架桥机计算内容(50米200吨)..

1 LBQJ200 50 型架桥机 计算说明书 郑州力博桥梁机械制造有限公司 版权所有 翻版必究 2 LBQJ200 50 双导梁联合式架桥机 双导梁联合式架桥机 1 架桥机的工作方式及工作状态参数架桥机的工作方式及工作状态参数 1 1架桥机的工作方式简介架桥机的工作方式简介 架桥机也称导梁机 本机是双导梁联合式架桥机 是架设架梁时用来 提升 移动桥梁 最终使桥梁到达指定位置的起重设备 整机由主桁架及 行走机构 副架及行走机构 卷扬机及行走机构三大部分组成 使用时 主桁架安装在桥墩帽梁和桥面上 由电动机驱动在临时铺设的钢轨上作纵 向或横向运行 移梁架由电机驱动在主桁架上面的钢轨上作纵向运行 卷 扬机由电机驱动在移梁架上的钢轨上作横向运行 由大功率电机驱动卷扬机 提升桥梁 见图 1 1 卷扬机 2 副架 3 主架 4 前担 5 中担 6 尾担 架桥机在桥墩上运行 属高空 重载作业 作业区域属风力较强的沿 海地区 要求该机各种构件安全牢固 性能稳定可靠 该机自重轻 起重 能力强 纵横移电动行走 运行平稳 快捷 集中控制 操作简便 能架 设弯桥 斜交桥 坡桥 桥宽不限 符合桥梁的吊装要求和起重机械所必 须具备的通用的各项要求 能保证工程安全 本机能满足长 50 米 宽 3 5 米 高 3 米 重 200 吨及以下的砼梁的吊 装要求和起重机械所必须具备的通用的各项要求 本机主桁架都是每段 9 米另接一段 米 最大重量 吨左右 可便于运输 使用者可按编号逐一 3 拆卸及拼装 既简单又快捷 1 2 200 50 型架桥机工作状态参数架桥机工作状态参数 见表见表 1 表 1 架桥机工作状态参数一览表 序号项目参数单位备注 1总长 2 104 m99m 5m 104 2总高7m 3最大宽度8 3m 4总重220t 5起重量 200 t50 米跨按 200t 计算 6提升速度8m min 7整机行走速度3m min 8移梁架行走速度3m min 9卷扬机行走速度3m min 10可移梁最大尺寸 50 3 5 3 m长 宽 高 2整机的结构及加工方法简介 2 1 主桁架的结构 加工及连接方法 2 1 1 主桁架横移截面如图二所示 3 4 2 1 2 主桁架用主要材料参数见上图 2 2 1 3 截面形心位置 Y 134cm 0 2 1 4 截面对形心轴的惯性矩 8232417 536605 x J 4 cm y J 4 cm 2 1 5 主桁架自重 包括焊在架面钢轨 q 8 8kg cm 2 1 6 抗弯截面模数 上弦 下弦 3 1 63326cmWX 3 2 61436cmWX 上弦 下弦 3 1 17199cmWY 3 2 13689cmWY 2 1 7 主桁架的加工和连接方法 主桁架由型钢焊接成横截面如图 1 的呈梯形桁架结构 焊接方法 人工电弧焊 焊 条 J422 和 507 焊缝形式 主要是 焊缝高度 6 12mm 主桁架每条长 9m 每段主桁架 共 2 段 由 11 条连接而成 在每段 主桁架的两端上下弦杆上焊接法兰 然后段与段之间用 M36 10 9 级 高强度螺栓连接起来 主桁架的材质 A3 许用应力 2150 kg 2 cm 弹性模量 E 2 kg 主桁架的上焊有 4cm 钢条 供副架即移梁 6 10 2 cm 架纵向移动 钢轨与钢轨之间用标准夹板连接 2 2 移梁架的结构和加工方法 2 2 1 移梁架的截面如图 3 所示 5 2 2 2 移梁架用主要材料参数 见表 3 2 2 3 移梁架截面形心位置 86cm o Y 2 2 4 截面对形心轴的惯性矩 910104 24726 x J 4 cm y J 4 cm 2 2 5 移梁架自重 q 350kg m 包括钢轨 2 2 6 移梁架抗弯截面模数 11728 上弦 10583 下弦 1X W 3 cm 2X W 4 cm 1648 上弦 1236 下弦 1 y W 4 cm 2y W 4 cm 2 2 7 移梁架的加工方法 移梁架 又叫副架 总共 4 段 6 每段长 8 2m 加工方法 材质 与主桁架相同 每段架上部装有 4cm 钢条 见图 3 卷扬机可在上面走动 每两段移梁架为一组平行安装在底盘上 底 盘下部装车轮 由电机带动 