官渡镇紫阳台景观人行索桥工程计算书重庆二〇一四年九月目录1. 工程概况 (3)1.1人行索桥概况 (3)1.2设计标准 (3)1.3计算依据 (3)2. 计算方法与建模计算 (4)2.1分析模型 (4)2.2模型样图 (4)2.3既有状况下人行索桥承载验算 (4)2.3.1 自重内力及位移计算 (4)2.3.2 施加人群荷载内力及位移计算 (6)3. MIDAS建模结果分析及验算 (9)4. 人工验算 (9)4.1基本参数 (9)4.2验算过程 (9)4.2.1 内力验算 (9)4.2.2 位移验算 (10)4.2.3 抗风索验算 (11)5. 地锚稳定性验算： (12)5.1基础抗倾覆稳定性验算 (12)5.2基础抗滑稳定性验算： (13)6. 参考文献 (14)1.工程概况1.1 人行索桥概况紫阳台人行索桥，位于官渡河下游1000m处，布置高程324.35m。
左右岸与新修人行道相接。
桥面总宽2.0m，人行道宽度1.7m，采用6根直径31mm的钢索作承载索，2根直径31mm的钢索作防护索，桥面采用厚3.5cm松木板作人行走道，两侧设有栏杆，全桥总长约66m。
该桥主要承担人员过河交通。
1.2 设计标准设计荷载：业主要求一次能满足通过50人，现偏安全取人群荷载3.4kN/m进行验算。
本桥跨径为66m，矢高为1.65m,按抛物线计算各点高差。
主索采用GB1102-74标准的6×19+1Φ46钢丝绳6根,公称抗拉强度为1870MPa，主索垂跨比约为1/40,矢高1.65m，护栏防护吊杆及抗风索采用Φ16.5钢丝绳;索采用钢丝均为镀锌钢丝，并涂防锈涂料。
桥梁设计线位于桥梁中心线，不设置横坡。
本桥为悬带桥，塔架为钢筋混凝土，桥面为木板，桥面横梁为槽钢。
基底岩石单轴极限抗压强度不小于21.0MPa。
未尽事严格按《公路桥涵施工技术规范》（JTG T/F50－2011）执行。
1.3 计算依据1）中华人民共和国行业标准.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；2）中华人民共和国行业标准.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；3）中华人民共和国行业标准.《公路桥梁抗风设计规范》（JTG.T D60-01-2004）；4）中华人民共和国国家标准.《重要用途钢丝绳》（GB8916-2006）。
2.计算方法与建模计算2.1 分析模型分析采用有限元程序MIDAS。
桥面系不单独建模,将其作为容重等效分配到各承重索上，人群荷载转化为等效荷载施加在承重索节点上。
为简化计算，采用一根承重索，承重索采用悬索桥建模助手主缆模拟。
2.2 模型样图如图1图1单根承重索模型2.3 既有状况下人行索桥承载验算2.3.1 自重内力及位移计算桥面铺装、栏杆、桥面横梁均以容重等效分配到各承重索上。
得到自重作用下的轴力图、位移图，如图2、图3。
图2 自重荷载作用下承重索轴力图表格1 自重荷载作用下承重索轴力表位置荷载内力-I(kN)位置荷载内力-I(kN)1 自重79.16 16 自重66.952 自重67.28 17 自重66.953 自重67.25 18 自重66.964 自重67.2 19 自重66.965 自重67.16 20 自重66.986 自重67.12 21 自重66.997 自重67.09 22 自重67.018 自重67.06 23 自重67.039 自重67.03 24 自重67.0610 自重67.01 25 自重67.0911 自重66.99 26 自重67.1212 自重66.98 27 自重67.1613 自重66.96 28 自重67.214 自重66.96 29 自重67.2515 自重66.95 30 自重79.21图3 自重荷载作用下承重索位移图表2 自重荷载作用下承重索位移表位置荷载DZ (m) 位置荷载DZ (m)1 自重0.0000 16 自重0.00922 自重0.0053 17 自重0.00923 自重0.0103 18 自重0.00944 自重0.0135 19 自重0.01015 自重0.0152 20 自重0.0116 自重0.0157 21 自重0.01227 自重0.0155 22 自重0.01358 自重0.0146 23 自重0.01469 自重0.0134 24 自重0.015510 自重0.0122 25 自重0.015711 自重0.011 26 自重0.015212 自重0.0101 27 自重0.013513 自重0.0094 28 自重0.010314 自重0.0092 29 自重0.005315 自重0.0092 30 自重0.00002.3.2 施加人群荷载内力及位移计算人群荷载采用等效节点荷载施加在承重索上面。
所得得到人群荷载作用下的轴力图、位移图，如图4、图5。
