生態(tài)綜合治理項目 人行索橋施工圖設計計算書L=75m-人群荷載3.5kpa

I目錄TOC\o"1-3"\u1概述 11.1工程概況 11.2設計依據(jù) 11.3主要設計規(guī)范 11.4主要技術標準 11.5主要材料及性能要求 21.5.1混凝土 21.5.2拉索 21.5.3普通鋼筋 21.5.4鋼材 31.5.5木料 31.6結構概述 31.6.1總體設計 31.6.2上部結構設計 41.6.3下部結構設計 52主索計算 62.1設計荷載 62.2基本數(shù)據(jù) 62.3主索強度驗算 63橋臺計算 73.1概述 73.20號橋臺計算 83.2.1抗傾覆穩(wěn)定 83.2.2抗滑移穩(wěn)定 93.2.3地基承載能力驗算 93.31號橋臺計算 103.3.1抗傾覆穩(wěn)定 103.3.2抗滑移穩(wěn)定 113.3.3地基承載能力驗算 123.4拉索錨梁計算 133.4.1內力計算 133.4.2驗算結果 144結論 16生態(tài)綜合治理項目人行索橋施工圖設計計算書PAGE1/131概述1.1工程概況高竹新區(qū)處，位于重慶半小時經(jīng)濟圈，距重慶兩江新區(qū)15公里，木耳國際物流分撥中心30公里，江北機場38公里，是四川距重慶主城區(qū)最近的園區(qū)。為完善景區(qū)交通功能，同時兼顧美觀，與整個園區(qū)景觀相協(xié)調。在竹藝多功能與平臺之前設置一座人行吊橋，橋梁跨徑75m，凈寬2m。1.2設計依據(jù)（1）建設單位與我院簽訂的設計合同；（2）1:500現(xiàn)狀地形圖；（3）《川渝高竹新區(qū)胡家梁子生態(tài)綜合治理項目（景觀）工程地質勘察報告》（重慶蜀通巖土工程有限公司2022.07）。1.3主要設計規(guī)范《公路工程技術標準》(JTGB01-2014)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)，以下簡稱《通規(guī)》《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362-2018)，以下簡稱《橋規(guī)》《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》（JTGD64-2015）《公路橋梁抗震設計規(guī)范》（JTG/T2231-01-2020）《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）《鋼絲繩通用技術條件》（GB/T20118-2017）《城市橋梁抗震設計規(guī)范》（CJJ166-2011）《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）《公路橋梁抗風設計規(guī)范》（JTG/T3360-01-2018）《公路懸索橋設計規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）1.4主要技術標準橋梁設計基準期：100年；主體結構設計使用年限：50年；安全等級：一級；結構重要性系數(shù)：1.1；設計荷載：人群荷載：3.5kPa；地震烈度：動峰值加速度為ag=0.05g；抗震設防類別：丁類；橋面凈寬：2m；環(huán)境類別：I級。1.5主要材料及性能要求1.5.1混凝土C30混凝土：橋臺臺身；C25混凝土：基礎。1.5.2拉索本橋主索采用6×61M-IWRC鋼絲繩，繩徑為52mm；扶手索采用6×19M-FC（Φ28）鋼絲繩；平衡索采用6×19M-FC（Φ16）鋼絲繩；抗風主索為6×37M-IWRC（Φ28）鋼絲繩；抗風拉索為6×7-FC（Φ8）鋼絲繩。均應滿足《鋼絲繩通用技術條件》（GB/T20118-2017）。1.5.3普通鋼筋設計采用HPB300鋼筋、HRB400鋼筋，HPB300鋼筋其質量應符合《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》GB1499.1-2017的規(guī)定，HRB400鋼筋其質量應符合《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2－2018)要求。除特別說明外直徑≥22mm的鋼筋采用機械連接，接頭連接等級為I級，連接區(qū)段內的接頭率不大于50%，并滿足《鋼筋機械連接技術規(guī)程》（JGJ107-2016）要求。HPB300鋼筋：抗拉設計強度fsd≥250MPa，標準強度fsk≥300MPa，彈性模量E=2.1×105MPa。HRB400鋼筋：抗拉設計強度fsd≥330MPa，標準強度fsk≥400MPa，彈性模量E=2.0×105MPa。1.5.4鋼材平衡梁采用28×2800工字鋼，橋跨欄桿采用10×1530槽鋼。構件之間聯(lián)結方式采用栓接；錨梁主索定位鋼板、抗風索錨頭墊板采用Q235B鋼材；錨頭套筒采用鑄鋼ZG310-570，拉桿、錨頭合金采用合金鋼；主索鞍采用鑄鐵件。1.5.5木料橋面板采用200cm×18cm×5cm防腐松木板條，直接錨固于纜索上，施工時應結合景觀設計需求。橋面木板下增加3mm鍍鋅鋼板，增強橋面板的剛度和整體穩(wěn)定性。1.6結構概述1.6.1總體設計橋梁采用柔性吊橋結構形式。橋梁凈跨徑L=75m，凈矢高f=2.3m，矢跨比f/L=1/32.6。橋面凈寬為2m，橋面系采用型鋼骨架加木質橋面板組成。主纜錨固體系采用重力式地錨形式。圖1.1橋梁平面布置圖圖1.SEQ圖表\*ARABIC2橋梁立面布置圖1.6.2上部結構設計圖1.3標準橫斷面布置圖1）主索及平衡索本橋主索采用二次拋物線型，以索鞍中心線處主索中心為坐標原點，主索方程為：Y=2.3-1/611.5×（37.5-X）2。