起重机桥架的设计说明书

1、毕毕 业业 论论 文文（设设 计计） 论文（设计）题目：论文（设计）题目：QD50/10t-28.5mA6 双梁桥式起重机双梁桥式起重机 桥架部分的设计桥架部分的设计 姓姓 名名 学学 号号 院院 系系 机电工程学院机电工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 年年 级级 2012 级级 指导教师指导教师 康明川康明川 2014年年 5 月月 20 日日 目目 录录 摘摘 要要.1 ABSTRCTABSTRCT.2 第第 1 1 章章 绪绪 论论.3 1.1 双梁桥式起重机的介绍.3 1.1.1 桥式起重机的用途及意义.3 1.2 桥式起重机的发展.3 1.2.1 桥

2、式起重机功能的升级 .3 第第 2 2 章章 金属结构主要轮廓尺寸的计算金属结构主要轮廓尺寸的计算.5 2.1 大车轴距.5 2.1.1 桥架尺寸的确定 .5 2.2.主梁尺寸 .5 2.2.1 主梁在跨度中部的高度 .5 2.2.2 端梁高度 .5 2.2.3 主梁端部变截面长. .6 2.3 主、端梁截面.6 2.4 端梁截面尺寸的确定.7 2.4.1 起重机的总质量 .7 2.4.2 由起重机设计手册得到数据.8 2.4.3 大起重量的起重机.8 2.4.4 端梁中部上下翼缘板宽度 .8 2.4.5 端梁与端梁支撑截面处的尺寸简图 .8 2.5 主、端梁截面几何性质.8 2.5.1 截面

3、尺寸 .8 2.5.2 端梁截面 .9 2.5.3 载荷组合 .9 2.5.3.1 主梁自重均匀载荷 .9 2.5.3.2 小车轮压 .10 2.5.3.3 动力效应系数 .10 2.5.3.4 惯性载荷 .10 2.5.3.5 偏斜运行侧向力 .11 2.5.4 满载小车在主梁跨中央 .11 2.5.5 满载小车在主梁左端极限位置 .11 第第 3 3 章章 梁主要承受的内力梁主要承受的内力.13 3.1 垂直载荷.13 3.1.1 垂直载荷的计算 .13 3.1.2 满载小车在跨中受力计算。 .14 3.1.3 满载小车在跨端极限位置受力计算 .14 3.2 水平载荷.15 3.2.1 水

4、平惯性力载荷 .15 3.2.2 偏斜侧向力 .16 3.3 强度的计算.17 3.3.1 翼缘板上边缘与轨道接触点应力计算 .18 3.3.2 主梁跨度的切应力 .19 3.3.3 主梁疲劳强度 .19 3.4 整体稳定性.22 3.4.1 整体稳定性 .22 3.4.2 局部稳定性 .22 3.4.3 加劲肋的确定： .24 第第 4 4 章章 端梁的计算端梁的计算.26 4.1 载荷与内力 .26 4.1.1 垂直载荷 .26 4.1.2 水平载荷 .27 4.2 强度 .29 4.3 端梁疲劳强度.32 4.3.1 弯板翼缘焊缝.32 4.3.2 端梁中央拼接截面 .33 4.4 稳定

5、性.35 4.5 端梁拼接.35 4.5.1 内力及分配 .35 4.5.2 翼缘板拼接计算 .37 4.5.3 腹板的拼接计算 .38 第第 5 5 章章 主梁和端梁的连接主梁和端梁的连接.40 第第 6 6 章章 刚度计算刚度计算.41 6.1 桥架的垂直刚度.41 6.2 桥架的水平惯性位移.41 6.3 垂直动刚度.41 6.4 水平动刚度.42 结结 论论.44 参考文献参考文献.45 致致 谢谢.46 新乡学院本科毕业论文（设计） 0 摘摘 要要 本毕业设计是基于双梁桥式起重机的总体结构设计，起重机械在我国近 年来得到了迅速的发展,因为有不可替代的重要作用,所以对我们改造大自然有很

