机械毕业设计（论文）-900吨架桥机支撑系统结构设计与受力分析.doc

摘要 铁路是国家的重要基础设施，在综合交通体系中占有重要地位，起着骨干作用我国铁路主要干线能力目前还十分紧张，除秦沈客运专线外，均为客货混跑模式，客运快速与货运重载难以兼顾，无法满足客货运输的需求。在繁忙干线建设客运专线，实现客货分线运输，能够大幅度提高铁路运输能力，分流既有线的大部分客车，缓解既有线运能紧张的局面，同时还可以满足大经济区。大城市的增量运输的需求，腾出既有线用来发展货物重载运输，适应日益增长的运输需要目前随着京津、武广、合宁、郑西等铁路客运专线的陆续开工，我国掀起了新一轮大规模的高速铁路建设高潮。客运专线建设中大量桥梁施工需要大吨位架桥设备，传统架桥机已不能满足施工要求，大吨位架桥机研制势在必行。 本论文以JQ900型架桥机为研究对象，对架桥机前支撑系统、中支撑系统和后支撑系统系统的结构强度、刚度和稳定性计算。对行走驱动系统计算和初选电机。第一阶段对架桥机作业过程进行学习，随后对前、中、后支撑进行受力分析，然后分别计算其结构的强度、刚度、及稳定性并得出其在满足要求的条件下还有一定富余。关键词:铁路客运专线；900t；导梁式；定点起吊；架桥机第 1 页 共 2页AbstractRailway is the important foundational facilities in a country，which possesses the significant place and leads the backbone effects on the synthetic transportation system.The capability of the main line is still seriously in our country at pr- esent，and most of the railways are passenger-cargo mixed traffic lines，except the Qin-Shen dedicated Passenger line.It is impossible to meet the running technical requirement to both high speed passenger train and heavy-haul freight train at the same time.The higher demand of passenger一cargo transported cant be satisfied also.Building the dedicated passenger line and making Passenger transport and freight transport be separated in the busiest trunk line，can sharply raise the capability of railway transportation.The transfer of Passenger trains running in the existing lines will relieve the overbusy situation of the existing lines and will satisfy the transportation requirement of economic zones and urban areas.To do that can develop the heavy haul goods transpo -rtation so to fit the developing transportation need.In our country，a new large-scale wave has emerged to build high speed railroad the constructing of the following