= 1.07912×1010 +429787×448.722/4=3.242×1010 将数字代入Hx3+AHx2-B -CX(L2-X)=0得 Hx3+4475Hx2-3.242×1010=0 解得：Hx=2202KN 此时，相应的安装垂度为 f0=(GL2+2PXL2)/(8H0)=(611×448.72+2×280×448.72)/(8×2202)=29.82m =L/15.05 4、温度变化对主索张力的影响 设吊装时的温度为200C，若气温升高，则主索的水平张力减少，只有在气温降低时，主索的水平张力才会增大，因此取降温进行计算。 设气温由200C降低到50C，则ΔT=150C，张力方程式为： HT3+AHT2-B=0, 式中：A= K1K2/Hm2-Hm-εΔTEηF=4475-0.000012×15×5202×133.36=4350KN B=K1G2+P(P+G) EηFCOS2β/8 =28906×6112+1500×(1500+611)×5202×133.36/8=2.854×1011 将数字代入HT3+AHT2-B=0, HT3+4350HT2-2.854×1011=0 解得：HT=5408KN 比降温前张力增大ΔHT= HT- Hm=5408-5381=27KN

5、主索作用在塔顶上的力 当荷载作用在跨中时，此时塔顶上的力最大，有 则作用在中华路塔和南建路塔顶上的力为： V=T(sinβ1+ sinβ3)=3804.4KN H=T(cosβ3- cosβ1)=635N 上式中，β1=β2=30.060 β3=β4=sin-1(V/T)= sin-1(1056/5487)=11.0960

三：起重索计算 1、拱肋采用双吊点起吊，每个吊点使用一根Φ22钢丝绳，采用滑车组绕8线，则起重快绳拉力T按下式计算 T=(K-1)P,Kn-1Kt/(Kn-1) 上式中，k-滑车阻力系数,k=1.02 n-工作绳数，n=8 P/-计算荷载，P/=375KN t-导向滑车数，t=3 T=(1.02-1) ×375×1.028-1×1.023/(1.028-1) =53.3KN 安全系数K=325/53.3=6.1>[K]=5 南宁永和大桥缆索吊装系统计算书 - 5 - 选用8T的慢速卷扬机作动力装置。 2、起重索的应力安全系数 σm=T/F+Eδ/D=53.3/2.08+7560×0.17/48 =52.4KN/cm2 上式中，δ—钢丝绳的直径，δ=0.17cm D—转向轮最小直径，D=48cm 应力安全系数K/起=[σ]/ σm=187/52.4=3.56>[K]=2 故安全。 3、起重索作用在塔架顶部的力 参照图1，由起重索作用在塔架顶部的力 则作用在中华路塔顶上的力为： V=T(sinβ1+ sinβ3)= 147.8KN H=T(cosβ3- cosβ1)=24.7KN 上式中， β3=β4=sin-1(V/T)=11.096 0

四、牵引索计算 （一）以第一节段拱肋吊装时的总牵引力进行计算 1、安装第一节段拱肋的总牵引力计算，即X=55.34m时,Q=69.742+39=108.74T =1070KN Hx3+AHx2-B-CX(L2-X)=0 式中K1=EkFCOS2β/24 =28906KN K2=3Q(Q+G)+G2=(3×1070×(1070+611)+6112)=5769331KN2 A=K1K2/Hm2-Hm=28906×5769331/41862- 4186=5331KN B=K1G2=1.07912×1010KN3 K3=12P(G+P)=21584040KN2 C=K1K3/L22=3098631 则B+CX(L2-X)=1.07912×1010+3098631×55.34×(448.72-55.34) =7.825×1010 代入方程得， Hx3+5331Hx2-7.825×1010=0 解得：Hx=3058KN 此时，主索的升角为 θ=tg-1[(L2-2X)(g+P/L2)/(2Hx)]= 11.20 2、牵引索总牵引力由三部分组成，即 （1） 跑车运行阻力使牵引索产生的牵引力 T1=P(sinθ+fcosθ)=216KN 式中，f为跑车轮与主索的摩阻系数，f=0.008 （2） 起重索运行使牵引索产生的阻力 T2=4T起(1-ηm) =35.4KN 式中，球轴承η=0.98，m=9 （3） 后牵引索的松驰张力T3 T3=g(l2-X)2/(8f2)=50.9KN