6、 大的研究将价值。起重机械本就是一种循环、间歇运动,短程材料处理的机械。 一个工作循环一般包括装载、运输、卸货和回到原位的过程,即从捡取设备,物料 提升机提升,通过运行,变幅机构旋转或位移的材料在指定的地方放下,然后反向 操作,请把设备回原位,为下一个工作循环准备。这两个工作循环之间通常有一个 短暂的休息。起重机的工作,每个机构在经常交替起动、制动和正向和反向运动。 许多组合的起重机搬运几百吨的重量。因此,你必须选择一些大型起重机如锅炉 及厂房设备的吊装工作。通常采用大型起重机龙门起重机、门式起重机、塔式 起重机、履带式起重机、汽车起重机和车间桥式起重机的设备。 关键词：关键词：双梁; 起重机

7、; 端梁; 主梁 新乡学院本科毕业论文（设计） 1 ABSTRCT This graduation design is based on the general structure of the double beam bridge crane, hoisting machinery has developed rapidly in our country, because there is an irreplaceable important role, so for us to transform nature will have great research value. Lifting

8、 machinery is a kind of circulation, intermittent motion, short- range material handling machinery. A work cycle generally includes loading, transport, unloading and returned to in situ process, namely from picking up the equipment, material hoist, by running, luffing mechanism rotating or displacem

9、ent of the material in the designated place to put down, then reverse operation, please put the device back in place, ready to work for the next cycle. The two usually have a short break between work cycle. Crane work, each institution in frequently change the starting, braking and forward and rever

10、se motion. Many combinations of crane handling hundreds of tons of weight. Therefore, you must choose some large crane hoisting work such as boiler and plant equipment. Usually adopt large cranes gantry crane, gantry crane, tower crane, crawler crane, truck crane, bridge crane equipment and workshop

11、. Key words：Double beam; Crane; Main beam; large beam 新乡学院本科毕业论文（设计） 2 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 双梁桥式起重机的介绍双梁桥式起重机的介绍 1.1.1 桥式起重机的用途及意义桥式起重机的用途及意义 桥式起重机通用型双梁桥式箱起重机是两个箱形主梁和两个横向端梁，双 梁桥式，主要依靠在水平的起升机构由相互垂直的方向移动运营机构开展操作 它，被广泛应用于室内和室外机加工车间，仓库，装配车间，码头及露天存放 堆场及其他场合。桥式起重机通用桥式起重车行走机构配备了起升机构和小车 运行机构，电气设备，驾驶室的几个主要组成部分。

12、起重小车，起重车带负载 作横向运动，以达到跨度和搬运，装卸，主起升机构，副起升机构和小车桥式 三部分组成，起升机构用于垂直升降项目分为品，做的三维空间内的指定的高 度。桥式起重机是使用最广泛，用量最大的轨道起重机额定起重量从几吨到几 百吨。最基本的形式是一个普遍的吊钩桥式起重机，桥式起重机和其他形式的 一般吊钩桥式起重机开发的基础上派生的。它的结构具有较少的零件加工，技 术好，维护共同利益，安装维修方便等优点，广泛应用于生产了一系列的。 1.2 桥式起重机的发展桥式起重机的发展 1.2.1 桥式起重机功能的升级桥式起重机功能的升级 （1）简化设备结构，减轻重量，降低生产成本。小框架结构钣金基地

13、成员， 其重量轻，易加工，以适应小吨位起重机。解除行星 - 锥齿轮减速器，该帧结 构的要求是不直接与框架连接，小帧的刚度要求，为了减少和简化的小帧结构， 以减轻重量。起重机大小车采用了三中的一个驱动单元，结构更加紧凑，重量 更轻，简化整体布局。此外，在运行和在起重机去台湾，台湾震动不会影响的 传导机制。 （2）更新的部分，以提高整个狭窄的偏离磁道箱梁主光束的性能，高纵横 比为约 4 至 3.5，肋间距大无肋梁的高度的 2 倍，主梁和端梁连接的重叠的方式， 在梁端封面上的垂直力的直接作用，这可以减少在端梁的高度，便于运输。 （3）随着世界经济的发展，大型设备的大小和重量的起重设备变得越来越 多规

14、模大，重量和起吊速度已由原来的场地，以节省成本的生产和使用其服务 和使用的增加。 新乡学院本科毕业论文（设计） 3 （4）结合机械化运输系统中的应用，国外的一些厂商为了提高生产效率， 降低生产成本，起重运输机械等一起，构成了一个国家的最先进的机械化运输 系统。 新乡学院本科毕业论文（设计） 4 第第 2 章章 金属结构主要轮廓尺寸的计算金属结构主要轮廓尺寸的计算 2.1 大车轴距大车轴距 2.1.1 桥架尺寸的确定桥架尺寸的确定 大车轴距的多少将会直影响大车运行情况，一般取： (1)mmSB28500 7 1 5 1 7 1 5 1 0 根据小车轨距，中轨箱型梁的宽度，大车运行机构的设置，取