共两副 2 3 卷扬机的结构 卷扬机由电机 减速器 刹车装置 卷筒 底盘 滑车组 钢丝绳 行 走机构组成 2 4 架桥机的运行程序 见表 4 表 4 导梁机运行顺序 天 车移梁架 后 移梁架 前 卷扬机 后 卷扬机 前 序 号 执行机 构 状态 位 置 走 向 辅 助 位置走向位 置 走 向 位 置 走 向 升 降 位 置 走 向 升 降 1梁从第一跨 两端吊起 中 线 固 梁 后 1 7 中 1 7 中 中 2前移梁架到 达前跨中点 中 线 中 15 6 中 21 中 中 两移梁架到 达前跨两端 中 线 中 2 7 前 2 7 中 中 3天车行到边 梁处 边 梁 固 天 车 中 2 7 前 2 7 中 中 4卷扬机行至 边梁处 边 梁 中 2 7 前 2 7 边 边 5卷扬机将梁 放下 边 梁 松 车 中 2 7 前 2 7 边 边 6空车复位中 线 后 1 7 中 1 7 中 中 7重复 1 6 的动作 8两移梁架向 后行 中 线 后 4 后 2 中 中 9天车前行上 跨 中 线 后 4 后 2 中 中 7 10两移梁架回 到 1 的位置 中 线 后 1 7 中 1 7 中 中 11重复 1 10 的 动作 备 注中线一运 梁轨道中 线 垂 直于桥面 中轴线横 走 后 中 前指主桁架 的后腿 中腿 前腿 向前 向 后 表示不动 数 字单位是 m 中 移梁架的中间位置 2 5 载荷的核定 分配与组合 2 5 1 金属结构和支承零件的计算载荷 A 自重 架桥机各部件自重见表 5 表 5 架桥机各部件自重 部 件单重单位数量总重 kg 代号备 注 主桁架 880Kg m2081830401 G 前腿 4500 条 14500 中腿 5620 条 15620 后腿 4300 条 14300 主 桁 架 小计 197460 桁架 2500 条 410000 行走机构 1000 套 44000 包括底盘和行走机构 移 梁 架小计 140002 G 卷扬机 3000 台 26000 卷 扬 机小计 6000 3 G 8 总计 217460 自重冲击系数 有轨运行 V 0 077 1m s 取 1 1 2 1 K K K B B 起升载荷起升载荷 a 起升载荷 13 GQQq 200t 2t 包括钢丝绳和滑轮组 Q 13 G 202t 13 GQQq b 计算起升载荷需要考虑起升动力系数时 取 1 1 C C 风载荷风载荷 f F a 风载荷沿水平方向按下式计算 C q A kgf f F h K b 风载体型系数 C 1 35 高度修正系数 1 0 h K 标准风压 沿海地区 25kg q 2 m 迎风面积 A 104 2 64 4 0 7 277 4 2 m 结构充满系数 0 6 面积折减系数 0 67 b h 2 f c 风力 1 35 1 0 25 277 4 0 6 0 6 0 67 9381 kg f F 3 3 主桁架受力计算主桁架受力计算 9 3 1 重载时主桁架受力分析与计算 架桥机为三支点连续梁 属超静定系统 用三弯矩方程求解 架桥机是在移动载荷下工作 存在无数种力学状况 经初步计算 筛选 出两种危险载荷组合校核 如果校核安全即整机在其它种力学状况下都能安 全运行 3 1 1 前移梁架到达 B C 跨的中点时 受力如图 4 P P C B A 图4 纵向移梁时主桁架受力图 单位 m 2 1 P 2 P 4 1 q Q 3 G 2 G 202 1 1 6 2 14 60 05 吨 4 1 考虑某些不可预见因素 取 62 吨 1 P 2 P 3 1 2 当架设边梁时 受力如图 5 10 A B C PP 图5 架设边梁受力图 单位 m 3 1 2 1 对靠边的一条主桁架 见图 5 1 P 2 P 48 4 15 4 2 2 2 2 3 G GQq 4 14 8 4 15 4 2 26 2200 1 1 101 28 吨 3 1 2 2 对靠另一边的主桁架相应受力减少 1 P 2 P 4 14 8 4 65 0 2 4 2200 1 1 18 82 吨 3 1 3 用三弯矩方程求解 对图 4 和图 5 两种受力情况 2221112221110 6 6 2LWbLWaLMLLMLM 进行计算 结果见表 6 表 6 