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吊装方案计算书

吊装方案计算书

吊装方案计算书1.吊车荷载计算Pkmax=(Ta+Tb)/4=(1400+350)*10/4=5KNTa 为单元板块重量（kg）Tb 为小车自重2.横向水平荷载Tk=η(Q+Q1)*10/2N=0.2*(2+0.35)*10/4=1.175KN η系数，取为0.2Q为吊车额定起重量Q1为吊车重量N为吊车一侧车轮数3.纵向水平荷载Tkl=0.1ΣPmax=0.1*4*5=2KN4.吊车梁荷载设计值吊车梁的强度和稳定 P＝αβγPkmax=1.05*1.03*1.4*5=7.57KNT=γTk=1.4*1.175=1.65KN 局部稳定 P=αγPkmax=1.05*1.4*5=7.35KN吊车梁的竖向桡度 P=βPkmax=1.03*5=5.15KN5.强度计算：选用普工20σ＝Mx/ψWx=4PL/4/0.9*237000=7.57*4.8*1000000/0.9*237000=170.4MPa≤f=215MPa强度满足要求！6.稳定计算：σ＝Mx/ψφWx=7.35*4.8*1000000/0.9*237000＝157.7MPa≤f=215MPa稳定性满足要求！7.桡度计算：Vx=PL3/48EI+5QL4/384EI=5.15*1000*4800^3/48*210000*23700000+ 5*0.3*4800^4/384*210000*23700000=2.38+0.41=2.79mm≤L/800=4800/800=6mm桡度满足要求！8. 160x80x4钢方管强度校核校核公式：σ=N/A+M/γW<[fa]=215N/mm^2悬挑梁最危险截面特性：截面面积：A=1856mm^2惯性矩：Ix=6235800mm^4抵抗矩：Wx=77950mm^3弯矩：Mmax=3231200N*mm轴力：N=0Nσmax=N/A+Mmax/γW=0/2400+3231200/1.05*77950=39.478 N/mm^2<215N/mm^2强度能够满足要求。

南宁大桥4400kN缆吊专制吊具的设计与应用

南宁大桥4400kN缆吊专制吊具的设计与应用

总第 ２ ９ ３ 期 ２１ ０ ０年第 ２期
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒ ａ ｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔｏ ｃ ｃ ｅ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓｅ ｉｌＮｏ． ３９ ｒａ ２ Ｎ ｏ ２ Ａ ｐ ．２ ０ ． ｒ ０１
南 宁大桥 ４４ ０ｋ 缆 吊专 制 吊具 的设 计 与应用 Ｎ ０
主桥 由 ２条独 自向外 倾斜 的钢 箱 拱肋 、 曲线 钢箱 梁、 倾斜 吊杆 、 系杆及肋 间平 台等共 同构 成一个 三
肋起 吊动作 来控 制每 组索 道不平衡 索力 差 。
２ 设 计 思 路 及 主 要 计 算 内 容
维 的空间结构体 系来 承担 主桥 的全 部荷 载 。主桥 钢肋拱 及箱梁 节段采 用“ 先拱 后 梁 、 支架缆索 吊 无
此， 拱肋 从起 吊至 安 装 到位 需 经 多个 姿 态 调整 方
能实现空 中就 位 ， 相应 结 构 重 心 也随 姿 态调整 其 发生变化 ， 如采 用常 规步骤 及 施工 方 法 ， 经计算 ２ 组主索索 力差最 大值 为 ７ ０ｋ 已不 能满 足设计 ０ Ｎ，
要求 ， 此 ， 采 用程 序 化 的施 工 步骤 进行 操作 。 因 需
ａ ：况 一 ） Ｔ ：
２１ ０ ０年第 ２期
张瑞 霞 ： 宁 大 桥 ４４ ０ｋ 缆 吊专 制 吊具 的设 计 与应 用 南 ０ Ｎ
均 有 ４ 螺 栓 与扁 担 梁 连 接 固定 ， 个 吊挂 梁 底设 导 向 挡 板 。 吊挂 粱 与 扁 担 梁 的关 系 如 图 ３所示 。
组索力增 减量相 当 。
３ 专 制 吊 具 的 组 成
经分析研 究后确 定平 吊及 竖 向成桥两个 工况下 必 须采取在 主索 中心 处起 吊的方 式 。经过对平 吊状
缆索吊装系统计算分析

缆索吊装系统计算分析

春晓大桥缆索吊装系统计算书1 主索验算1.1缆索吊机主索概述本桥缆索吊机主索的计算跨径布置为224+336+224mm，采用各跨连续布置，中间转点支撑于塔架的索鞍上，两端锚固在锚碇装置上，鞍座顶与锚碇的竖直距离为126m，主索在施工中的最大垂度垂跨比为1/13（25.8m）。

