缆索吊机系统计算(4)

2019-06-11 14:04

力按70﹪计算,又[50×70﹪=35KN]>T=28.89KN,满足要求。

(2)起重索的应力安全系数

ζm=T/F+Fd/Dmin=28.89/1.4116+7560×0.09/20=54.49KN/cm2 上式中,d——钢丝直径,d=0.09cm

Dmin——转向滑轮最小直径,Dmin=20cm

安全系数K=[ζ]/ ζm=155/54.49=2.847>[k]=2 牵引索计算

运行至塔前2m时牵引索受力最大,承重索升角也最大,建立张力方程式

Hx3+A Hx2-B-CX(L2-X)=0

k1=1383.9KN,k2=16299.15KN2,A=227.55KN,B=49751.21 KN3 k3=12Px(G+P)=12×55×(35.95+55)=60027 KN2 B+CX(L2-X)=49751.21+1383.9×60027×2×(330-2)/3302 =550162.74KN3

代入方程,得Hx3+223.6 Hx2-550162.74=0 解得:Hx=45.3KN 此时承重索升力角为

γ= tg-1[(L2-2X)(g+PX/ L2)/(2 Hx)]

= tg-1[(330-2×2)×(0.07929+55/330)/(2×45.3)]=41.51° (1)跑车运行阻力使牵引索产生的牵引力

T1=P(sinγ+fcosγ)=55×(sin41.51°+0.01×cos41.51°)=36.86KN 上式中,f——跑车轮与主索的摩阻系数,f=0.01

(2)起重索运行使牵引索产生的阻力 T2=(1-η

a+b

)P/(mη

μ

+N

上式中,η——滑轮组效率系数,η=0.96 a——动滑轮数,a=1 b——定滑轮数,b=2 μ——滑轮组轮数,μ=3 N——转向滑轮数,N=2,m=2

代入上式,T2=(1-0.961+2)×55/(2×0.963+2)=3.88KN (3)后牵引索的松驰张力T3

T3=g(L2-X)2/(8f3)=0.01638×(330-2)2/(8×58.7)=3.75KN(取牵引绳垂度f3=58.7m)

T=T1+T2+T3=36.86+3.88+3.75=44.49KN K=[T]/T=222/44.49=4.99>[K]=3,满足要求。 用5t卷扬机作动力装置能满足要求。 4、工作吊篮系统作用于塔顶的外力

如图3所示,有β3=β4=sin-1(45.48/223.6)=11.74°

V=ΣT(sinβ1+sinβ3)=296.98(sin21.57°+sin11.74°)=169.6KN H=ΣT(cosβ3-cosβ1)=296.98(cos11.74°-cos21.57°)=14.6KN 上列各式中,ΣT=223.6+28.89+44.49=296.89KN 八、抗风计算

根据前面的计算,可知作用在塔顶的水平力H为: HN=HN1+HN2+HN3+HN4=117.6+3.2+2.6+14.6=138KN

HC=HC1+HC2+HC3+HC4=145+3+2+17=167KN

后抗风4×1φ47.5mm

前抗风4×1φ43mm

(4×8φ21.5mm) (4×4φ21.5mm)

侧抗风1φ36.5mm ○

59′18″(0°) ○ 桥 轴 线 ○ ○ 侧抗风1φ36.5mm

图7 索塔抗风布置图

尺寸单位:cm,标高:m(括号内为塔尺寸) 上式中,HN1、HC1——由主索产生的塔顶水平力:

HN2、HC2——由起重索产生的塔顶水平力: HN3、HC3——由牵引产生的塔顶水平力: HN4、HC4——由工作吊篮系统产生的塔顶水平力:

设每组吊点布设2对钢绳作平衡抗风,则各相关值计算如表3。

按塔顶容许位移计算缆风索的安装张力:

由于索塔采用固结,按《规范》规定,塔顶容许位移[δ]=H/400 =6000/400=15cm。

风缆计算相关数值表 表3 风缆位置 缆索编号 项目 南岸塔 前抗风2-No1 后抗风2-No2 北岸塔 前抗风2-No1 后抗风2-No2 直径根数(mm) 2×1φ47.5 2×1φ47.5 2×4φ21.5 2×6φ21.5 水平索路径(m) 与水平线夹角 (β1) 单位长度重量(KN/m) 单位弹性模量(KN/cm2) 单位面积(cm2) Lcosβ GFcosβ/24 Ecosβ/F 位移方向 位移方向 计算南岸索塔抗风

假定前抗风安装张力H01=350KN/(2×1)=175KN,建立张力普遍方程式:

H13=(H01+δ1K1/ H012) H12-A1=0

160 25°55′53″ 0.06553 7560 6.9708 11.6586 241386 240 正 负 152 33°17′17″ 0.07929 7560 6.9708 14.4177 385925 245 负 正 185 27°57′35″ 0.01638 7560 1.7427 3.431 5042 49.1 正 负 142.16 21°34′13″ 0.01638 7560 1.7427 2.504 2977 74.5 负 正 以容许位移控制,故δ1K1=-0.15×240=-36KN,代入上式,有 H13=(175-36-241386/1752)H12-241386=0 解得 H1=143KN

前缆风实际安装张力:T01= H01/cosβ1

=175/cos25°55′53″=195KN

位移后前缆风张力:T1= H1/ cosβ1

=143/ cos25°55′53″=159KN 安全系数:K=[T/] T1=6.9708×155×0.82/195=4.54>[K]=3 (2)根据平衡条件,可得后缆风水平安装张力H01= H02=175KN,此时δ2K2=0.15×245=36.75KN,代入张力方程中,得

H23-(175+36.75-385925/1752)H22-385925=0 解得 H2=208KN

同风缆实际安装张力:T02= H02/cosβ

2

=175/cos33°17′17″=209KN

塔架位移后,后风缆的张力:T2=H2 cosβ2

=208/ cos33°17′17″=249KN 安全系数K=1072/249=4.31>[K]=3 风缆计算成果见表4。

(3)位移后缆风索(单组)对塔架产生的竖向力 前风缆:VN1=T1sinβ1=159sin25°55′53″=70KN 后风缆:VN2=T2inβ2=249sin33°17′17″=137KN 2、北岸索塔抗风


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