dedicated-passenger-lines of “JingJin Area”，Wuguang，Hening，Zhengzhou-Xian and so on in succession. The work needs a great quantity of high tonnage bridge beam erecting facilities.But the traditional ones had already dissatisfied in const- ruction.Therefore the development of high tonnage bridge beam erecting machine should be carried out to satisfy the engineering needs. In this thesis，DF900 bridge machine was the research object.The author calculated the structural strength， stiffness and stability of erecting machine before support systems， the support system and the support system.Calculate the walk drive system and primary motor.The first stage，I learn the erec-ting machine operation process.And then I stress analysis before， during and after support.when I calculate its structural strength， stiffness and stability，and I find all surplus. keywords:dedicated passenger line;900 ton-grade;guiding girder;non一moving lifting;bridge beam erection machine第 2 页 共 2页第一章 绪论1.1 研究背景及意义 根据我国中长期铁路网规划，我国新一轮铁路建设迫在眉睫，而路网规划中客运专线建设尤为引人注目，这是满足我国国民经济和社会发展需要的重要措施，也是我国铁路建设史上一个跨越式发展阶段。 铁路客运专线是一项系统性强，设计学科多，技术性强，投资巨大的工程，其中基础设施的桥梁工程是投资的主题。国内目前铁路客运专线初步统计，桥梁的总长度占线路全长的20以上，当客运专线穿越城市，为不占用城市用地，以桥带路，使得桥梁所占比例更大。例如：京津城际铁路客运专线全线长118km，常用跨度桥梁达93km，常用跨度桥梁总长占线路全长79，上部结构设计的形式主要以整孔简支箱梁为主。这一特点使得研究标准化、流程化、工厂化的施工方法及其吊、运、架梁装备更显得突出。1.2 国内外架桥机发展状况1.2.1 国内架桥机发展状况 在高速铁路建设过程中，最重要的当属混凝土箱梁的制梁、运梁以及架梁施工设备，而在上述施工设备中，当属架梁设备为最重要最关键的设备。为满足工程施工需要，目前，国内具有相当资质的大型企业如中铁大桥局集团等，充分发挥桥梁“施工、设计、设备制造、科研”四位一体的技术优势，特别是桥梁施工准用设备研发能力强的技术优势，组织集团内有关单位和工程技术人员，研制了一系列铁路客运专线施工所必须的专用施工设备。同时，许多企业还通过技术合作方式，与国内外相关企业联合研制和引进了一批设备，确保了铁路客运专线工程施工的设备需求。高铁架桥机按照有无导梁，分为以下三种类型：1. 无导梁式架桥机。如中铁科工之JQ900A型、JQ900B型；石铁院与17局之SPJ900/32型。下图1-1所示为中铁大桥局设计研制的某型号无导梁式架桥机。 2.承架桥机半自重过孔导梁式架桥机。