主索分两组，每组由8φ56mm（CFRC8×36SW）满充钢丝绳组成。

缆索吊机的设计吊重为4×87.5t，吊点纵向间距9m。

1.2计算荷载参数1.2.1结构参数表1 结构计算特征参数1.2.2荷载参数（1）均布荷载单组主索8根，本桥不采用承索器，均布荷载只考虑主索自重，单根索自重W=14.98kg/m。

单组主索每延米重量为119.84kg。

（2）集中荷载（单位：t）本桥跨中2号节段重量为265.3t，靠近塔端最重12节段重量为338.1t。

因缆索系统主索张力在吊重荷载位于跨中时最大，计算中施工控制荷载的选取以跨中2号节段为准，以靠近塔端最重12节段重量为施工验算荷载对主索进行验算。

表2 集中荷载组成设计吊重工况:选取设计吊重荷载为350t ，采用双吊点起吊，平均到单根主索，每个吊点:P=10.9375t 。

施工验算工况：验算吊重荷载422t ，采用双吊点起吊，平均到单根主索，每个吊点:P=13.1875t 。

1.3计算假定为简化计算，对主索计算做如下假定： （1）不计塔顶的水平位移影响；（2）塔顶索力在索鞍两侧连续，即索力满足在索鞍两侧相等的条件； （3）承重索的自重恒载沿索为恒量，承重索在自重作用下呈悬链线，且满足线性应力应变关系；（4）在缆索吊装系统计算中，忽略滑轮直径和滑轮摩擦力的影响； （5）吊重集中荷载由4个吊点平均分担。

1.4计算理论1.4.1悬链线基本方程自重作用下的柔性索曲线可表示为左端水平力H 、左端竖向力V 分量和无应力索长S 0的方程。

[]))(ln()ln(200220H WS V WS V H V V W HEA HS X +-+--+++=（1）))((12222022020H WS V H V W EAVS WS Y +--+--=（2）式中： EA-索的抗拉刚度；W-索的每延米自重；X-两支点跨度；Y-支点高差；V'-索右端竖向力。

计算书大师软件使用教程之缆索吊装计算(主索、起重索、牵引索、扣索)

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之缆索吊装计算软件使用教程之缆索吊装计算“计算书大师”软件使用教程1、软件简介计算书大师软件（Calculation Sheets Master），英文简称CSM，最新版本CSM2013，该软件具备结构设计、施工计算的相关功能，包括：钢筋混凝土柱偏心受压配筋计算，缆索吊装计算，钢材压杆稳定计算，混凝土受冲切承载力计算，混凝土局部承压计算，喷射混凝土搅拌站基础计算，隧道通风设计计算，桩基相关计算，挡土墙计算，普通梁配筋计算，风荷载计算，钢结构连接（对接焊缝、角焊缝、螺栓）设计计算，新浇混凝土对模板侧压力计算（公路规范和铁路规范），滚石冲击力计算，工字钢抗弯、抗剪、抗压自动计算，线性内插计算，材料体积面积计算、截面特性计算等等，对部分规范中的参数采用数据库自动查询的办法，比如不同截面类型的钢柱受压稳定系数查表，混凝土抗拉、压强度设计值查规范，贝雷梁截面特性及杆件尺寸重量等参数查询等等，省去了查询相关规范和书籍的麻烦，同时也省去了您将计算书录入Word的麻烦，计算一步到位，完全自动化。

对结构设计人员及施工技术人员来讲，CSM软件是一位很好的“技术帮手”，“计算书大师软件”为工程技术人员快速化决策提供有力的技术支撑，大大节约了您编制计算书的时间！CSM软件由石家庄铁道大学2010届本科毕业生胡帮义开发，在开发的过程中得到了石家庄铁道大学硕士生导师、博士--黄羚教授的大力支持，同时得到相关同学的帮助，在此对他们表示诚挚的感谢！2、软件功能介绍计算功能缆索吊装计算功能2.1缆索吊装2.1.1开发目的在拱桥施工中经常要使用缆索吊机，缆索吊机的结构安全是保证施工安全的重要方面，结构安全的保证很大程度上需要对结构进行力学计算。

故设计人员需经常对相关索进行施工工况下计算，以确保满足施工受力要求。

在缆索主索计算中，有个索张力方程，方程相当复杂，还需要解一元3次方程试算。

计算工作量巨大，为了快速、方便、准备地进行该项计算，并生成Word版本计算书，特开发该项计算功能以减轻技术人员的劳动强度。