EGJQ-150轻型架桥机设计.doc

EGJQ-150轻型架桥机设计作者：张先武设计说明1、 总体结构说明：架桥机主要结构由主梁、横联、前后中支腿、中后顶高支腿、边梁挂架、起吊天车、中系梁、操作室、液压及电气控制系统等组成。具体情况可见轻型架桥机总体图。2、分项说明：21、主梁架桥机共两道主梁，主梁长度按架50m跨设计，每一道主梁长80m，每一道主梁由8节10m长的梁段通过柱销连接组装。主梁采用“A”字形断面，断面尺寸为2.81.5m；两道主梁中心距为5m，净距3.5m；主梁共分为5类梁段。l 主梁主要技术性能：主梁外侧尺寸：长宽高：806.52.8（m）设计最大起重能力：150T适用跨径：20 50m最大梁段重：7.03T最大梁段长度:10.435m212、主梁内力计算：主梁采用ALGOR FEAS空间桁架程序进行计算，具体计算结果见架桥机设计计算书。主梁结构杆件设计均以计算结果为依据，应力大小均满足规范要求。213、主梁设计主梁全部采用型钢及钢板加工，上弦为2工32b，下弦为222，腹杆为210，平联为12.6，在应力较大位置采用钢板进行加强，型钢及钢板的材质均为16Mn钢。按每段主梁的结构及所在位置不同，主梁划分为5类梁段，其中1#段为标准段，共8节；2#段为尾端段，共2节；3#、4#段为加强段，每一类2节，5#段为前端段，共2节，5类梁段长度均为10m（除去35cm阳头钢板长度）。梁段的两端设有阴、阳头，采用柱销进行联结。214、主梁上弦设计每段主梁有一根上弦。1#、2#、5#段主梁上弦采用2根10m长32b工字钢加工，为增加两根工字钢的整体性及刚性，在工字钢上弦顶面采用6mm厚钢板、底面采用8mm厚钢板进行加强，各构件之间均为焊接。3#、4#段主梁上弦在工字钢的腹板内侧用10mm厚钢板进行加强；其余均相同。上弦设有P43型轨道，为了轨道的固定，上弦的工字钢顶面每隔一米的距离设有直径22的螺栓孔。215、主梁下弦设计：每段主梁有两根下弦，1#、2#、5#段主梁下弦采用2根10m长22槽钢加工，为增加下弦刚性，在两根槽钢之间夹焊10mm厚的钢板。3#段主梁下弦除了加长阴头填塞钢板增加强度、4#段主梁下弦加长阳头填塞板及阳头钢板增加强度外，均需在槽钢内侧加焊10mm厚钢板，并在其底面同样加焊10mm厚钢板。216、主梁腹杆设计：每段主梁共有24根腹杆，腹杆采用10槽钢加工，每一根腹杆由两根槽钢焊成箱形截面。通过节点板与主梁的上下弦焊接。3#、4#梁段的腹杆需在两槽钢内侧加焊10mm厚钢板；5#梁段需对前端8根腹杆进行加强，加强方式同3#、4#梁段。217、主梁下弦平联设计：主梁下弦平联采用12.6槽钢，每段主梁共有平联21根。218、主梁段的连接设计：在主梁的上、下弦两端分别设置阳头和阴头，阳头和阴头之间采用销子连接。1）、上弦阳头设计上弦阳头包括上弦阳头钢板和阳头加强板。上弦阳头钢板长95cm（4#梁段的阳头钢板长97 cm）、厚12cm，其中60cm长伸入上弦两根工字钢内，并与工字钢焊接，阳头钢板与工字钢焊接的部分打2cm的坡口。工字钢外侧腹板上加焊阳头加强板，阳头加强钢板与工字钢采用填塞焊，阳头加强板为4cm厚钢板。2）上弦阴头设计上弦阴头设在两根工字钢中间，在工字钢的腹板外侧加焊阴头加强板，阴头加强钢板与工字钢采用填塞焊，阴头加强板为5cm厚钢板。3）下弦阳头设计下弦阳头与上弦阳头设置在主梁的同一端，下弦阳头钢板通过阳头加强板与填塞板与下弦槽钢焊接。阳头加强板为3cm厚钢板，阳头填塞板采用5mm钢板。4）下弦阴头设计下弦阴头与上弦阴头设置在主梁阴头的同一端，下弦阴头包括阴头钢板、填塞板，阴头钢板为3cm的钢板，填塞板为4mm钢板。阴头钢板通过填塞板与下弦槽钢联结。在以上的阳头及阴头的钢板中，钢板厚度超过3cm的钢板之间的焊接均采用坡口焊，坡口深度2cm。5）主梁梁段之间的联结主梁梁段之间采用柱销连结。上弦采用直径7.5cm的柱销，下弦采用直径6cm的柱销。柱销的材料均为40 Cr钢。