顾名思义，此型架桥机有一略长于一跨、承重不大(1/2自重)的导梁，却带来过孔安全稳定的优良胜能，从而成了900t级的主流架桥机，中铁科工之JQ900C型、北戴河通联、郑州华中建机、上海港机重工、西安筑机、北京万桥等都分别为各施工部门设计制造了一批此型架桥机。如图1-2所示，国内某大型研究机构设计研发并投入施工的承架桥机半自重过孔导梁式架桥机。 3.导梁承箱梁重式架桥机。由运梁车上的前后移梁小车驮运混凝土箱梁上导梁到梁位上方，定点起吊箱梁，退出二移梁小车，吊起导梁前移让出桥位，落箱梁到位。 如图1-3所示，某型号导梁承箱梁重式架桥机施工图。 图1-1 无导梁式架桥机施工示意图图1-2承架桥机半自重过孔导梁式架桥机施工示意图图1-3导梁承箱梁重式架桥机施工图 另外，国内市场还有其他各种类型的架桥机，这些架桥机按照行走型式与起吊型式又可以分成很多类型。这一系列客运专线施工设备的研制成功，一方面满足了工程建设的需要，另一方面也形成了一批重要的科研技术成果，有些还填补了国内空白，促进了我国铁路建设技术的发展。由于高速铁路有很多会穿越隧道，在上述国产架桥设备中，相当一部分架桥设备都不具备整机通过隧道这一要求，每遇到隧道，就需要将设备进行拆解运输，通过隧道后再进行重新安装调试，这一过程将会耗费相当大的人力物力以及财力，而国外的有些设备却能满足连续过遂或者桥隧相连的施工工况，但是，其进口设备价格太过昂贵，这一难题，一直没有得到解决。如图1-4某国产型号架桥机在进隧道末跨施工示意图。由于此架桥机不能满足整机不拆解过隧道的功能，在完成末跨架设后，必须将架桥机进行拆解，然后由运梁车等运输设备将架桥机拆解件运送通过隧道，然后在隧道另一端安装由于架桥机的拆解、安装与调试完成，周期大约需要一个月左右，所以这种施工方法效率很低，此种类型架桥机不能适应桥隧相连地区的施工要求。如下图1-5架桥机在进隧道前进行拆解，由运梁车驼运过隧道。随着我国铁路建设跨越式发展的进一步实施，高速铁路建设不断由平原地带向西南等山区地带推进，我们将面对更新的机遇和更新的挑战，研发制造国产的、具有自主知识产权的整机过遂架桥机迫在眉睫。图1-4架桥机在进隧道末跨施工图1-5架桥机在进隧道前拆解1.2.2国外架桥机发展状况图1-6吊运架一体机示意图 大吨位铁路箱梁架桥机研发制造最早，在架桥机领域内具有相当低位的当属意大利Nicola公司，意大利尼古拉公司设计研发制造的整机不拆解过隧道架桥机，可以很好的适应桥隧相连地区的高速铁路、公路的箱梁架设。如图1-6所示，国内进口的意大利尼古拉公司研发制造的某型号吊运架一体机，图示为其主梁部分。从国内外架桥机的现状来看，高速铁路箱梁架桥机大致可分为迈步式架桥机、下导梁式架桥机、运架一体式架桥机。其中下导梁式架桥机应用于架梁施工实践的最大梁片重量在900吨以上。目前已进入中国市场并具有比较大影响力的国外专业架桥机械制造商有意大利Nicola公司和挪威NRS公司，此外还有COMTEC公司和德国KAMAG公司等。国内企业研发制造的900t级架桥机基本都没有考虑隧道因素，整体无法穿过客运专线与双线隧道，只能部分拆卸、分解穿过，且在隧道口由于没足够的施工空间，架桥机的施工也非常不便。由于上述种种客观条件和现有机械装备的尺寸限制，使客运专线的施工受到极大的制约，阻碍了施工进度并增加了建设成本。1.3本文研究内容1、查阅国内外架桥机发展状况与趋势，参考相关设计规范，对架桥机的前支撑，中支撑，后支撑进行力学分析。2、对前支撑进行强度和刚度计算。3、对中支撑进行强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性进行计算。4、对后支撑进行强度及局部稳定性计算。5、架桥机行走系统计算初选电机。 第44 页 共45 页 第二章 JQ900型箱梁架桥机总体方案说明2.1方案的提出 JQ900型箱梁架桥机总体方案是在综合国内外各种架桥机的基础上，结合多年在铁路架桥设备上的施工和设计经验而提出的一种方案。JQ90O型架桥机可概括为：轮胎式运梁车运梁，尾部喂梁，起重小车拖拉取梁，一跨式龙门简支架梁，高位下导梁过孔，可架设32m、24m、20m双线等跨箱梁和变跨箱梁。