解三弯矩方程的已知条件及计算结果 序号代号意 义状态 单位 3 1 1 图 3 3 1 2 1 图 4 1 后悬臂长 m 66 2 第一跨长度 A B m 45 645 6 33 第二跨长 B C m 51 651 6 11 44 A M 支座 A 处弯矩 t m 15 8415 84 55 C M 支座 C 处弯矩 t m 0 280 28 66 E M 第一跨中自重弯矩 A B t m 91 274491 2744 77 D M 第二跨中自重弯矩 B C t m 163 1356163 1356 88 B M 由自重引起支座 B 的弯矩 t m 259 259 99 A R 由自重引起支座 A 的反力 t 20 0120 01 101 0 B R 由自重引起支座 B 的反力 t 53 1253 12 111 1 C R 由自重引起支座 C 的反力 t 18 3918 39 121 2 1 P 2 P 分配到主桁架上的集中载荷 t 62101 28 131 3 max M 由集中载荷 P 引起的 B C 跨中弯 矩 t m 517 032131 664 141 4 A R 载荷 P 引起支座 A 的反力 t 19 140 151 5 B R 载荷 P 引起支座 B 的反力 t 84 82101 28 161 6 C R 载荷 P 引起支座 C 的反力 t 20 04101 28 171 7 B M 载荷 P 引起支座 B 的弯矩 t m 565 5970 181 8 左A Q 支座 A 左边剪力 t 5 285 28 191 9 右A Q 支座 A 右边剪力 t 33 8714 73 202 0 左B Q 支座 B 左边剪力 t 68 2625 4 212 1 右B Q 支座 B 右边剪力 t 69 68129 222 2 左C Q 支座 C 左边剪力 t 37 73118 97 232 3 右C Q 支座 C 右边剪力 t 0 70 7 242 4 拉1 支座 B 上弦最大拉应力 kg 2 cm 1076338 252 5 压1 支座 B 下弦最大压应力 kg 2 cm 1084340 12 26 max拉 BC 跨中最大拉应力 kg 2 cm 1107480 27 max压 BC 跨中最大压应力 kg 2 cm 1074466 282 6 1max 最大剪应力 B 支座 kg 2 cm 173193 29 2max 最大剪应力 BC 跨中 kg 2 cm 230 302 7 折合拉1 2 2 1 3 拉 kg 2 cm 1117475 318 折合压1 2 2 1 3 压 kg 2 cm 1125477 3 2主桁架的强度及刚度的校核 3 2 1杆的强度 3 2 1 1 上弦杆的强度 包括钢轨的作用 1 拉应力 A 在图 4 的状态下 支座 B 的上弦处于最大拉应力状态 见表 6 1076kg max 76670 1025910597 565 55 1 X W M 2 cm 说明 这是中间加强段抗弯截面模量 1X W B 剪应力 kg 173 2 798 137940 A Q 2 cm C 折合拉应力 kg 111717331076 22 折 2 cm D 平均拉应力 包括钢轨 上弦总拉力 F kg h M 369774 223 82459700 0 880kg 4 420 369774 拉 2 cm 2 压应力 13 A 在图 4 状态下 BC 跨中上弦处于最大压应力状态 1074kg f 2150 kg max 63326 5170320016313560 2 cm 2 cm B 折合压应力 1075 kg 222 2 max 23310743 压折合 2 cm C 平均压应力 包括钢轨 883 kg 34 342225 68016760 34 342 68016760 0 h 压 2 cm 3 2 1 2下弦杆的强度 包括加固后的钢板 1 拉应力 A 在图 4 状态下 B C 跨中处最大拉应力状态 1107 kg f 2150 kg max拉 61436 68016760 2 cm 2 cm B 平均拉应力 1009kg f 2150 kg 拉 74 299225 68016760 0 A h M 2 