P1
A A X2 A X1 X3 a) b) c)
图4 扣索拉力计算图
上列各式中,P1——拱箱重及超重,P1=500KN
P2——边段拱肋接头处的抗风拉力,P12=100KN x1、x2、x3、Z——力中作用线到支点的最短距离,x1=12.2m, x2=20m, x3=24.41m,Z=17.76m
扣索总拉力Tm=∑T1=236.6+113+137=486.6KN
扣点设一个动滑车,扣索选用φ47.5mm钢绳走2线,则 [T]=2×1072=2144KN
安全系数Km=[T]/Tm=2144/486.6=4.4>[K]=3
扣索收紧采用φ19.5mm钢绳走10线,η=0.98,滑车数n=9个,牵引端由动滑车绕出,此时快绳张力为:
Ts=(1-η)T扣/[2(1-η
n+1
)]=(1-0.98)×486.6/[2×(1-0.989+1)]=26.6KN
安全系数K=[T]/Ts=1.4116×155×0.82/26.6=6.7>[K]=3
采用5t慢速卷扬机作动力装置,有[50×70%=35KN] >26.6KN,满足要求。
六、横移索计算 横移索计算简图见图5
假定主索位置固定不动,起重索和拱肋将绕跑车下轮A转动,则此时横移索有最大力的位置应在主绳垂度最大处(即跨中位置),
相应的h=18.2,β=tg-1(40.0/100)= tg-10.4=21°48′05″,γ=20°, ε=70°,b=130cm.
横移索的水平分力计算:
H=bP/(h-tgβ)=1.3×510/(18.2- tg21°48′05″)=37.3KN Ts=H/cosγsinε=37.3/(cos20°×sin70°)=42KN 选用单根φ17.5mm钢绳,其破断拉力[T]=142KN
安全系数K=[T]/T1=142/42=3.38 >[K]=3,设5t卷扬机进行收紧。
H
h Ht 2 H β 1 γ β b 图5 横移索计算图
2、工作吊篮计算 系统设置
吊篮按吊重50KN,吊篮自重10KN,跑车和定滑轮自重5KN控制设计;
承重索采用单根φ47.5mm(6×37+1)钢丝绳,强度级别[ζ]=1550MPa,起吊绳采用φ19.5mm钢丝绳走。
2、牵引采用单根φ19.5mm钢绳。 3、承重索计算
(1)作用于承重索上的荷载为集中力P和均荷载G组成: 工作吊篮系统钢绳选用规格表 表2
名称 项目 型号 根数直径 单位重量(kg/m) 面积(cm2) 钢丝直径(m) 钢丝绳抗拉强度(KN/ cm2) 破断拉力(KN) P=40+10+5=55KN
承重索 6×37+1 1φ47.5 7.929 8.4347 2.2 1550 1072 牵引索 6×37+1 1φ21.5 1.638 1.7427 1.0 1550 222 扣索 6×37+1 1φ19.5 1.326 1.4116 0.9 1550 179 G=(0.01638+0.01326+0.07929)×330=35.95KN
(2)当P作用于跨中时,承重索有最大水平张力,其值为 Hm=(GL2+2P L2)/(8fm)
式中,fm= L2/12=330/12=27.5m,fm为承重索最大工作垂度。 Hm=(35.95×330+2×55×330)/(8×27.5)=218.93KN 竖向力V=(P+G)/2=35.95+55)/2=45.45KN
承重索最大张力Tm=(Hm2+V2)1/2=(218.932+45.452)1/2=223.6KN 承重索张力安全系数:K=[T]/1.2×Tm
=1072/(1.2×223.6)=3.99>[k]=3
(3)承重索应力验算
承重索在跑马滑车下的弯曲应力为 ζ=Tm/F+P[E/(TmF)]1/2/n
式中,E-承重索弹性模量,承重索弹性模量,E=7560KN/cm2; P-作用在缆索上的垂直荷载,作用在缆索上的垂直荷载,P=65KN;
F-缆索的截面积,F=8.4347cm2; n-作用在缆索上的滑轮数,n=3个. 代入上式,得
ζ=223.6/8.4347+65[7560/(223.6×8.4347)]1/2/3=63.2KN/cm2 应力安全系数K=[ζ]/ζ=155/63.2=2.45>[K]=2
β1 β2 fm=48.92 P 南岸塔 北岸塔
L1=189.04 L2=330 L3=142.16
图6 工作吊篮计算简图 (4)承重索安装垂度计算
根据单跨主索张力方程,计算承重索初始张力H0,有 H03+H02{EnF[3P2+(3PG+G2)]/(24Hm2)-Hm}-EnFG2/24=0 令系数 K1=EnF/24=3937.6×8.4347/24=1383.9KN
K2=3P2+3PG+G2=3×552+3×55×35.95+35.952=16299.15KN2 A=K1K2/Hm2-Hm=1383.9×16299.15/223.62-223.6=227.55KN
B=K1G2=1383.9×35.952=49751.21KN K3=12PX(PX+G)=12×15(15+35.95)=9171KN2 B+CX(L2-X)=49751.21+1383.9×9171×3302/(3302×4) =3222687.94KN3 代入张力方程,得
H03+223.6H02-3222687.94=0 解的:H0=100KN 承重索安装垂度:
f0=GL2/(8H0)+PXL2/(4H0)=35.95×330/(8×100)+15×330/(4×100) =27.2m 3、起重索计算
(1)起重索采用1根φ19.5mm(6×37+1)钢丝绳走2线,快绳拉力T按下式计算:
T=(K-1)PKn-1Kt/(Kn-1)
式中,K-滑轮组阻力系数,K=1.02; n-工作绳数,工作绳数,n=2; P-计算荷载,P=55KN;
t-导向滑车个数,导向滑车个数,t=2。 代入上式,得
T=(1.02-1)×55×1.02×1.022/(1.022-1)=28.89KN 安全系数 k起=179.4/28.89=6.21>[k]=5
选用5t慢速卷杨机作动力装置,考虑到安全储备,最大起重能