15、mmB5000 0 2.2.主梁尺寸主梁尺寸 2.2.1 主梁在跨度中部的高度主梁在跨度中部的高度 由机械装备金属结构1在书中所描述的： (2)Sh. 17 1 14 1 =mm28500 17 1 14 1 =1676.52035.7mm 当小跨度时取大值，反之亦然。 为下料方便，腹板高度常取尾数为 0 的值。取腹板高度。 1 h =1800mm 2.2.2 端梁高度端梁高度 (1)主梁总高： 18242 011 hH 端梁高度： 21 0.50.5 1824912HHmm。 (2) 腹板和翼缘板厚度。 腹板厚度通常按起重量决定 tmQ5030mm8 1 主、端梁翼缘板厚度,通常上、下翼缘板

16、厚度相等。mm406 0 新乡学院本科毕业论文（设计） 5 查表 7-11知：翼缘板厚度 =12 mm 0 查表 7-2 知：端梁头部下翼缘板厚=12mm,上翼缘板与中部下翼缘板 2 板厚=12 mm,端梁腹板厚度 =8 mm 3 1 (3) 两腹板内壁的间距: 1 )8 . 04 . 0(hb =(0.40.8)1800mm =7201440mm 验算： =600mm 且=570mm 3 1 h b 50 s b 同时，根据焊接施工条件的需要， mm 即：b 取值合理350b (4) 上、下翼缘板的宽度： 900+2(8+20)mm =952mm (3)20(2 11 bB 取 B =950

17、mm 1 (5) 端梁高度： 主梁总高度：=+2=1824 mm 端梁高度应略大于车轮直径。 1 H 1 h 0 2 H H =0.5H =0.51824=912mm ，取 H =910mm 212 2.2.3 主梁端部变截面长主梁端部变截面长. (4)mmmmsd71253562528500) 8 1 4 1 () 8 1 4 1 ( 主梁端部变截面长取 d= 4350 mm。 2.3 主主、端梁截面端梁截面 主、端梁采用焊接连接而端梁为拼接长。桥架结构为主。端梁截面图如 1 和图 2 所示： 新乡学院本科毕业论文（设计） 6 图 1 端梁桥架结构 图 2 主梁与主梁支撑截面的尺寸简图 2.

18、4 端梁截面尺寸的确定端梁截面尺寸的确定 2.4.1 起重机的总质量起重机的总质量 可由下式估算： (5) G0.450.82 ( )0.45 500.82 28.5( )45.87QS ttt 由起重机设计手册73-8-12 知： =1.09，而:,工作级别估算大车轮压 P=10t 87.45 50 G Q min/ 3 . 87 mVd 6 A 选车轮组的尺寸，轨道型号 P。车轮组最大许用轮压为 15t。若车800 38 轮材料用 ZQ50MnMo，车轮轴用 45，HB=228255 时，最大许用轮压提高 20%。所以选为 15t。 新乡学院本科毕业论文（设计） 7 2.4.2 由起重机设

19、计手册得到数据由起重机设计手册得到数据 31 00mm20280820252mmA 车轮组的尺寸，A=280。B。 取 B =250mm。 3 2.4.3 大起重量的起重机大起重量的起重机 对较大起重量得起重机，为增大端梁水平刚度和便于主、端梁连接，通常 B2 比 B3 大 50100mm 左右，但给制造带来不便。 取 B2=350mm 23 50 10025050 100300 350Bmm 。 2.4.4 端梁中部上下翼缘板宽度端梁中部上下翼缘板宽度 421 2403502x8+40=406mmBB 取 B =410mm 4 2.4.5 端梁与端梁支撑截面处的尺寸简图端梁与端梁支撑截面处的

20、尺寸简图 端梁与端梁支撑截面处简图如图 3 所示。 图 3 端梁与端梁支撑截面 2.5 主、端梁截面几何性质主、端梁截面几何性质 2.5.1 截面尺寸截面尺寸 主梁截面面积： (6) 1101 22hBA =2 2 818002129502mm =51600 2 mm 惯性矩： 新乡学院本科毕业论文（设计） 8 (7) 2 01 01 3 01 3 11 2 .2 12 22 12 h B Bh Ix = 4 2 33 2 121800 129502 12 12950 22 12 18006 mm =2.455 410 10 mm (8) 2 1 11 3 11 3 10 ) 2 (2 12

