水位观测平台、水文缆道荷载及计算、主索直径选用表.docx
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1、附录A水位观测平台荷载及计算A.1荷载分类及代表值A.1.1作用于水位观测平台及附属物上的荷载,可分为下列三类:1 永久荷载:自重、土重和固定的仪器设备重等。2 可变荷载:平台面活荷载、栈桥面活荷载、风荷载、雪荷载和水冲击荷载等。3 偶然荷载:撞击力和地震作用等。A.1.2平台设计时,不同荷载应采用以下不同的代表值:1 永久荷载应采用标准值作为代表值。2 可变荷载可根据设计要求采用标准值、组合值作为代表值。3 偶然荷载应根据试验资料,结合实践经验确定或按有关规范计算其代表值。4 确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准值。A.1.3平台设计时,可采用标准值作为荷载的代表值,并应满足下列要求:1
2、 永久荷载标准值:对平台各部份结构的自重,可按结构构件尺寸与材料单位体积的自重计算确定。2 常用材料和构件,其自重可参照GB509-2012附录A的规定采用。3 可变荷载标准值,应按本章的有关规定计算或采用。A.2 均布活荷载A.2.1平台各部分均布活荷载的标准值,应按表A21的规定采用。表A21平台各部分均布活荷载标准值项次类另IJ标准值(kN/n?)1平台仪2.02平台挑出部份2.53平台屋面1.54栈桥桥面3.5注:第1项包括工作人员、仪器设备;第2项,当人群有可能密集时,宜按35kNm2采用。A.3 雪荷载AAl平台台面和栈桥桥面上的雪荷载标准值,应按公式(A.3.1)计算:Sk =U
3、rSo(A.3.1)式中S k雪荷载标准值(kN/n?);Ur 一平台平面积雪分布系数;SO基本雪压(kN/n?)。A.3.2 基本雪压应按GB50009-2012附录E中附表E.5给出的50年一遇的雪压采用。A.3.3有雪地区,当城市或建设地点的基本雪压值在GB50009-2012附录E中未给出时,可根据附近地区规定 的基本雪压或长期资料,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可按GB59-2012附录E中全国基本雪压 分布图近似确定。A.3.4山区的基本雪压,可按当地空旷平坦地区的基本雪压值乘以系数1.2采用。A.3.5平台平面积雪分布系数可按GB50009-2012第C.0.4条有关规定采
4、用。A.4 风荷载A.4.1垂直作用于平台单位面积上的风荷载标准值,应按公式(A41)计算:以=4Z %(A41)式中 巴风荷载标准值(kN/!?);zZ高度处的风振系数;%风荷载体型系数;uz风压高度变化系数;wo基本风压(kNm2)0A.4.2基本风压应按GB50009-2012附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用,但不应小于0.30kNnEA.4.3当城市或建设地点的基本风压值在全国基本风压分布图上未给出时,可根据附近地区规定的基本风压或 长期资料,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可按GB50009-2012附录D中全国基本风压分布图近似确 定。A.4.4山区的基本风压可
5、按相邻地区的基本风压值乘以下列调整系数采用:1 山间盆地、谷地等闭塞地形取0.750.85。2与大风方向一致山谷口、山口取1.207.50。A.4.5风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表A.4.5确定。地面粗糙度根据水位观测平台位置的特点, 可分为下列二类:1 A类指河岸、湖岸和沙漠地区等;2 B类指乡村、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区。表A45风压高度变化系数离地面或海平面高度(m)51015203040A类1.171.381.521.631.801.92B类0.801.001.141.251.421.56A.4.6风荷载体型系数可按GB50009-2012第8.3.1条有关
6、规定采用。A.4.7平台Z高度处的风振系数乱可按公式(A.4.7)计算:昆=1 +- 肛式中,一一脉动增大系数可按表A.4.7-1确定;V脉动影响系数可按表A.4.7-2确定;z一振型系数(取L(X);Uz风压高度变化系数。表A.4.7-1脉动增大系数GIV (2( kNs2m2)0.010.020.040.060.080.100.200.400.600.801.002.00钢筋混凝土及体结构1.111.141.171.191.211.231.281.341.381.421.441.54注1:平台结才注2:计算WoTf时,A类:陶的基本自振周期T可按GB50009-2012附录F计算;地区用当
