160t50m桥架吊车梁受力的的分析计算文档格式.docx

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　运行冲击系数：

1.15

　结构倾覆稳定安全系数：

≥1.5

6、基本假定

　　主梁现场拼装时重心最大偏差：

e=0.1m

架桥机纵向移动时吊装T梁钢丝绳倾角：

β＝±

2°

二、总体布置说明

架桥机主要由主导梁、天车副架梁、天车组成。

导梁采用三角形截面桁架拼装式，动力部分全部采用电动操作。

1、导梁中心距：

6m；

2、导梁全长：

81m，前支点至中支点距离为52m；

3、架桥机导梁断面：

2.8m×

1.1m；

4、架桥机导梁底部由前部平车总成、中部平车总成、尾部平车总成等组成；

5、吊装系统由2套天车副架梁总成组成；

6、吊装系统采用：

2台天车。

三、结构验算

1、施工工况分析

工况一：

架桥机完成拼装或一孔T梁吊装就位后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况，需验算的主要内容：

1）抗倾覆稳定性验算；

2）支撑反力的验算及中部横梁验算；

3）主导梁内力验算；

4）悬臂挠度验算。

工况二：

架桥机吊梁时及架桥机吊梁就位时的验算内容：

1）天车副架梁验算；

2）主导梁内力验算；

3）前支腿强度及稳定性验算及前部横梁验算；

架桥机各种工况见附图1、5、6。

2.　基本验算

2.1　工况一

2.1.1　抗倾覆稳定性验算

架桥机拼装架桥机完成拼装或一孔T梁吊装就位后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况下的验算，此时为了生产安全，移跨之前须在架桥机尾部加上适当的配重，这里以安装的砼梁的一端重量作配重，则每条主导梁的配重为40t，故该工况下的力学模型图见图1所示：