图4 人群荷载作用下承重索轴力图表3 人群荷载作用下承重索轴力表位置荷载内力-I(kN)位置荷载内力-I(kN)1 人群荷载80.07 16 人群荷载192.422 人群荷载194.09 17 人群荷载192.433 人群荷载193.84 18 人群荷载192.464 人群荷载193.61 19 人群荷载192.515 人群荷载193.41 20 人群荷载192.576 人群荷载193.23 21 人群荷载192.667 人群荷载193.06 22 人群荷载192.768 人群荷载192.92 23 人群荷载192.889 人群荷载192.79 24 人群荷载193.0210 人群荷载192.68 25 人群荷载193.1811 人群荷载192.59 26 人群荷载193.3612 人群荷载192.52 27 人群荷载193.5613 人群荷载192.47 28 人群荷载193.7814 人群荷载192.44 29 人群荷载194.0515 人群荷载192.43 30 人群荷载80.12图5 人群荷载作用下承重索位移图表4 人群荷载作用下承重索位移表位置荷载DZ (m) 位置荷载DZ (m)1 人群荷载0 16 人群荷载-0.52962 人群荷载0 17 人群荷载-0.52883 人群荷载-0.0538 18 人群荷载-0.52254 人群荷载-0.1216 19 人群荷载-0.50945 人群荷载-0.1854 20 人群荷载-0.48976 人群荷载-0.2447 21 人群荷载-0.46357 人群荷载-0.2992 22 人群荷载-0.4318 人群荷载-0.3485 23 人群荷载-0.39239 人群荷载-0.3923 24 人群荷载-0.348510 人群荷载-0.431 25 人群荷载-0.299211 人群荷载-0.4635 26 人群荷载-0.244712 人群荷载-0.49 27 人群荷载-0.185413 人群荷载-0.5094 28 人群荷载-0.121614 人群荷载-0.5225 29 人群荷载-0.053815 人群荷载-0.5288 30 人群荷载03. MIDAS 建模结果分析及验算经过MIDAS 建模分析，在自重荷载作用下，承重索最大轴力作用在2和30号节点，约为66.91kN F =，最大位移发生在16号节点为0.32m ，跨中位移约为0.003m f ∆=；人群荷载作用下承重索最大轴力作用在2和29号节点，约为214.35kN F =，最大位移发生在跨中，约为0.32m f ∆=，下面进行人行索桥轴力和挠度验算。
最大拉应力：max F S σ=÷[]6a a 1870MP 86.4(35810)241.3MP 748MP 2.5aσ-=÷⨯=<==承重索强度符合要求。
4. 人工验算4.1 基本参数钢丝绳GB1102-74标准的6×19+1Φ31，1870MPa ，破裂力517kN ，安全系数 2.5，断面积805×10-6m 2，弹性模量E=1.25×108N/m 2，空索自重5.03kN/m ，主跨66m ，垂度1.65m 。
4.2 验算过程 4.2.1 内力验算承重索总重（6根）：30.18kN ，弹性模量81.2510E =⨯N/m2, 钢丝绳截面直径为46mm,钢丝绳截面面积为8052mm ，木板重21kN,槽钢总重5.76kN ，护栏总重23.19kN, 人群荷载为2kN/m 。
1）恒载作用下：根据竖向平衡条件可知总的竖向反力为： 130.1821 5.7623.1939.98kN 22iFV +++===∑由于索是柔性结构，所以索内弯矩为0。
槽钢和护栏对跨中弯矩：1193.90kN m i i M P l ==∑ 索重对跨中弯矩：2248.985kN m i i M P l ==∑ 木板对跨中弯矩：3173.25kN m i i M P l ==∑ 拉力：1max /266ig V l M M H f f ⨯-==∑ 31.733478.1171.04kN 6 1.65⨯-==⨯恒载作用下索长：228816610.02566.11m 33f S l l ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯=⨯+⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭恒载作用下主索伸长：216 1.6571.04663660.0467m 80500 1.25S ⎛⎫⨯⨯+ ⎪⨯⎝⎭∆==⨯ 无应力索长：066.110.046766.0633m l S S =-∆=-= 2）活载作用下：设人群荷载下桥的矢高为0f拉力： 00425.766kN q W H f f =÷=总 4.2.2 位移验算索长：20813f S l l ⎡⎤⎛⎫=+⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦, 0.025fl =208661366f ⎡⎤⎛⎫=⨯+⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦人群荷载下弹性伸长：2163q H f FS l l S S E ⎡⎤+⎣⎦∆=206016425.76366805108661.2510f f -⨯⨯⨯⨯⎡⎤⨯+⎣⎦=⨯ 其中： F ——承重索横截面面积=805mm 2。
由无应力索长066.0633m l S S =-∆=解得：矢高0 2.16m f = 拉力为197.73kN承重索强度验算：6197.73(80510)H S σ-=÷=÷⨯[]1870MPa 245.63MPa 748MPa 2.5σ=<==承重索强度符合要求。
最不利荷载作用下挠度：挠度验算：0 1.65 2.16-1.650.51m f f ∆=-== 跨中挠度符合要求。
4.2.3 抗风索验算风速取25m/s风压200.5p ωγν=⨯⨯222516001600ν==0.391kN m =/ 现计算得全桥迎风面积为20.52m ，所以风力为20.50.391=8.02kN ⨯,现按不利情况取一根抗风索承担一半的力为4.02kN ，分别计算四根索的受的拉力。