7、地基本风压乘以1.38代入,B类地区可直接代入基本风压。表A.4.7-2脉动影响系数M总高度H (m)10203040A类0.780.830.860.87B类0.720.790.830.85A.5 水冲击荷载A.5.1作用于平台测井和栈桥桥墩上的水冲击荷载的标准值,应按公式(A.5.1)计算:(A.5.1)p.=0AKwpFV.2h式中PO水冲击荷载标准值(kN);Kw水阻力系数,园形截面取0.8,多边形截面取0.9,方形截面取1。p水的密度系数(tm3),淡水取1.0;V0台身或桥墩处最大水面流速(m/s);F台身或桥墩每米高度的阻水面积(H?);h测井出土面至水面的高度(m)。A.5.2对
8、可能发生比设计荷载还要大的荷载(漂浮物、冰排、波浪等),可用水冲击荷载乘以综合工作条件系数 。确定。计算时应根据考虑因素的多少,系数?按3.05.0采用。A.6 地震荷载A.6.1抗震设防烈度为69度地区,设计水位观测平台时,应考虑地震荷载作用。A.6.2计算地震荷载作用时,可仅考虑水平方向的地震荷载作用。水平地震作用标准值可按底部剪力法计算。A.6.3作用于平台台身的水平地震标准值,应按公式(A63)计算:FEK= aG(A.6.3)式中fek水平地震作用标准值(kN);a 一地震影响系数;G一平台重力荷载(kN)。A.6.4计算时地震影响系数取最大值。max,不同基本烈度的最大值可按表A6
9、4采用。表A.6.4水平地震影响系数最大值。max与基本烈度关系烈度6789max0.040.080.160.32A.7荷载组合与校核A.7.1设计平台支承结构和基础时,应以使用过程中可能同时作用的荷载的最不利组合为依据。A.7.2荷载组合可分为以下3种,设计时应根据荷载实际情况选用:1 永久荷载、水冲击荷载与其他活荷载;2 永久荷载、风荷载、雪荷载和撞击力;3 永久荷载、风荷载和潮(啸)水撞击力。A.7.3抗震设防烈度为6度以上地区,计算时应将地震荷载纳入相应的荷载组合,对设计进行校核。附录B水文缆道荷载及计算8.1 铅鱼缆道主索的荷载8.1.1 作用在主索上的荷载可分为垂直集中荷载和水平荷
10、载。垂直集中荷载包括行车架重量、行车架上附有的 循环索重量以及悬吊重量。水平集中荷载包括行车架的风阻力、行车架上附有的循环索风阻力、入水部分的钢 索、铅鱼和仪器的水流冲力。8.1.2 铅鱼重量应大于循环索在空载垂度时的张力,满足控制测流偏角的需要,应保证出现设计洪水时,悬吊设 备的起重索与水面垂线最大偏角不大于35。8.1.3 不拉偏条件下的铅鱼质量应按式(B.L3-l)(B.L3-3)计算,并同时满足式(B.1.3-1)或式(B.1.3-2)和式(B.1.3- 3)01 窄深河道(深宽比大于1/100):Get5qxL(B.1.3-1)2 宽浅河道(深宽比在1/200-1/100之间):Ge
11、t (6-9) qx L(B.1.3-2)式中 Get铅鱼质量,kg;Qx循环索单位长度质量,kg/m;L度,Hio3 在同时考虑流速和水深时:2.4Get 8zz3my3m(B.1.3-3)式中Vm最大垂线平均流速,m/s;hm最大水深,mo8.1.4 拉偏条件下的铅鱼质量可按式(B1.4-1)计算:Get= (2.58qsc +0.5qpc) hm(B.1.2-1)其中qsc =1/2 Kspdsc Vm2(B. 1.4-2)qpc = 1/2 Kpsdpc Vm2(B. 1.4-3)式中 Get一铅鱼质量,kg;qsc一起重索上(入水部分)单位长度的水流冲(阻)力,kg/m ; qpc一
12、拉偏索上(入水部分)单位长度的水流冲(阻)力,kg/m ; Ksp一起重索阻水体型系数,取0.8 ; Kps一拉偏索阻水体型系数,取0.4 ;dsc、dpc分别为起重索、拉偏索直径,m;此处代表索对水的单位长度上阻水面积;Vm垂线平均流速,m/s ;hm最大水深,m ;P水的密度,kg,s2m4;取102。8.1.5 集中荷载应按式(B.7)(B.9)计算:垂直荷载:pv =P+F + Q水平荷载,拉偏时:Pz =2 A + 水平荷载,不拉偏:PZ JPa+Pb(B.1.5-D(B.1.5-2)(B.1.5-3)式中F一行车重量(包括循环索重量),N;P悬吊重量,N;R 一垂直荷载,N ;PZ
13、 水平荷载,N ;Q行车架上所附有的循环索重量,其中:闭口 Q取工乙,开口 Q取5%, n.置一循环索单位长度的重量,N/m ;L 一跨度,双跨缆道主索R的Q;EPA一入水部分起重索、铅鱼等项的水流冲力,N ; 风一水面以上起重索、行车架上循还索(闭口循还索长度按L计算、开口循还索长度按5L计算)、行车架本身等项的风阻力,N08.1.6 水流冲力巳、风阻力B应按式(B.1.6-l) (B.1.6-2)计算:12乙丁匕g12Pb=-KbpbFbVb2 g式中 巳、pb为水流冲力、风阻力,N;一为水的流速和风速,ms,按测站具体情况确定;&、FB 一为阻水、挡风面积,m2,按阻水、挡风物体在水流方
