内容发布更新时间 : 2024/12/22 22:27:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

项目 承重绳 扶手绳(1) 扶手绳(2) 底面网（粗） 底面网（细） 侧面网 猫道横梁 猫道横梁 木踏板 扶手立柱 索股滚筒 索股 猫道门架 横向通道 表1 猫道设计参数 单位重单件重 规格 (kg/m) (kg) 8Ф38 8.19 2φ32 5.49 4φ21.5 1.65 φ5(50×75) 5.13 φ2(25×25) 1.55 φ5(50×100) 4.62 槽10 10.0 ∠75×75×8 6.91 50×50×1500 0.003 ∠75×75×8 6.91 间距8m 50 间距50m 22 950 3500 每延米重 (kg/m) 65.52 10.98 6.63 20.5 6.2 9.24 5.37 3.71 5.01 12.5 44 19.0 20.67

对于有抗风缆的方案，中跨抗风缆为φ52钢丝绳，每边两条，边跨抗风缆为φ48钢丝绳，每边两条，抗风拉杆为φ32钢丝绳如附图1所示。 2.2 风速的计算

根据《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89中全国基本风压图，镇江及扬州地区的

基本风压为600Pa，相应的桥址20m高度处100年一遇的10min平均年最大风速为

V20?30.98m/s。参考《公路桥梁抗风设计指南》关于不同高度处风速换算的规定，该地

区10m高度处100年一遇10min平均年最大风速（即基本风速）为V10?0.836V20?25.9m/s。

另外，根据XX桥的实测风速资料，场地不同高度处的风速如表2所示。

表2 XX桥的实测风速资料 30 40 50 60 80 26.3 27.4 28.3 29.0 30.2 10 高度(m) 风速（m/s） 22.5 20 24.8 100 31.2 120 32 显然，由XX桥的实测风速资料所得的10米高度处基本风速较按《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89中全国基本风压图推算的结果要小，当然取现场实测资料应更附事实际，因而本报告取实测资料进行计算。由表2资料统计分析得XX长江公路大桥桥位地表粗糙度类别为介于I、II类场之间的场地，该桥主跨桥面离开设计水位的平均高度约为60m，据此可推算出该桥在成桥状态下在桥面高度处的设计基准风速为

施工猫道计算书 第5页 共42页 Vd?29.0m/s

关于施工阶段的设计风速，可取重现期为10年，则 Vds?0.84Vd?24.36m/s

据参考文献[1]的规定，相应的阵风风速为阵风系数乘以设计基准风速，对于I、II类地区阵风系数取1.38，即有：

Vgs?1.38?Vds?33.62m/s

为了保证猫道在施工过程中的安全，其发生静力失稳的临界风速须高于其施工阶段设计风速对应的阵风风速。

由于猫道高度变化较大，在实际计算时应考虑风速沿高度的变化，如采用幂指数律风剖面，由表2推算，可得在猫道的高度范围(60米～200米)，其幂指数为α=0.14，则该桥猫道不同高度处的计算风速为：

?Z? V?Vq???60?0.14

式中: Z为设计水位以上高度，Vq时主跨桥面处计算风速。 2.3 猫道的静力三分力系数

作用于猫道上的静力风荷载与猫道的静力三分力系数有关，因此，首先进行猫道静力三分力系数的测定试验。XX桥施工猫道的静力三分力试验已由西南交通大学风工程试验研究中心在XNJD-1风洞试验室完成，相关内容可参见文献[5]。