上弦柱销的数量为28个，下弦的柱销数量为56个。22、不同跨径的主梁拼装长度桥跨（m） 20 25 30 35 40 50主梁拼装长度（m） 40 50 60 60 70 8023、主梁横向联系为保证主梁横移时的稳定性及横向刚度，在两主梁之间设置了三种横向联系：前横联、后横联、临时斜撑；其中前横联、后横联各一道，临时斜撑三道；均采用拼装方便的柱销连接方式。231、前横联前横联设置在主梁的最前端，总体为桁架结构，其平面与主桁正交，由上联杆、下联杆及斜联杆三种杆件组成。其中上、下联杆采用12.6型钢，斜杆采用75型钢，斜杆与联杆间通过节点板连接，联杆与主梁得上下弦通过拉耳及柱销连接。主梁拼装好后即可安装前横联，直到所有梁段安装完毕。232、后横联后横联设置在主梁的最后端，具体尺寸位置见设计图纸。其结构由上、下联杆（各一根）及两根斜杆组成，上、下联杆采用12.6，斜杆采用10。因施工的需要，下联杆和斜杆在吊梁时均需拆除，故各杆件的也均采用拉耳、柱销连接。上、下联杆分别连接在主桁的上、下弦上，斜杆的两端则分别连接在上联杆及主桁的最后端腹杆上。为方便施工，吊梁时斜杆不必完全拆除，拆除下端后悬吊于后横联的上联杆上，但下联杆必须拆除。233、临时斜撑临时斜撑只在架桥机空载前移时连接，以增加主梁的横向稳定性。但架梁时必须拆除，为方便操作，将临时斜撑设计成与主桁斜交布置，拆除时只拆除斜撑的下端，然后缚在主桁腹杆上。斜撑采用60无缝钢管，端头焊接连接结构。连接拉耳布置于主桁的上、下弦上，均采用柱销连接。24、行走支腿为满足架斜桥、弯桥的施工性能，前、中、后行走支腿都设计成可沿主桁下弦滑动的结构，采用M20螺杆连接。每种支腿均需2套。241、行走前支腿前支腿由前支腿横联、主桁底盘、外支撑架、内支撑架、斜撑、立柱、油缸、行走小车等部分组成。前支腿按50米T梁进行控制，同时考虑2050米T梁。为方便架设弯、斜桥，前支腿设计成主桁方向能前后移动，同时还可以转动。2.4.1.1、前支腿横联前支腿横联由前支腿横联槽钢、拖盘、横联板等几部分组成。两前支腿横联槽钢之间采用横联板相连，可调整距离。拖盘为一圆盘，采用20毫米的钢板，拖盘与横联槽钢之间采用焊缝相连，焊缝高度不得小于8毫米。2.4.1.2、主桁底盘主桁底盘为前支腿横联与主桁下弦之间的连接件，主桁底盘上布置限位装置及滚动装置，主桁底盘与前支腿横联上的拖盘采用螺栓连接，与主桁下弦通过对拉杆相连。2.4.1.3、外支撑架的平面尺寸为650*560，高为1.71米,杆件采用125*125*10的等边角钢,2.4.1.4、内支撑架内支撑架的平面尺寸为610*520，高为1.50米，杆件采用125*80*12的不等边角钢。2.4.1.5、斜撑斜撑采用10毫米厚的钢板，平面尺寸为100*1111，斜撑之间采用横联板相连，横联板采用10毫米厚的钢板，平面尺寸为100*2500。2.4.1.6、立柱立柱由连接件、底座、转盘三部分组成。连接件连接立柱与油缸；转盘连接立柱与前支腿小车。2.4.1.7、油缸油缸行程为1米，杆径为18厘米，有效长度为2。5米，油缸行程的确定综合考虑了50米T梁及20米T梁的特点，架50米T梁时，要求油缸行程必须满足要求，架20米T梁时，油缸的有效长度又不得太大，经过精确计算，最终确定油缸的行程为1米。前支腿设计由于综合考虑了2050米T梁的架设，同时方便架设弯、斜桥，因此许多连接采用螺栓或销子连接，为此，对加工精度要求较高，同时，对于焊接部分，由于前支腿受力较大，因此，焊缝必须满足要求，焊缝高度一般不得小于8毫米。2.4.1.8、细部连接1、前支腿横联与主桁底盘的连接前支腿横联上的拖盘与主桁底盘通过螺栓相连，螺栓直径为24毫米，每一侧采用10个螺栓。2、主桁底盘与主桁下弦的连接主桁底盘与主桁下弦通过对拉杆相连，当架设弯、斜桥时，主桁底盘需能沿主桁方向前后移动。为此，在主桁底盘上设计了滚动装置来满足这一要求。3、前支腿横联与外支撑架的连接前支腿横联与外支撑架通过销子相连，销子直径为70毫米，材质为40Cr钢，总数量为4个。