2.2本架桥机特点2.2.1简支架梁 采用柔性前支腿、刚性后支腿、一跨支撑主梁，受力简单明确。2.2.2简支过孔，安全性高 起重小车、辅助小车及辅助支腿相互配合，使导梁先行过孔，形成架桥机过孔轨道梁。架桥机在辅助支腿和后支腿支撑下，沿导梁简支过孔，安全可靠。2，2.3方便架设首孔、末孔箱梁 采用可拆支腿高位导梁方式，解决了首孔、末孔箱梁的架设。2.2.4方便架设变跨箱梁 前支腿和辅助支腿可利用自身动力，变化与主梁的支撑位置，满足架桥机变跨调整需要。2.25整机高度较低 卷扬起升机构后置，有效降低整机高度，通过高空限界能力强。2.2.6轮胎走行，辅助工序少 后支腿采用成熟的轮胎式走行机构，不需铺设临时轨道，施工效率高。2.2.7控制先进，操作方便 控制层网络采用了以PCL为核心的先进控制技术，具有变频、遥控、各种参数屏显和各种安全保护功能。2.2.8通过隧道能力强 利用运梁车上的升降驮运架，大大降低驮运高度，可顺利通过隧限。2.3主要性能参数 额定起重能力： 900t 架设梁跨： 32m、24m、20m等跨及变跨整孔箱梁 梁体起落速度： 00.5m/min（重载） 01.0m/min（空载） 梁体起落高度： 7m 梁体吊装方式： 四点起升、三点平衡 架设方式： 单跨简支定点起吊 过孔方式： 架梁机自身简支移位过孔 过孔移位速度： 03m/min 导梁机移位方式及运行机构：导梁吊机、辅助支腿、导梁天车等配合作业 导梁机移动速度： 03.0m/min 外形尺寸： 59.3m17.1m12.5m 架桥机利用等级： U0 架桥机载荷状态： Q3 架桥机整机工作级别： A3 机构工作级别： M4 结构强度计算安全系数： n1.5 3JQ900型箱梁架桥机结构形式 JQ900型箱梁架桥机主要由2台起重小车、小车卷扬起升机构、前支腿、后支腿、辅助支腿、主梁、辅助小车、导梁、司机室平台、液压系统和电气系统等组成。3.1起重小车 架桥机配有两台起重小车和四台卷扬起升机构，小车在主梁轨道上由固定链条拖拉走行，四台卷扬机固定在主梁尾部，有效降低了主机高度。起重小车见是由走行轮组、大车架、小车架、链轮拖拉走行机构、动、定滑轮组、吊具等组成。走行轮均为被动形式，每台小车共有16个走行轮，走行轮直径中500mm，踏面宽度100mm，由大车架均衡，在拖拉机构驱动下沿主梁轨道前后运行，轨道采用四条80x100mm方钢，置于主梁腹板上方，轨道线间距6.8m，轨距1.19m.其中一个被动轮装有光电编码器，由电控测量走行速度，控制取梁时与运梁车上拖梁小车同步速度，并控制小车前后安全距离。3.2主梁 架桥机主梁为双箱梁结构，每侧共有七个节段，前部两段为悬臂梁，截面为箱型梁结构，供辅助小车走行。中后部5个节段为箱形梁截面，是架桥机架梁的主要节段。3.3中支腿 中支腿由挂轮、导向轮、承力平台、铰支座、固定柱、折叠柱、调节柱和支腿油缸等组成。架桥机与主梁铰接形式连接。3.4后支腿 后支腿位于主梁尾部，为U形门架结构，与主梁以高强度螺栓、摩擦板形式固定连接，是架桥机的刚性支腿，架桥时两台起重小车要在后支腿后侧悬臂取梁，因此后支腿受力很大根据其受力特点，将龙门架平面设计成上宽下窄形式，以提高与主梁的连接刚度。3.5前支腿前支腿用于架桥机过孔作业时的前支撑，以及纵移导梁时作辅助吊点。辅助支腿由主梁挂轮、导向轮、固定法兰、上横梁、伸缩柱、下部走行轮、导梁挂轮等组成。3.6导梁导梁是架桥机过孔时的轨道，设计成高位式，上部为箱形梁，下部为高度可调、位置可变支腿。3.7辅助小车辅助小车的作用是架桥机完成过孔后将下导梁吊移、定位至下一孔桥敦上。辅助小车具有走行、横移、起升三维运动功能。3.8司机室及平台司机室及平台布置在主梁尾部的吊架上，有效地利用了尾部空间。司机内、主要控制柜布置在此，架桥机解体过隧道时大部分控制电缆不需要拆除，又不额外侵占过隧道限界。平台面积可达37平方米，司机室、电气柜大小不受限制，较大的平台增大了维修人员活动空间和视野。3.9液压系统 架桥机液压系统根据部件需要分为五个独立的系统，分别是：辅助小车液压系统、辅助支腿液压系统、前支腿液压系统、后支腿液压系统、卷扬机液压系统。