本报告列出试验结果，以数据列表的形式给出静力三分力系数，见表3

表3 猫道静力三分力系数数据

攻角(°) -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 CH 1.0186 0.9882 0.9944 0.9668 0.9295 0.9228 0.8680 0.7905 0.7409 CV -0.1552 -0.1356 -0.1210 -0.1045 -0.0862 -0.0744 -0.0613 -0.0426 -0.0223 CM -0.0282 -0.0281 -0.0274 -0.0273 -0.0240 -0.0189 -0.0159 -0.0140 -0.0119 CD 1.1412 1.0850 1.0715 1.0257 0.9713 0.9536 0.8892 0.8016 0.7445 CL -0.0454 -0.0409 -0.0373 -0.0339 -0.0285 -0.0271 -0.0259 -0.0185 -0.0073 施工猫道计算书 第6页 共42页 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0.6671 0.6398 0.6523 0.6658 0.7155 0.7749 0.8055 0.8322 0.8721 0.8905 0.9202 0.9197 -0.0225 -0.0174 -0.0062 0.0043 0.0272 0.0445 0.0682 0.0729 0.1014 0.1141 0.1342 0.1505 -0.0115 -0.0113 -0.0113 -0.0108 -0.0140 -0.0130 -0.0088 -0.0080 -0.0044 -0.0075 -0.0183 -0.0138 0.6694 0.6398 0.6511 0.6652 0.7214 0.7889 0.8343 0.8666 0.9312 0.9651 1.0190 1.0426 -0.0158 -0.0174 -0.0128 -0.0090 0.0055 0.0130 0.0268 0.0214 0.0375 0.0389 0.0456 0.0506 2.4 风荷载计算

静风作用下，采用有限元方法进行结构内力计算。对于猫道结构，按下列公式计算出

作用于猫道上单位长度上的静风荷载：

阻力 升力 力矩

FH?FV?1?V2HCH 21?V2BCV 2M?1?V2B2CM 2式中：?为空气密度（1.225kg/m3），V为计算高度处的阵风风速，H为猫道高度（取1.45m），B为猫道宽（取4.0m），CH、CV、CM分别为主梁的阻力系数、升力系数、力矩系数，由节段模型试验提供。

索塔，其静风荷载只考虑阻力，其单位长度阻力为： 阻力

FH?1?V2HCH 2式中：H为塔宽，CH=2.0，V为计算高度处阵风风速。

在计算索塔和猫道承受的风荷载时，风速应按风剖面变化考虑不同高度的影响。不同高度处的计算风速按2.2节的计算公式计算，计算可得各阶段各节点风荷载。 2.5 温度变化及人群荷载

施工猫道计算书 第7页 共42页 根据当地气温情况温度变化按降温25℃考虑，人群荷载折算为均布荷载为5kg/m。

3. 猫道计算及结果

根据XX路桥集团所提供的资料，施工猫道在架设过程中较为不利的状态为： a． 猫道架设阶段，此时猫道承重绳、底网、侧网等已架设完毕，但门架及门架承重

绳未完成。

b. 牵引索股阶段，此时猫道全部架设完毕，滚筒上亦有索股。 在两种状态下较为不利的荷载组合应为： 组合一：猫道自重+温度变化+人群荷载 组合二：猫道自重+风荷载

根据上述两不同的荷载组合和不利状态，采用ANSYS程序对猫道进行建模及非线性分析计算，可得各状态的结构内力及位移。

建模总体思路如下：

采用有限元法对XX长江大桥施工猫道进行离散，建立有限元计算模型，建模时考虑整个结构，即中跨、边跨及索塔等。对于索塔、横向通道等按梁单元进行离散，对于每条猫道结构，考虑到在设计风荷载等荷载作用下，结构是静力稳定的，各承重绳仍处于受拉状态，本报告为了简化计算，采用等效梁单元来模拟每条猫道，等效梁的刚度由较为细化的模型计算而得，由于猫道结构主要为缆索结构，其受力变形形态具有很强的非线性特征，应力等效梁的模型应考虑几何非线性（此主要指大位移，杆件轴力）的影响。

细化的模型如图2所示，细化模型将8根承重绳分别用索单元模拟，横梁用梁单元模拟。

利用图2的模型，根据有限元刚度的定义，将模型下端固定，上端加一单位位移（线位移或角位移）即可得相应自由度的刚度。或者换算成等效梁的截面几何特性。

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