主索材料為6×61M-IWRC鋼絲繩，公稱直徑為52mm，公稱抗拉強度為1770MPa。橋梁橫向均勻布置7根受力主索，橫向間距為30cm，為加強橋梁橫向穩(wěn)定性，在平衡梁兩端各布置一根平衡索。平衡索采用6×19M-FC鋼絲繩，公稱直徑為16mm，公稱抗拉強度為1770MPa，其線型方程與主索一致。2）抗風索由于人行橋梁寬度小，跨度大，橋梁橫向擺動嚴重，故本設計抗風索，以增加橋梁橫向及總體穩(wěn)定。斜向風纜收緊度是防止橋梁擺動和確保穩(wěn)定的關鍵，故必須全橋對稱進行。抗風主索為6×37M-IWRC鋼絲繩，公稱直徑為28mm，公稱抗拉強度為1770MPa。風纜在不考慮風纜索及風纜夾等自重的情況下，風纜索在一個與水平面呈45度角的斜面上，風纜錨固在橋臺基礎。風纜腹繩采用6×7-FC鋼絲繩，公稱直徑為8mm，公稱抗拉強度為1770MPa。3）橋面系為了加強橋的橫向穩(wěn)定性和整體受力性能，本橋在主索間共設15道平衡梁，平衡梁為I28工字鋼構件。橋面采用木橋面，滿鋪于人行道索上，每塊橋面板與人行道索均采用U型螺栓連接。橋跨欄桿采用槽鋼穿扶手繩的柔性欄桿。扶手索采用6×19M-FC鋼絲繩，公稱直徑為28mm，公稱抗拉強度為1770MPa。橋跨欄桿采用10×1530槽鋼，并栓接于橫梁。1.6.3下部結構設計下部結構橋臺采用重力式橋臺+擴大基礎，橋臺尺寸為4m×8.1m×6.4m，主索和平衡索錨固于位于臺身的D80cm鋼筋混凝土錨梁上。2主索計算2.1設計荷載1）永久作用（1）一期恒載（結構自重）主索采用7根526×61M-IWRC1770鋼絲繩，重量為1080kg/100m，換算為均布荷載為q1=0.108kN/m。（2）二期恒載二期恒載包括平衡梁、鍍鋅鋼夾板、螺栓及螺母、扶手繩、人行道木板、風纜荷載。合計q2=2.43/7=0.353kN/m。（3）恒載合計g=q1+q2=0.353+0.108=0.461kN/m。2）可變作用（1）活載：人群荷載3.5kN/m2，換算為主索均布荷載為p=3.5×2/7=1.0kN/m。（2）溫度橋位地區(qū)最高溫度T1=41.4℃，橋位地區(qū)最低溫度T2=-3℃，安裝完畢溫度T=20℃。2.2基本數(shù)據(jù)主跨l=75m，f=2.3m，n=f/L=1/32.6；2.3主索強度驗算1）恒載作用下主索水平拉力H2）活載作用下主索水平拉力H3）主索總水平拉力H4）主索在索鞍處最大內力T5）主索的強度驗算安全系數(shù)k=1460445.03橋臺計算3.1概述本項目橋臺采用重力式錨碇，基礎為擴大基礎，臺身采用C30混凝土，基礎C25混凝土。主要驗算橋臺抗傾覆穩(wěn)定、抗滑移穩(wěn)定以及地基承載能力，拉索錨梁承載力和裂縫寬度驗算。圖3.10#橋臺一般構造圖圖3.21#橋臺一般構造圖3.20號橋臺計算3.2.1抗傾覆穩(wěn)定根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.4.1、5.4.3節(jié)計算。ke式中：k0——墩臺基礎抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)；s——在截面重心至合力作用點的延長線上，自截面重心至驗算傾覆軸的距離（m）;e0——所有外力的合力R在驗算截面的作用點對基底重心軸的偏心距（m）；Pi——不考慮其分項系數(shù)和組合系數(shù)的作用標準值組合或偶然作用標準值組合引起的豎向力（kN）；ei——豎向力Pi對驗算截面重心的力臂（m）；Hi——不考慮其分項系數(shù)和組合系數(shù)的作用標準值組合或偶然作用標準值組合引起的水平力（kN）；hi——水平力對驗算截面的力臂（m）。以下計算，彎矩順時針為負，逆時針為正。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN，力臂Hi=4.1m；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN，力臂ei=2.9m；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008kN，力臂e1=0m；臺身重力（不考慮空腔）：P2=8.1×4×6.4×25=5184kN，力臂e2=0.56m；臺身空腔重力：P3=8.24×3×25=618kN，力臂e3=1.9m；橋臺上柱重力：P4=1.2×1.4×0.35×2×25=29.4kN，力臂e4=1.6m。e=-1.89mk0=9.1/23.2.2抗滑移穩(wěn)定根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.4.2、5.4.3節(jié)計算。k式中：kc——橋涵墩臺基礎的抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)；∑Pi——豎向力總和（kN）；∑HiP——抗滑穩(wěn)定水平力總和（kN）；∑Hia——滑動水平力總和（kN）；μ——基礎底面與地基土之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)地勘報告，μ取0.5。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008kN；臺身重力（不考慮空腔）：P2=8.1×4×6.4×25=5184kN；臺身空腔重力：P3=8.24×3×25=618kN；橋臺上柱重力：P4=1.2×1.4×0.4×2×25=29.4kN；支座豎向力：F=446.6×(tan8.3°+tan26.1°)=283.9kN。