图1　工况一下的力学模型图

取B点为研究对象，去掉支座A，以求支座C的反力，由力矩平衡方程：

Rc远大于零，故是安全的。

倾覆力矩：

M1=0.5q×

52.82＝8015.4kN-m

平衡力矩：

M2==14470.475kN-m

抗倾覆安全系数k=M2/M1=14470.475/8015.4=1.805>

1.5满足规范要求。

2.1.2　中支点反力的计算

按上图计算模型，有

中支点的反力由中担来承担，中担梁的截面如下图所示：

图2　中担截面尺寸图

经计算其截面特性如下：

I＝2297322667mm4W=7657742mm3

主导梁对中担产生的最大弯矩为

Mmax=Rb×

900＝666.86×

900＝600174kN-mm

故中担梁截面上的最大应力为：

＜[σ]＝155MPa安全

2.1.3　主导梁的内力验算

⑴中支点B处断面所受弯矩最大：

Mb=0.5q×

⑵主导梁截面特性计算

①　吊车梁主肢的截面特性

吊车梁截面尺寸如图2所示，架桥机车梁截面为3条空心的箱形梁，经计算得3条空心的箱形梁的截面参数为：

图3　主导梁主肢的截面外形尺寸图

上弦梁：

　I1=324392277mm4　A1＝22912mm2

下弦梁：

　I2=101799936mm4　A2＝12672mm2　

则整个架桥机主梁截面的面积为：

A＝A1+2A2＝22912＋12672×

2＝48256mm2

整个架桥机主梁截面的惯性矩为：

I=2I2+2A2（160+2240+120－yc）2＋I1+A1yc2

=2×

101799936＋2×

12672×

（160+2240+120－1323.5）2＋324392277＋22912×

1323.52

＝76944629365mm4

其截面系数为：

⑶主导梁的最大弯曲应力为

　满足施工要求。

2.1.4　主导梁的挠度验算

主导梁自重产生的最大挠度为

前担重量产生的最大挠度为

所以弹性挠度为　f弹＝f1+f2=34.6+12.2=46.8cm

能够满足架桥机前移就位。

2.2　工况二

2.2.1　天车副架梁验算

天车副架梁的受力模型图如下：

图4　天车副架梁的受力模型图

经计算，得

其最大弯矩为

天车副架梁的截面特性参数为

I=1755904000mm4W=5853013.3mm3

其最大弯曲应力为：

＜[σ]＝155MPa　安全

2.2.2天车的受力分析

1、天车行走小车梁的受力分析

⑴天车行走小车梁的受力模型图如下：

⑵天车行走小车梁的截面特性参数为

I=136263794.9mm4W=689272.1mm3

⑶其最大弯曲应力为：

2、天车中心横梁的受力分析

⑴天车中心横梁的受力模型图如下图所示

则其最大剪力为

V=422kN

跨中的最大弯矩为

　　　　　　Mmax=114.913kN-m

⑵天车行走小车中心梁的截面特性参数为

A=19520mm2I=413482667mm4W=2067413mm3

⑶其最大剪应力为：

＜[τ]＝108.5MPa　安全

⑷其最大弯曲应力为：

2.2.3　架桥机跨中主导梁的受力分析

⑴架桥机跨中主导梁的受力分析

架桥机吊梁时及架桥机吊梁就位时的验算内容，这里分两种情形。

工况2-1　架桥机吊梁前吊点行走至前跨正中位置时，其跨中弯矩达最大值，故需对该位置作如下验算：

通过对该主导梁进行受力分析，确定其力学模型如下图所示：

图5　架桥机主梁吊梁工作时的力学模型图之一

图中　P——为作用在单条主梁某一跨上的集中载荷，N或kN；

　　　l——为架桥机主梁的跨度，m；

　　a,b——为集中载荷作用点距两端点的距离，m。

通过对该工况下连续梁进行内力分析计算，可得：

其最大弯矩为跨中弯矩　Mmax=5343.52kN-m

其最大剪力为右端剪力　Vmax=655.78kN

工况2-2　架桥机吊梁前吊点行走至前跨距前支点32.2米位置时，后吊点即将从运梁车改至由后跨主导梁承担时，其前跨中弯矩达最大值，故需对该位置作如下验算：

图6　架桥机主梁吊梁工作时的力学模型图之二

其最大弯矩为离左端32.2米处的跨中弯矩　Mmax=5624.37kN-m

其最大剪力为右端剪力　Vmax=－456.46kN

综合上述两种工况，得

　　　　　Mmax=5624.37kN-m

Vmax=655.78kN

⑵　架桥机跨中主梁截面特性计算

①　架桥机跨中主梁主肢的截面特性

架桥机跨中主梁截面尺寸如图7所示，架桥机跨中主梁截面为3条空心的箱形梁，经计算得3条空心的箱形梁的截面参数为：

图7　吊车梁跨中主肢的截面外形尺寸图

　I1=316429653.3mm4　A1＝21760mm2

　I2=100120320mm4　A2＝12240mm2　

则架桥机跨中主梁截面的面积为：

A＝A1+2A2＝21760＋12240×

2＝46240mm2

架桥机跨中主梁截面的惯性矩为：

100120320＋2×

12240×

（160+2240+120－1334.12）2＋316429653.3＋21760×

1334.122

＝73673278293mm4

②　吊车梁斜缀条的截面特性

斜缀条采用2条[10的槽钢，其单肢截面面积为A1＝13.28cm2=1328mm2

⑶　吊车梁截面强度校核

①　主肢强度校核

当　P=40t　l=53m时（相当于一共承受160t吊重），有：

＜［σ］＝155MPa安全

②　斜缀条强度校核

斜缀条主要承受截面上的剪力，其轴心力N1按下式计算，如图8所示：

其中　V1——分配到一个缀条面的剪力；

　　　n——承受剪力V1的斜缀条数；

α——斜缀条与架桥机主梁断面的夹角在纵向断面上投影，α＝°

；

β——斜缀条与架桥机主梁断面的夹角在横向断面上投影，β＝°

。

图8　斜缀条受力简图

斜缀条的截面按承受N2的轴心受压构件计算。

已知　P=40tl=53m时，有：

a）对斜缀条进行强度校核：

b）对斜缀条进行稳定性校核：

L＝2520/cos15.52°

/cos9.68°

＝2653mm

查表得：

φ＝0.769，则

＜［f］＝215MPa安全

⑷主梁连接耳板及销轴受力校核

①　耳板受力分析

主梁连接耳板截面承受的最大弯矩为

当此弯矩作用于销轴连接截面时，耳板及销轴的受力最大，此时的上耳板的最大受力为

此力作用于上耳板上时，耳板上的应力为

　安全

下耳板的最大受力则为

此力作用于下耳板上时，下耳板上的应力为

②　销轴受力分析

上销轴受耳板间产生的剪力V＝F上，当销轴采用材质为15MnVB的高强度圆钢时，每根上销轴共有两个截面受剪，故其最大剪应力为

下销轴受耳板间产生的剪力V＝F下，故下销轴的最大应力为

　安全　

2.2.3　前支腿强度及稳定性验算及前部横梁验算

⑴　前支腿的支反力计算

前支腿的最大支反力产生于架桥机架梁即将就位的状态下，该状态下的受力模型图如下图9所示：

图9　架桥机架梁即将就位的状态下的受力模型图

通过对该连续梁进行内力分析计算，得

其前担的最大支反力为　V1max=－538.2kN

其中担的最大支反力为　V2max=－610.2kN

前支腿为两根φ273×

14×

3300的钢管制成，故每根前支腿的受力为

F前＝538.2/2=269.1kN

⑵　前支腿的强度及稳定性验算

前支腿的截面特性为　

A前＝11391mm2I前＝95797500mm4i=91.7mm

故　　查表得：

φ＝0.927

对其进行强度验算，其最大压应力为

对其进行稳定性验算，其最大压应力为

⑶　前部横梁的强度验算

前部横梁的最大弯矩为

Mmax=F前×

900＝269.1×

900＝242190kN-mm

前部横梁的截面特性为

A＝39080mm2I=2713305666.7mm4W=8348632.8mm3

故前部横梁的应力为

安全

2.3副架梁的受力分析验算

2.3.1副架梁的受力力学模型

副架梁主要承受自重载荷及施工载荷，受力力学模型如下图所示：

参考文献

1《工程起重机》长沙铁道学院本科教材;

2《起重机设计手册》机械工业出版社,1984;

φφ

3唐秀近时战《结构力学》大连理工大学出版社。

4S.铁摩辛柯J.盖尔[美]《材料力学》科学出版社。

5建筑结构设计手册丛书编委会罗邦富魏明钟等《钢结构设计手册》（GBJ17－88版）中国建筑工业出版社。