cm 2 cm 2 压应力 A 在图 4 状态下 支座 B 的下弦处于最大压应力状态 1084kg f 2150 kg max 76090 82459700 2 cm 2 cm B 剪应力 173 kg 2 cm C 折合压应力 kg f 2150 kg 112517331084 22 折压 2 cm 2 cm D 平均压应力 979 kg f 2150 kg 8 377223 82459700 2 cm 2 cm 3 2 1 3腹杆的强度 14 椐初步计算 在架设边梁时 重载边腹杆处于最大应力状态 A 斜杆的强度 从表 6 中计算出 架设边梁时 B C 支座反力最大 尤其支座 B 右 边反力达 129 吨 该处斜杆使用加强斜杆截面见下图 6 图6 斜杆截面 支座反力 N 129T 斜杆计算长度 L 68cm 2 28cm y i 0 93630 28 2 68 2 1730 936 0 35 442898 0 129000 936 0 2sin cmkg Aa N 所以斜杆强度是足够的 B 竖杆的强度 计算长度 L 81cm 22a A 31 84 2 23cm 2 cm y i 竖杆压力 101 28T 36 3 0 913 23 2 81 y i L kg f 1742 14 58 101280 913 0 84 312 101280 2 cm 故竖杆强度能满足设计要求 3 2 2 刚度 15 3 2 2 1 主桁架的刚度 A 主桁架在图 4 状态下的刚度 在图 4 工作状态下 BC 跨中处的挠度最大 其值为 中 f EJ PL 48 3 2 1 2 1 32 2 1 6384 5 2 24 EJ ML EJ qL 823241710248 10 6 511062 6 633 375 0 82324171026 10 6 5110597 824 8232417102384 10 6 518 85 6 425 6 84 7 4cm B 主桁架在图 5 状态下 BC 跨中的挠度 设想把支座 B 左边的主桁架拆下计算 BC 跨中挠度 中 f 43 24384 5 2 24 l q EJ Pal EJ ql 6 51 3 1 43 823241710224 10 6 51103 11028 101 8232417102384 10 6 518 85 2 2 6 4223 6 84 7 6cm 刚度基本满足要求 3 3 连接及焊接部位的强度校核 3 3 1 斜杆与弦杆的焊接强度 对一根斜杆而言 A 焊缝长度 L 95cm B 焊缝高度 h 6mm C 最大拉力 支座 B 右侧斜杆 P 107t 16 D 拉应力 1341kg f 2150 kg 2956 07 0 107000 2 cm 2 cm 3 3 2 下弦杆与法兰的焊接 A 焊缝长度 L 408cm B 焊缝高度 h 8mm C 最大拉力 图 5 跨中 P 302297kg 225 101676 680 5 D 剪力 15022kg E 拉应力 1323kg 4088 07 0 302297 2 cm F 剪应力 23 kg 642 15022 2 cm G 焊缝强度 C 22 231323 1323 kg 1600 kg 2 cm w f f 2 cm 3 3 3 上弦杆与法兰的焊接 A 焊缝长度 L 490cm B 焊缝高度 17 h 10mm C 上弦杆最大拉力 P kg498809 225 1032 1122 5 D 拉应力 1454kg 49017 0 498809 2 cm E 最大剪应力 kg 69 642 44540 2 cm F 焊缝强度 1456kg tNPnN tf b v 3 3 2 3025 1 50 3 019 0 25 1 9 0 v N1 即 0 8P v N1 b v N t N1 故在主桁架从 C 到 B 支座方向第六段末端法兰连接处使用 10 9 级 M36 高强度螺栓连接强度是足够的 3 4 行走机构的校核 3 4 1 整机行走机构由三部分构成 前担 8 轮 2 电机 2 2 2kw 中担 8 轮 4 电机 4 1 5kw 后担 4 轮 2 电机 2 1 5kw 3 4 2 电机功率计算 A 运动阻力计算 F AqKCVWG