每个液压系统安装在各自的部件上，其控制部分均是以泵站形式，用电磁换向阀方式控制各自执行元件。其中后支腿液压系统较为复杂，是以闭式系统控制轮胎行走马达，开式系统控制各执行油缸。各系统均有油堵、油温、欠压检测和保护功能。3.10电气系统3.11电气系统架构 JQ900型架桥机电气系统在传统DCS网络的下一层再引入一层现场网络，形成设备级网络、控制级网络和管理级网络这样三层网络结构，以此来满足架桥机、运梁车安全、可靠、方便地进行架梁作业。DCS在形成了三层网络结构以后，基本控制单元深入到了类似变频器设备控制这一级，DCS的功能延伸到管理控制级，逐步形成了一个较完整的控制、管理一体化。的体系结构。其低层是以Porfibus现场总线将设备、PCL的远程i/o点连接在一起的设备层!中间是以MdobuS总线将PCL、工控机以及操作人机界面连接在一起的控制层网络，而上层的工控机CP工作站主要完成管理和信息服务任务。三层设备各司其职，代表了工业控制的典型结构。3.22安全性保护 (1)吊点重量、油缸及支座压力、架桥机的水平姿态、走行速度、风速等重要物理量的监测与控制。 (2)平移、垂直运动的限位预警。重载走行速度限制在1米/分以内。 (3)运梁车与架桥机接近对位及箱梁对位落梁的摄像监测。 (4)运梁车计算机系统的供电电源欠压保护。 (5)设置专用的急停遥控器;由现场指挥者掌握，用于紧急情况下的停机处理。 (6)设置前支腿手拉急停开关;梁片对位落梁时的手动急停开关 (7)总电源空开加装漏电保护模块 (8)运行状态及故障纪录(具备黑匣子功能)依靠嵌入式工作站(EMS)的强大功能，可以将架桥机的运行状态及故障纪录存盘，并可离线打印存档。 (9)设置备用工作模式(K1)当某些元器件出现故障时，操作者可以在这种模式下通过人机界面(单选或多选)来屏蔽某些功能，以便应急处理。 (10)运梁车油路堵塞报警控制。 (11)运梁车对位时的防撞保护。 (12)运梁车油温，压力，走行速度，超宽等重要模拟量参数的监控。第三章 架桥机支撑系统力学分析与强度计算3.1架桥机整体结构与各项参数3.1.1架桥机整体结构示意图1架梁机主梁（150000kg/套设备） 2架梁机后支腿(60000 kg) 3架梁机前支腿(25000 kg) 4架梁机辅助支腿(15000 kg) 5后吊梁天车(50000 kg)6前吊梁天车(50000 kg) 7导梁天车(20000 kg) 8导梁机主梁(95000 kg) 9导梁机后支腿(5000 kg) 10导梁机前支腿(4500 kg) 11导梁吊机(20000 kg)图3-1 架桥机整体结构示意图3.1.2架桥机各结构主要参数表3-1 架桥机各结构主要参数架桥机利用等级U0架桥机载荷状态Q3架桥机整机工作级别A3机构工作级别M4结构强度计算安全系数额定起重能力900t架设梁跨2m、24m、20m等跨及变跨整孔箱梁梁体起落速度00.5m/min（重载） 01.0m/min（空载）梁体起落高度7m梁体吊装方式四点起升、三点平衡架设方式单跨简支定点起吊过孔方式架梁机自身简支移位过孔过孔移位速度03m/min导梁机移位方式及运行机构导梁吊机、辅助支腿、导梁天车等配合作业导梁机移动速度03.0m/min外形尺寸59.3m17.1m12.5m3.2架桥机支撑系统受力分析 3.2.1前支撑受力分析 下导梁在向前运动时对前支撑产生了变化的拉力，由于在下导梁重心接近前支撑时导梁天车会勾着下导梁一同前进，所以分为两段分析。 设下导梁移动距离为x，时，如图3-2所示，对下导梁左端点取力矩平衡：图3-2 (3-1)式中： -导梁吊机对下导梁的拉力 -前支撑对下导梁的拉力 -导梁机后支腿自重 -导梁机前支腿自重 L-下导梁长度 q-下导梁上的均布荷载 由式3-1解得： （3-2） 由式3-2可以看出是关于x的增函数。 当时，对下导梁进行受力分析如图3-3，对导梁吊机与下导梁接触处取力矩平衡： （3-3） 由式3-3解得： (3-4)式中： -前支撑对下导梁的拉力 -导梁机后支腿自重 -导梁机前支腿自重 L-下导梁长度 -导梁吊机下钩点距离下导梁左端的距离 q-下导梁上的均布荷载图3-3由式3-4得，时，为关于x的减函数。