k=2.01>1.3滿足規(guī)范要求。3.2.3地基承載能力驗算根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.2.2節(jié)計算。p=p式中：p——基底平均壓應力；pmax——基底最大壓應力；N——本規(guī)范第3.0.6條規(guī)定的作用組合下基底的豎向力（kN）；M——本規(guī)范第3.0.6條規(guī)定的作用組合下墩臺的水平力和豎向力對基底重心軸的彎矩（kN.m）；A——基礎底面面積（m2）；W——基底底面偏心方向的面積抵抗距（m3）。以下計算，彎矩順時針為負，逆時針為正。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN，力臂Hi=4.1m；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN，力臂ei=2.9m；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008kN，力臂e1=0m；臺身重力（不考慮空腔）：P2=8.1×4×6.4×25=5184kN，力臂e2=0.56m；臺身空腔重力：P3=8.24×3×25=618kN，力臂e3=1.9m；橋臺上柱重力：P4=1.2×1.4×0.35×2×25=29.4kN，力臂e4=1.6m。支座豎向力：F=446.6×(tan8.3°+tan26.1°)=283.9kN。N=P1+P2-P3+P4+F=6008+5184-618+29.4+283.9x7=12590.7kN；M=-446.6×4.1×7-218.8×2.9×7+5184×0.56-618×1.9-29.4×1.6=-15577.3kN.m；A=10.4x9.1=94.64m2；W=10.4x9.12/6=143.54m3；p=p3.31號橋臺計算3.3.1抗傾覆穩(wěn)定根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.4.1、5.4.3節(jié)計算。ke式中：k0——墩臺基礎抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)；s——在截面重心至合力作用點的延長線上，自截面重心至驗算傾覆軸的距離（m）;e0——所有外力的合力R在驗算截面的作用點對基底重心軸的偏心距（m）；Pi——不考慮其分項系數(shù)和組合系數(shù)的作用標準值組合或偶然作用標準值組合引起的豎向力（kN）；ei——豎向力Pi對驗算截面重心的力臂（m）；Hi——不考慮其分項系數(shù)和組合系數(shù)的作用標準值組合或偶然作用標準值組合引起的水平力（kN）；hi——水平力對驗算截面的力臂（m）。以下計算，彎矩順時針為負，逆時針為正。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN，力臂Hi=4.1m；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN，力臂ei=2.9m；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008kN，力臂e1=0m；臺身重力（不考慮空腔）：P2=8.1×4×6.4×25=5184kN，力臂e2=0.56m；臺身空腔重力：P3=8.24×3×25=618kN，力臂e3=1.9m；橋臺上柱重力：P4=1.2×1.4×0.35×2×25=29.4kN，力臂e4=1.6m。e=-1.72mk0=9.1/23.3.2抗滑移穩(wěn)定根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.4.2、5.4.3節(jié)計算。k式中：kc——橋涵墩臺基礎的抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)；∑Pi——豎向力總和（kN）；∑HiP——抗滑穩(wěn)定水平力總和（kN）；∑Hia——滑動水平力總和（kN）；μ——基礎底面與地基土之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)地勘報告，μ取0.5。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008kN；臺身重力（不考慮空腔）：P2=8.1×4×6.4×25=5184kN；臺身空腔重力：P3=8.24×3×25=618kN；橋臺上柱重力：P4=1.2×1.4×0.4×2×25=29.4kN；支座豎向力：F=446.6×(tan5.1°+tan26.1°)=258.6kN。k=1.98>1.3滿足規(guī)范要求。3.3.3地基承載能力驗算根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）5.2.2節(jié)計算。p=p式中：p——基底平均壓應力；pmax——基底最大壓應力；N——本規(guī)范第3.0.6條規(guī)定的作用組合下基底的豎向力（kN）；M——本規(guī)范第3.0.6條規(guī)定的作用組合下墩臺的水平力和豎向力對基底重心軸的彎矩（kN.m）；A——基礎底面面積（m2）；W——基底底面偏心方向的面積抵抗距（m3）。以下計算，彎矩順時針為負，逆時針為正。最不利活載作用下每根拉索作用在錨梁上的拉力Tix=446.6kN，力臂Hi=4.1m；Tiy=Tix*tan26.1°=218.8kN，力臂ei=2.9m；基礎重力：P1=10.4×9.1×1.5×24+8.4×8.6×1.5×24=6008