h 7 tG 6 311160 6 151 W 运行比阻力 滚动轴承 W 11kg t V 行走速度 风阻力 由上计算为 6717kg AqKC h B 运动速度 V V sMM 085 0 min 08 5 27 0 14 3 49 18 870 1420 C 求运动阻力 F 19 F 311 6 11 7 0 085 6717 10330kg D 功率计算 KW FV P76 10 8 0102 085 0 10330 102 总 现采用两台 2 2KW 6 台 1 5KW 共 13 4KW 电机是可行的 4 移梁架的受力校核 4 1 受力分析 4 1 1 载荷分析 A 自重 q 350kg m B 载荷 1 1P 副 P 3 G 4 4 1 1 200 2 4 56 55t 图7 移梁架 副架 工作状态 单位 BA P副 56 55 C 自重引起的内力 1 支座反力 1A R 1B Rkg pl 1120 2 333 1 8 4350 21 2 2 自重引起弯矩 max M 1max M 41 8 2 2 ql cmkg 89611889 0 8 108 45 3 42 20 3 刚度计算 1 f 167 0 245 910104102384 108 45 3 2 6 84 0 001cm D 集中力作用引起的内力 副 P 1 支座反力 28 275t 2A R 2B R 2 55 56 2 副 P 2 弯矩 跨中 67 86t m 2max M 4 8 455 56 4 lP 副 3 刚度计算 0 07cm 91010410248 108 41055 56 48 6 633 3 2 x EJ lP f 副 E 综合移梁架 副架 内力 1 12 28 275 29 395t A R B R 1A R 2A R 89611 6786000 6875611kg cm max M 1max M 2max M 0 001 0 07 0 071cm max f 1 f 2 f 750 l 故移梁架的刚度是足够的 F 移梁架 副架 应力计算 1 上弦最大压应力 586 11728 6875611 2 fcmkg 2 下弦杆最大拉应力 650 10583 6875611 2 fcmkg 21 4 1 2 移梁架 副架 杆件内力计算 1 斜杆的强度 A 当吊边梁时 起重卷扬机天车走到副架的一端这时 该端支 点承受很大压力 如右图所示 P 图9副架吊边梁时受力图 长度单位 这时副架 D 支点受力为 D R 2 35 0 6 8 4 15 4 P 49 94t 2 35 0 6 8 4 15 4 55 56 8 71t C R B 斜杆截面 槽钢 10 A 12 74 2 cm 钢板 10 A 8 2 1 75cm 2 cm y i C 斜杆强度 斜杆计算长度 L 73cm 斜杆长 0 892 7 41 75 1 73 t a N37 56 886 0 94 49 sin 94 49 75 1 73 22 22 3 2150 1509 892 0 2 874 12 2 1037 56 cmkgfcmkg 所以斜杆强度和稳定性满足设计要求 2 竖杆的强度 P 56550kg L 65cm 12 A 13 28 1 53cm 2 cm y i 0 889 5 42 53 1 65 斜杆稳定性 22 2150 1197 889 0 28 1322 56550 cmkgfcmkg 斜杆截面无削弱 故斜杆的强度和稳定性是能满足设计要求的 4 1 3 斜杆与弦杆焊接强度 A 焊缝长度 对一根斜杆而言 L 35cm B 焊缝高度 h 8mm C 最大拉力 F 31 28t D 应力 799kg 1600 kg 3528 07 0 31280 2 cm w f f 2 cm 焊接强度满足设计要求 5 整机的稳定性 5 1 架设边梁时的稳定性 23 5 1 1 架设边梁时整机受力如图 10 所示 图10 架设边梁示意图 长度 M A 183 04t 1 G 14t 2 G 6t 3 G 风载 9 38t f F 梁重 Q 200t 卷扬机移动速度 V 0 111M S 惯性力 2 33t 181 9 111 0 6200 gt GV FR B 对