贝雷龙门计算.doc

贝雷桁架组拼龙门吊受力验算韩光钦(贵州省公路工程总公司)1 工程概况杭浦高速第二合同段临平高架桥是本合同段内控制性工程，全长3765.2m。全桥跨径为1230+24+25+230+25+24+1730+425+24.5+25+230+25+24.5+3730，上部结构为预应力砼小箱梁，先简支后连续结构形式。基础工程为钻孔灌注摩擦桩基础；下部构造采用柱式墩台，桥梁桩基662根。梁板采用25m、30m组合小箱梁。为进行小箱梁的预制生产，项目部分别在两个预制场各设置组合贝雷桁架大龙门吊一台，主要用于吊装小箱梁。龙门加横梁采用六排单层贝雷片组拼，下弦设加强弦杆。立柱采用六排单层贝雷片组拼。2 龙门吊主要技术参数2.1 龙门吊机结构龙门吊主要有横梁、立柱、起重卷扬机组(固定)及电器控制等部分组成，其中吊机横梁、主柱、立柱底座均采用贝雷桁片组拼。横梁结构采用单层六排贝雷桁片，并在下弦增设一排加强弦杆，均布荷载为9.3KN/m。其中贝雷片270Kg/片，加强弦杆80Kg/支，50型钢轨50Kg/m，枕木25Kg/m，连接片36.5Kg/断面。跨度39m，净跨36m，计算跨径为37.5m，净空高11.2m。起重机卷杨机和起重设备位置固定，共重52=10t。2.2 贝雷架技术参数计算2.2.1 龙门吊横梁截面抵抗矩计算单层六排(下弦加强)贝雷桁架横截面简化如图1。图1 单片组合贝雷架惯性矩图计算单排桁片的容许弯矩。桁片: A1=50.96cm2，y1=150/2=75cm，S1=A1y1=3822cm3下弦杆:Ax=25.48cm2，y2=150+10/2=155cm，S2=A2y2=3949.4cm3则组合结构的中性轴至上缘的距离: ys=S/A=101.67cm计算相对中性轴各单元的惯性矩。桁片：d1=ys-y1=26.67cm，I1=I0+A1d12=286747.28cm4下弦杆：d2=y2-ys=53.33cm，I2=Axd22=72467.39cm4单排桁片的惯性矩I=I1+I2=359214.67cm4受拉区(下弦杆)形心至中性轴的距离为：yx=y2-ys=53.33cm则单排桁片的截面抵抗矩W=I/yx=6735.70cm3单排桁片的容许弯矩：M1=W=1838.85KN.m2.2.2 龙门吊立柱截面抵抗矩计算立柱采用六排贝雷桁片组拼的结构,其截面抵抗矩:W1=W060.9=19278cm3。立柱采用六排贝雷桁片组拼的结构，容许弯矩:M1=W1=27319278=5262.89KN.m。2.3 荷载计算30m小箱梁最大重量2.636.18=94.068t(边跨边梁)，考虑动荷载冲击系数取1.2，则最大起重重量为96.048t1.29.8kN/t=1106.2kN每台起重机重量为：5t9.8kN/t=49kN集中荷载：P=1106.2kN/2+49kN =602.1KN均布荷载q=9.3kN/m，吊点分配不对称，一端为a=6.05m，一端为b=3.05m。3 龙门吊横梁内力计算3.1 龙门吊抗弯计算龙门吊荷载及弯矩图如图2，其剪力图如图3。图2 龙门吊荷载及弯矩图 图3 剪力图3.1.1 均布荷载弯矩计算计算系数：K=I/I0h/L=359214.67/25050012.8/37.5=0.489横梁两端B、C处弯矩为：MB1=MC1=-ql2/4(2K+3)=(-9.337.52)/4(20.489+3)=-821.90kN.m横梁梁中为最大弯矩处，其弯矩为：3.1.2 集中荷载弯矩计算3.1.2.1 a=6.05m处弯矩计算横梁两端B、C处弯矩为：最大弯矩在集中荷载作用点，即E点 3.1.2.2 b=3.05m处弯矩计算横梁两端B、C处弯矩为：最大弯矩在集中荷载作用点，即F点3.1.3 利用弯矩叠加原理可知B、C处弯矩MB总=MC总=MB1+MB2+MB3=MC1+MC2+MC3=-821.90-1151.97-636.14=-2610.01kN.m由此可见B、C处总弯矩远小于单层六排桁片(下弦加强型)的容许弯矩M=M160.9=9929.79 kN.m(其中0.9为不均匀系数)安全系数为9929.79/2610.01=3.803.1.4 利用弯矩叠加原理计算梁中最大弯矩前文已经分别计算了各种载荷作用下的梁的最大弯矩，并且已经知道三个弯矩并不在同一截面上。利用弯矩叠加原理可知任何截面的叠加结果不能大于三种荷载最大弯矩之和，为方便计算，假定最大弯矩为三种荷载最大弯矩之和，即Mmax总=Mmax1+Mmax2+Mmax3 =812.86+1903.05+1050.90=3766.81kN.m由此可见假定最大总弯矩处弯矩同样远小于单层六排桁片(下弦加强型)的容许弯矩M=M160.9=9929.79 kN.m(其中0.9为不均匀系数)安全系数为9929.79/3766.81=2.643.2 由弯矩图可知龙门吊立柱顶点和横梁B、C点的弯矩相同立柱的容许弯矩为:M=W1=4678.128 kN.mMB总=MC总故立柱弯矩也满足要求。4 龙门吊横梁抗剪计算由于贝雷片组拼的龙门吊支腿和横梁为刚性连接，该结构形式可简化为静定型刚架，因此对于横梁的剪力计算可将横梁简化为两端固定梁，其最大剪力在梁的两端。横梁两端的受力为：=QmaxQB，QC/6A=864.61/=18.85MPa=156MPa，故剪力满足要求。5 龙门吊挠度计算均布荷载产生的最大挠度: 第一吊点集中荷载产生的最大挠度: 第二吊点集中荷载产生的最大挠度:6 立柱