4、外支撑架与内支撑架的连接外支撑架与内支撑架当架桥机空载前移时未加连接，当架桥机空载前移就位并且油缸将架桥机顶起后，外支撑架与内支撑架之间需通过销子相连，销子直径为70毫米，材质为40Cr钢，总数量为4个。5、外支撑架与油缸的连接外支撑架顶面与油缸顶通过螺栓相连，螺栓直径为24毫米，数量为8个。6、油缸与立柱的连接油缸与立柱之间通过销子相连，销子直径为100毫米，材质为40Cr钢，总数量为2个。7、内支撑架与立柱的连接内支撑架与立柱之间采用焊接，焊缝要求满堂焊，焊缝高度不得小于8毫米7、立柱与小车的连接立柱与小车通过小车上的连接耳板采用销子相连，销子直径为80毫米，材质为40Cr钢，总数量为2个。8、小车与小车的连接小车与小车之间通过小车横联槽钢相连，小车横联槽钢采用2根80毫米的槽钢，小车横联槽钢与小车通过小车上的连接耳板采用销子相连，销子直径为30毫米，材质为40Cr钢，总数量为2个。槽钢之间通过横联板采用螺栓相连，螺栓直径为24毫米，数量为10个。可相应调整距离。9、支腿与支腿的连接两侧支腿之间需加斜撑相连，斜撑顶侧与前支腿横联通过销子相连，销子直径为50毫米，材质为40Cr钢，总数量为2个。斜撑底侧与前支腿横联通过销子相连，销子直径为30毫米，材质为40Cr钢，总数量为2个。242、行走中支腿及中系梁中支腿由底座、横向分配梁、中系梁转动装置、平车转动装置、平车顶分配梁、平车、连接销轴组成，中系梁由主横梁（工32b）、连接板、加劲板、滑板及连接螺栓组成。2421、中支腿中支腿底座采用与下弦相同的结构，只是中间不焊那块钢板，M20螺栓连接，为防止架桥机前移时支座的滑动，在底座及主梁下弦上加焊阴阳限位板。底座下横向分配梁采用工32b的型钢，根据计算对其进行了加强，即在工字钢腹板两侧加焊20mm的钢板及加劲肋。横向分配梁与平车顶分配梁采用90的销轴连接，并设有转向装置（两块转板及一转动轴），其转轴（90）的上段加工有丝口，安装时需戴上螺帽、插上插销。平车顶分配梁与平车间通过销轴（70）及耳板连接。2422、中系梁中系梁的主横梁采用工32b的型钢，与中支腿横向分配梁相同，以便于两者间的连接，连接形式为4块10mm钢板将型钢包焊，焊缝厚度10mm。中系梁的主横梁设计成可伸缩装置，其形式为两块滑板螺栓连接四根型钢，型钢上加工有螺孔，滑板上加工有滑槽；另外，为满足架桥机架斜桥、弯桥的功能，中支腿横向分配梁顶面设有转盘及转轴（90），转盘共有两块，一块上加工有螺孔，一块上加工有螺槽，根据施工的实际需要转动相应的角度。243、行走后支腿行走后支腿由纵向分配梁（222）、横向分配梁（4根22）、支撑立柱（25厘米圆形钢管）、转动装置、联结螺栓、行走平车及与平车相连的耳板和销轴。纵、横分配梁焊接组成大框架，下部采用受力性能好的钢管结构，平车的转动则通过两块圆形转动钢板及一转动销轴来完成，销轴的一端为盖板，另一端上螺帽，销轴的上方有一插销孔，在后支腿被顶起时插销与螺帽共同承担平车的重量，人工转动平车，实现平车的纵、横向转换。每个结构的尺寸及材料都是由主桁计算出的最不利支点反力来计算确定。25、顶升支腿顶升支腿的主要功能为顶升主梁，以实现架桥机的各种性能。中、后平车的转向是通过顶升支腿将主桁顶起后来完成的；前支腿的伸缩也是顶升装置来完成的。顶升支腿由顶升架及顶升油缸组成；前顶升支腿与前行走支腿合二为一，荷载作用在主梁的上弦上；中顶升支腿与中行走支腿均连接在中支腿底座上，荷载作用在主梁的下弦上；后顶升支腿与后行走支腿分开设置，前者施工荷载作用在主梁的上弦上，后者施工荷载作用在主梁的下弦上。后顶升支腿的结构为油缸与支撑立柱组成，上端与主梁的上弦螺（M22）栓连接，下端直接作用在桥面上。26、起吊天车起吊天车由主桁车及起吊系统组成。261、主桁262、起吊系统起吊系统包括天车上平台架、卷扬机、滑车组、分配梁、钢丝绳、销轴。卷扬机（共需2台）选用5T型，额定牵引力按3T考虑。该架桥机适用于20米50米梁，起吊系统的有关