式中:Q—单位索重(KN/m) H—水平张力(KN)
D岸:DD′直线段、S50=L4/cosα2
弦孤差、△50=Q2×L43/(24×T202×cos4α2)
跨间空索初始索长
S20+△20=L+△H2/(2×L)+8×F02/(3×L)-32×F04/(5×L3) 则:空索初始长度
S0=S10+S20+S50+△10+△20+△50 (5) ②、重索计算 图(3)示。
βT1F1F2CP/2L2LL4 DΔHA1αBP/2L12T1A′αT3T2T3D′L3图(3)、吊重索跨布置图
设定前吊点重索垂度F2, 相应简支梁前后吊点弯矩
B处:M1=P×L1×[1-(L1+L2/2)/L]+ Q×L1×(1-L1/L)×L+DH22/2 L+DH22C处:M2=P×(L―L1―L2)×(L1+L2/2)/L+ Q×(L1+L2)×[1-(L1+L2)/L] ×因为荷载是竖向的,沿钢索(跨间)全长的水平分力为常数,
则:H=M1/F1=M2/F2 因而:F1=M1×F2/M2
跨间重索竖直力
A岸:R1=P×[1-(2×L1+L2)/(2×L)]+Q×L+DH22/2 /2-△H/L
D岸:R2=P×(L1+L2/2)/L+Q×L2+DH2/2+H×△H/L 则:钢索张力
T1=R1+H22 H?L22T2=H?BC/L2
(F2-F1-DH L2/L)/L2
6
2 T3=R2+H22 主索最大张力T=Max(T1、T2、T3),即T1、T2、T3之中最大值,当结构位于跨中(L1+L2/2=L/2)时,有:
主索安全系数 K=TP/T (6) 吊重塔顶水平力差
A岸:H1=H-T1×cosα1(正值表示向河) (7) D岸:H2=H-T3×cosα2(正值表示向河) (8) 吊重塔顶竖直力
A岸:V1=R1+T1×sinα1 (9) D岸:V2=R2+T3×sinα2 (10) 主索后拉索吊重索长 AA′直线段、S1=L3/cosα
1
弦弧差、△1=Q2×L33/(24×T12×cos4α1) DD′直线段、S5=L4/cos4α2
弦弧差、△5=Q2×L43/(24×T32×cos4α2) 跨间部分吊重索长 AB:直线段、S2=(F1-DH?L1/L)2L12 弦弧差、△2=Q2×L1×S22/(24×H2) BC:直线段、S3=(F2-F1-DH?L2/L)2L22 弦弧差、△3=Q2×L2×S32/(24×H2) CD:直线段、S4=[F2+DH(L-L1-L2)/L]+(L-L1-L2)22 弦弧差、△4=Q2×(L―L1―L2)×S42/(24×H2)
则:吊重索长
S=S1+S2+S3+S4+S5+△1+△2+△3+△4+△5 (11) 主索吊重弹性伸长值增量
△S=[(S1+S2+△1+△2)×(T1-T10)+(S3+△3)×(T2-H0)+(S4+S5+△4+△5)×(T3-
7
T30)]/(E×A) (12) 主索温度变形
△St=S0×0.000012×△T (13) (3)、判断
主索空索和重索情况计算完成后,则判断重索长度S是否与空索长度S0加弹性伸长值增量△S加温度变形△St(若考虑温度影响)之和相接近,即:S≈S0+△S+△St,若满足,则假定的重索垂度F2合适;否则,重新假定重索垂度F2,重复步骤②的计算,直到F2满足要求为止。然后判断主索安全系数K是否合适,若合适,结束计算;否则重新拟定初始垂度F0或增加运输主索数量A,重新进行步骤(2)的全部计算,直到主索安全系数K满足要求。
2.3.2.1.3、程序流程及BASIC语言源程序 (略)
2.3.2.2、利用上述程序对主索张力及主索对塔架的作用力的计算结果 主索单根钢绳钢丝截面积A=1178.07 mm2,钢丝破断拉力总和为1178.07 ×170=200272 Kg=200.272吨,整条钢丝绳的破断拉力为Tp=200.272×0.82(6×37+FC钢丝绳破断拉力折减系数)=164.223吨≈1640KN, 则1组主索破断拉力=3× 1640KN=4920KN。
主索按预制场起吊、双江岸左右幅拱脚段就位、左右幅拱顶段就位、运输构件至索跨跨中共计算六种工况。计算初始数据及计算结果如下:
主 索 初 始 数 据
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 吊装跨径= 192.5 米
前后两吊点间水平距离(单吊点取零值)= 19 米 起吊岸主锚距塔架水平距离= 50 米 非起吊岸主锚距塔架水平距离= 45 米
两岸塔顶高差(起吊岸低取正值,等高取零值)=-3 米 起吊岸主索后拉索与水平面夹角= 25.5005 度
8
非起吊岸主索后拉索与水平面夹角= 28.371 度 主索弹性模量= 75.6 千牛/平方毫米
安装期与吊运期最大温差(温度升高取正值)=-20 摄氏度 起吊结构重量(包括吊具及动力系数)= 494.24 千牛 主索单位重量= .33297 千牛/米 主索破断拉力= 4920 千牛 主索截面面积= 3534.21 平方毫米 拟定的主索跨中安装垂度= 8.5 米
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
主 索 计 算 结 果
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 空索情况: ────
空索跨中垂度F0= 8.5 米
空索初始长度S0= 300.1053 米(不含后拉索回头长度) 空索后拉索张力(较大岸)T0= 184.7941 千牛 起吊岸塔架空索水平力差H10= 14.68061 千牛 起吊岸塔架空索竖直力V10= 114.4377 千牛 非起吊岸塔架空索水平力差H20= 19.73957 千牛 非起吊岸塔架空索竖直力V20= 116.5669 千牛
结构后吊点距起吊岸塔架 25 米时的情况(预制场起吊): ────────────────── 1、不计温度影响
后吊点垂度F1= 8.954078 米 前吊点垂度F2= 11.76534 米 跨间主索水平张力H= 1210.486 千牛 主索最大张力T= 1293.732 千牛
起吊岸塔架主索水平力差H1= 42.78811 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 1013.555 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 141.6352 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 678.9923 千牛
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2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 8.840272 米 前吊点垂度F2= 11.61581 米 跨间主索水平张力H= 1226.07 千牛 主索最大张力T= 1308.408 千牛
起吊岸塔架主索水平力差H1= 45.12428 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 1020.116 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 143.5722 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 686.119 千牛
结构后吊点距起吊岸塔架129.95米时的情况(左幅拱顶段就位): ────────────────── 1、不计温度影响
后吊点垂度F1= 13.70483 米 前吊点垂度F2= 11.9924 米
跨间主索水平张力H= 1390.257 千牛 主索最大张力T= 1438.245 千牛
起吊岸塔架主索水平力差H1= 123.7818 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 794.0148 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 124.7609 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1051.845 千牛 2、温度降低 20 度时 后吊点垂度F1= 13.54859 米 前吊点垂度F2= 11.85568 米 跨间主索水平张力H= 1406.29 千牛 主索最大张力T= 1453.685 千牛
起吊岸塔架主索水平力差H1= 125.4452 千牛 起吊岸塔架主索竖直力V1= 801.1185 千牛 非起吊岸塔架主索水平力差H2= 127.2078 千牛 非起吊岸塔架主索竖直力V2= 1058.932 千牛
结构后吊点距起吊岸塔134.95米时的情况(右幅拱顶段就位): ──────────────────
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