14、向及风向上的投影面积计算;PN PB分别为水和空气的密度,kg.s2/m4 ;幺取4取1/8;Kb为与物体体型有关的阻水、阻风体型系数,阻水物的体型系数KA对于起重索、铅鱼及仪器等可取0.6).8。挡风物件的体型系数臬若受风面呈流线型时取0.6).7;受风面呈圆角墙面时取0.70.8;受风面呈直角墙面时取0.81.0; g重力加速度,ms2 ,取10。B.2 吊船缆道主索的荷载8.2.1 计算参数的选取应满足下列要求:1 设计流速V (ms),取该河段的最大测点流速。2 设计含沙量(kgm3),取最大含沙量。无资料地区参照同一自然地理区域内其它测站的最大含沙量。3 劈水角/,取高水期吊船运行的
15、最大劈水角度,取2030。4 水文测船尺寸。水线长Ll(m)、型深h (m)、吃水深hl (m)、型宽Bl(m),机舱长、宽、高,驾驶楼长、宽、高。B.2.2流速阻力应按式(B22-1)计算:1 9Pw=-KwpV2F2 S(B.2.2-1)阻水面积应按式(B.13)计算:F = BIhi cos + LIhl sin (B 2 2 2)式中流速阻力,N ;KW水阻力系数,矩形截面的平底吊船,取0.50.6, 一般船,取0.3,起重索、铅鱼、仪 器等取0.60.8 ;F阻水面积,m2 ;P水的密度,kgs2m4 ;取102 ,含沙量较大时可按式(B.2.2-3)计算:IOO+ &P= L58(
16、B.2.2-3)式中,58置换系数;PS含沙量,kgm3 OB.2.3作用于船上的风阻力应按式(B23)计算:12Pb=-KbPbVb乙O式中KB风阻力系数,取0.70.8 ;PB空气的密度,kgs2m4,具体数值由实际情况确定;匕一顺流向的风速,ms,由实际情况确定;F阻风面积,水线以上包含机舱、驾驶舱的全部投影面积,m2o B.2.4测船总水平阻力应按式(B24)计算:Pz=(+P)式中4超载系数,取B.2.5吊船索的拉力应按式(B25-1)计算,垂直分力可按式(B25-2)计算:PV=PZ X;LS式中PS测船牵引索拉力,N;PV垂直分力,N;h-加载后主索与测船的高差,m;LS-加载后
17、主索与测船的水平距离,moB.3 吊箱缆道主索的荷载BAl垂直集中荷载应按式(B31)计算:Pv=F + Q + Gbh(B.2.3)(B.2.4)(B.2.5-1)(B.2.5-2)(B.3)R二/+ Q +Gbh(I tana)B.3.2水平集中荷载应按式(B.3.2)计算:(B.3.2)无拉偏时: =41 +?2+g+;LGl+2有拉偏时:Pz = PBl+- + -P式中4一垂直集中荷载,N;F行车重量(包括循环索重量),N;Q行车上所附属的循环索重量,N;Gbh吊箱重量(包括吊箱自重、操作人员体重、仪器设备重),N;PZ水平集中荷载,N;PBl行车风荷载,N;心2吊箱风荷载,N; 电
18、一循环索及起重索风荷载,N/m;“2 拉偏索风荷载,N;P一起重索或悬杆入水部分及仪器设备的水流冲击力,N;标引序号说明:1-主索;2TS环索。图B32吊箱缆道荷载计算分析图B.4 副索的荷载B.4.1缆道拉偏索荷载应按式(B.4.1-1)、(B.4.1-2)计算:Pv = PXtga+ GPZ=PBl + -6y2B.4.2铅鱼缆道拉偏索荷载应按式(B.4.2-1)、(B.4.2-2)计算:Pv = Ptga + G,PZ =g%式中Gf拉偏索行车自重,NoB.5 单跨缆道主索拉力、垂度(B.4.1-1)(B.4.1-2)(B.4.2-1)(B.4.2-2)B.5.1仅受自重作用的单跨缆道主
19、索、副索,不论有无边跨(见图B51),其空载拉力均应按式(B51)计算:H0 =-8fo式中 Ho一空索拉力,n.q主索单位长度自重,Nmo图B51单跨缆道主索布设图B.5.2单跨缆道主索(见图B.5.2),不分主索、副索,以有边跨者为例,其加载拉力均应按式(B52-1)(B.5.2-2)计算。对无边跨的,可将公式(B.5.2-2)的A值中的4、4(左右边跨的跨度)当零处理。图B52有边跨缆道主索布设图(B.5.2-1)(B.5.2-2)(B.5.2-3)(B.5.2-4)(B.5.2-5)H3 J H.- AEKFKqL_ Ajg + C) = OI 24H; J 24A =其中La + L
20、 + LbB = I(q2 + 2)当集中荷载位于跨内任意位置时,22、C = Mab & + qPv +PzL 当集中荷载位于跨中央,即=6=工时, 2/22、C = 31 Pv +Pz +qPv+PzL 式中 Fk主索截面面积,mm2;Ek-主索弹性模量,Nn2o计算加载拉力,确定安全系数时,可取l3l计算加载垂度,考虑安全超高时,取7xl6为宜。B.5.3主索、副索的加载垂度应按式(B53)计算:Vg时,Hfv =(时,Hfv =qL + aPy 8ql bPv8 2+系即九=qC I PyL:8H AH,(B.4)B.6 双跨缆道主索拉力、垂度B.6.1横跨两道河槽的双跨缆道,两跨的跨
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