连续吊车梁计算方法的分析.doc

连续吊车梁计算方法的分析郭丽萍 李 键 尚 军 彭书庆 （中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司）摘 要 本文主要探讨等截面两跨连续吊车梁弯矩计算方法以及相关公式的推导。关键词 连续吊车梁 影响线 1 引言相对于简支吊车梁，连续吊车梁具有节约钢材、挠度变形小的优点，但连续吊车梁的受力计算复杂，对结构不均匀沉降、安装误差等因素敏感，实际工程中运用较少，其计算方法少有资料提及。连续吊车梁中，又以等截面两跨连续梁最为常见，本文中，我们将其作为分析对象。弯矩是吊车梁的主要设计控制因素，本文主要分析并推导了等截面两跨连续吊车梁的弯矩计算方法，为今后连续吊车梁的设计工作做一些技术储备。2 两跨连续吊车梁弯矩计算的内容2.1 吊车梁所承担的主要作用包括：2.1.1 吊车竖向轮压、水平刹车力。相对简支结构，两跨连续吊车梁为超静定结构，移动荷载作用下的影响线计算以及最不利截面位置的确定是计算的难点，第3节将介绍相关计算方法。2.1.2 基础不均匀沉降、安装误差、构件竖向变形等带来的支座变形荷载，第4节将介绍相关计算方法。2.1.3 由于上述两类荷载相互独立，连续吊车梁为弹性工作，所以这两类荷载的荷载效益可以分别求解，然后简单叠加求解最不利弯矩。2.2 吊车梁主要控制弯矩包括2.2.1 跨中附近最大正弯矩，验算截面强度和上翼缘控制的整体稳定。2.2.2 中间支座处最大负弯矩，验算截面强度。2.2.3 单侧梁反弯状态下的最大负弯矩，验算下翼缘控制的整体稳定。3两跨连续吊车梁的影响线求解：3.1 为了将两跨连续梁的超静定问题简化成静定的简支梁计算，首先需要求解单位力作用于a处，中间支座反力R（a）的表达式，这样两跨连续吊车梁，其力学模型可以看作跨中受力R（a）的简支梁。根据跨中支座的位移为0 的条件，通过图乘方法，我们可以求解出单位移动力 1 作用下，跨中反力R（a）的分段表达式，如下：(L为连续两跨的总长度，牛腿支座均为绞接)当0 = a = L/2时： (3.11)当L/2 = a = L 时： (3.12)3.2 根据上面导出的支座反力结果，带入简支梁计算模型中，求出单位力作用于x处时，任意截面 b处的弯矩影响线的分段表达式如下：当0 = x = b时： (3.2-1)当b = x = L/2时： (3.2-2)当L/2 = x = L时： (3.2-3)3.3 采用上面任意截面影响线表达式，可以方便利用Excel表格或简单的程序，完成多个选定截面在一组移动吊车轮压作用下的弯矩计算，并从中选出最不利截面位置和最大弯矩值。下面是一个投标工程算例：某工程，车间内有两台吊车，一台5T单梁吊车，最大轮压45kN，一台10T单梁吊车，最大轮压 82kN，两吊车宽3.5m，轮距3.0m；柱距为6m，吊车梁采用两跨连续钢制吊车梁，长12m。下图为1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m截面处的弯矩影响线，吊车考虑紧密排列，由左向右通过吊车梁。Y方向坐标为弯矩，单位为kN.m, X方向为吊车轮组的第一个车轮位置，分格间距为0.5m。-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00根据上图，可以清晰的看出各截面在移动荷载下的弯距变化情况。通过查阅Excel计算结果，最不利截面约在2.5m处，其最大正弯矩约为 155.7 kN.m 。值得注意的是，在求解支座处最大负弯矩的时候，吊车应增加考虑分别独立布置在支座两侧的情况。4 支座变形荷载两跨连续吊车梁，其两端支座均为绞接，所以支座变形产生的弯矩分布只能是，中间支座处为最大值的等腰三角形分布，其最不利的支座变形布置为：中间高两端低或中间低两端高。假定中间支座与两端支座的变形差为,根据位移法解得：中间最大弯矩： （41）其中L为两跨全长。当两端支座变形不一致的时候，取两端相对中间支座变形差的平均值。5 设计中存在的问题51 连续吊车梁在吊车荷载作用下，其最大弯矩的求解计算工作量很大，特别是考虑支座变形后，进一步增加了弯矩计算的复杂性。52连续吊车梁支座变形差的求解困难，需要考虑地基变形、安装误差以及主体结构竖向变形等诸多因素的影响。需要在今后的工作中，进一步摸索出一套安全、合理的解决方法。 53吊车梁的整体稳定计算的约束条件与规范所规定的条件不完全相符，需人为进行简化近似。6 结束语连续吊车梁虽然计算复杂，其使用受到的约束条件较多，在实际工程中运用较少；但在一些