所以，在x=时取得最大值，因此由牛顿第三定律下导梁给前支撑的力在x=时取得最大值。 以上式中，=50009.8=49000N =45009.8=44100N =59300-2650-21000=35650mm =21000mm q=26N/mm 解得：最大值为1015100N3.2.2 中支撑受力分析 （1）下导梁使中支撑产生的支反力 下导梁在向前运动时对中支撑产生了变化的力，由于在下导梁重心接近前支撑时导梁天车会勾着下导梁一同前进，所以分为两段分析。 当时，受力如图3-4所示对下导梁左端取力矩平衡： (3-5)对下导梁取受力平衡： (3-6)图3-4 由式3-5，3-6联立解得： (3-7) (3-8) (3-9) (3-10) 对主梁左端取力矩平衡： (3-11) 把和带入式3-11得： (3-12)化简得： (3-13) 由式3-13可以看出：在时，为关于X的增函数。 式中： -导梁吊机对下导梁的拉力 -前支撑对下导梁的拉力 -导梁机后支腿自重 -导梁机前支腿自重 L-下导梁长度 q-下导梁上的均布荷载 -导梁吊机对主梁拉力 -前支撑对主梁拉力 当时，受力图如图3-5所示，对下导梁左端取力矩平衡： (3-14) 对下导梁取力平衡得： (3-15) 由式3-14，3-15联立解得： (3-16) (3-17) (3-18) (3-19)对主梁左端取力矩平衡： (3-20)把式3-16，3-17带入式3-20得： (3-21)化简得： (3-22) 由式3-22可以看出，在是关于x的增函数，所以x取最大值时最大。 式中： -前支撑对下导梁的拉力 -导梁天车对下导梁拉力 -导梁机后支腿自重 -导梁机前支腿自重 L-下导梁长度 -导梁吊机下钩点距离下导梁左端的距离 q-下导梁上的均布荷载 -前支撑对主梁拉力 -导梁天车对主梁拉力 以上式中，=50009.8=49000N =45009.8=44100N =59300-2650-21000=35650mm =21000mm q=26N/mm解得最大值为1418176.5N图3-5(2)主梁使前支撑产生的支反力 如图3-6所示，主梁受混凝土梁的拉力，前支撑的支反力，主梁自重均布荷载，吊梁天车重力产生的压力导梁吊机的压力，前支撑产生的拉力以及导梁天车产生的压力。图3-6对主梁左端取力矩平衡： (3-23)，-吊梁天车对主梁的压力-前支撑对主梁拉力-导梁吊机对主梁的压力-中支撑处支反力 q-主梁上均布载荷 L-中支撑到主梁左端距离上式中： =4900000N =147000N =196000N q=25N/mm图3-6中： =2250mm =32350mm =35650mm =56650mm =2650mm =2230mm =34350mm 带入式3-23得： =6019252N 计算中支撑总反力： （3-24） 解得：=7437428.5N3.2.3后支撑受力分析：架桥机的后支撑和中支撑与地面接触，承受架桥机的总重力，因此求得中支撑最小反力即可计算出后支撑承受的最大反力。求中支撑最小反力，即令式3-13中X=0得： （3-25）结合式3-24求得=7139298N 3.3架桥机支撑系统强度计算3.3.1前支撑强度计算由受力分析得前支撑为中心受拉件，设计中心受拉件，必须同时满足强度与刚度条件（起重机设计手册411页式25-12）。 （1）强度条件 （3-26）式中： N-计算轴向力 A-构件净面积 -许用应力（起重机设计手册表25-2）N=507550N A= Mpa18.3Mpa 所以，前支撑满足强度条件。（2）刚度条件 为消除构件在制造、运输和安装过程中因偶然碰撞而产生过大的弯曲变形，从而影响构件的使用可靠性，对中心受拉构件的长细比必须加以限制。 构件的长细比按下式计算： （3-27）式中： -构件的计算长度。根据两端固定情况而定，一般可取构件两端连接点间距作为计算长度 -构件截面最小回转半径 -构件截面最小惯性矩 A-构件截面积 -构件许用最大长细比（见起重机设计手册表25-7）截面惯性矩计算：如图3-7所示，将截面分为四个部分计算，Z轴Y轴惯性矩分别为： (3-28) (3-29) (3-30) (3-31) (3-32) (3-33) =183 (3-34) (3-35) 由起重机设计手册412页表25-7查得=150 因此，前支撑刚度符合要求。 综上所述，前支撑强度刚度符合设计要求。图3-73.3.2中支撑强度计算由受力分析得中支撑为中心受压构件，需计算其强度，刚度，稳定性及局部稳定性（起重机设计手册411页式25-12）。 （1）强度条件 （3-36）式中： N-计算轴向力 -构件净面积 -许用应力（起重机设计手册表25-2）式中： N=3963714.25N = （3-37）由起重机设计手册表25-2查得=230Mpa因此，前支撑强度计算符合要求。（2）刚度条件 为消除构件在制造、运输和安装过程中因偶然碰撞而产生过大的弯曲变形，从而影响构件的使用可靠性，对中心受拉构件的长细比必须加以限制。 构件的长细比按下式计算： （3-38）式中： -构件的计算长度。根据两端固定情况而定，一般可取构件两端连接点间距作为计算长度 -构件截面最小回转半径 -构件截面最小惯性矩 A-构件截面积 -构件许用最大长细比（见起重机设计手册表25-7）截面惯性矩计算：如图3-8所示将截面分为8个部分进行计算，各部分Y轴和Z轴惯性矩分别为： 图3-8 (3-39) (3-40) (3-41) (3-42) (3-43) (3-44) (3-45) (3-46) =225 (3-47) =46 (3-48) 由起重机设计手册412页表25-7查得=120 因此，中支撑刚度计算符合要求（3） 稳定性 中心受压构件按上述要求满足强度、刚度条件外，还必须满足整体稳定性条件。 计算稳定性时按下式(起重机设计手册412页式25-14)： （3-49） 式中： N-计算压力 A-构件截面积 -稳定系数（按构件的长细比选取，见起重机设计手册412页表25-8） N=3963714.25N A=51200 =0.895 （3-50）由起重机设计手册表25-2查得=230Mpa因此，中支撑稳定性计算符合要求。（4） 局部稳定性中支撑为中心受压构件，是由钢板焊接而成的箱型截面。设计这种受压构件，不仅要满足整体稳定性，还要满足局部稳定性，故对其截面尺寸必须加以限制。中支撑使用Q345钢，由起重机设计手册426页可查得其腹板的计算高度与其厚度之比和两腹板间的翼缘板宽度与其厚度之比应满足下式： （3-51） （3-52）式中： -腹板的计算高度，按图3-9取 -腹板厚度 -箱型截面两腹板间的翼缘板宽度 -构建的最大长细比 -翼缘板厚度 对于中支撑截面： =540mm =20mm =700mm =45 =20mm以上数据带入式3-51及3-52得 （3-53） （3-54） 由式3-53和3-54可得中支撑局部稳定性满足计算要求。图3-93.3.3后支撑强度计算如图3-10所示，后支撑由四段箱型梁拼接而成，各段梁受力情况不同，需分段考虑。图3-10（1）分析图3-10所示第一段：如图3-11所示，地面作用在轮子上的支反力与第一段梁有一段长为的偏心距，这使第一段梁产生了逆时针方向的弯矩，弯矩使第一段梁上产生了正应力因此需对正应力进行计算。有材料力学书得： (3-55) （3-56）式中： -作用在第一段梁上的弯矩 -地面给后支撑的支反力 -作用在轮子上的支反力与第一段梁截面的偏心距 -翼缘板到截面重心的最大距离 -截面关于Z轴的惯性矩 -正应力计算后支撑截面惯性矩：图3-11后支撑截面 (3-57) (3-58) (3-59) (3-60) (3-61) (3-62) (3-63) (3-64)把式3-57，3-58，3-59，3-60，3-61，3-62代入式3-63和3-64得： (3-65) (3-66)F=3569649N L= =1300mm y=1300mm将以上数据代入式3-55，3-56得： M=4640543700Nmm （3-67） =57.5Mpa