21、22 12 b h hB Iy = 4 2 33 2 8900 818002 12 81800 22 12 95012 mm =6.147 49 10 mm 2.5.2 端梁截面端梁截面 端梁截面积： =241012+28(910-212)=24016mm (9) 3134 222HBA 2 (10) 2 32 34 3 34 3 321 ) 2 (2 12 22 12 )2( H B BH Ix (11) 2 2 132 3 132 3 43 ) 2 ()2( 2 12 )2( 22 12 B H HB Iy = 4 2 33 2 350 8122-9102 12 8122-910 22 1

22、2 41012 mm =5.721 48 10 mm 2.5.3 载荷组合载荷组合 2.5.3.1 主梁自重均匀载荷主梁自重均匀载荷 =1.2785051600109.81N/m=4103.01N/m skpAgsF q / 6 （12） 小车轨道重量 gg F =m g=60.8 9.81=596.4/ mN 由机械装备金属结构2P453 表 20 得，轨道理论质量 60.8N/m 栏杆等重量： 新乡学院本科毕业论文（设计） 9 =m g=100 9.81=981/ m ll FN 主梁均布载荷： qqg =+4103.01 596.49815680.45/ l FFFFN m 2.5.3.

23、2 小车轮压小车轮压 起升载荷为： 3 50 109.81490500 QQ Pm gNN 小车自重: NNgmP xGx 8632881 . 9 108 . 8 3 假定轮压均布， 起重机械16表 4-2 距 K=2400mm 满载小车轮压： NN PP PP GxQ jj 165274 4 86328490500 4 21 NPPP jj 330548 21 轮压：NN P PP Gx jj 21582 4 86328 4 21 2.5.3.3 动力效应系数动力效应系数 =1.1，()=1.1+0.34Vq=1.174 1 2 2 HC =1.1+0.058=1.1+0.058 44/60

24、 1=1.143 4 y vh 通常安装公差要求,接头高度差。 1 1hmm 2.5.3.4 惯性载荷惯性载荷 大小车都是四个车轮，其中主动轮各占一半，按车轮打滑条件确定大小 车运行的惯性力。一根主梁上的小车惯性力为： NN P Pxg57.23610 72 330548 72 大车运行起、制动惯性力（一根主梁上）为： NN P PH57.23610 72 330548 72 新乡学院本科毕业论文（设计） 10 mNmN F F q H /50.394/ 72 01.5523 72 主梁跨端设备惯性力影响力小，忽略。 2.5.3.5 偏斜运行侧向力偏斜运行侧向力 小车左轮至跨度极限位置 C1=

25、1.2m， 一根主梁的重量为： (13) 0.2 25680.4528.50.4159620.64 Gq PFSNN 一根端梁单位长度的重量为： =2034.38N/m (14)mNSASkP pq /81 . 9 102401678501 . 1/ 6 1 大车车轮直径和其他相关零件，取。8005500Bmm 一根端梁的重量为： 11 2034.38 5.511189.09 Qq FF BNN 一组大车运行机构的重量为：起重机课程设计2表 7-3 中得 重心作用位置8000, GX PN1=1.5mL 司机室及设备的重量为：2000 9.819620 GSs Pm gNN 重心作用位置到主梁

26、一端的距离大约取 2.8m。 2.5.4 满载小车在主梁跨中央满载小车在主梁跨中央 一侧端梁总静轮压为： (15) s l PPFPPPP GsGxQGGxQR 0 11 1 2 1 =N 5 . 28 8 . 2 119620800009.1118964.15962086328490500 2 1 =357867.09N 由和课本机械装备金属结构353 页图 3-9 用插值法求得 28.5 5.7 5 S B 侧向力：。 11 11 0.1425 22 sR PP ， 新乡学院本科毕业论文（设计） 11 2.5.5 满载小车在主梁左端极限位置满载小车在主梁左端极限位置 侧向力： (16)1

27、() 2 1 ()( 0 1 1 2 S l PPFP S b C PPP GsGjQGGxQR N 5 . 28 8 . 2 1196208000 09.1118964.159620 5 . 28 2 5 . 2 2 . 1 186328490500 =495152.02N NNPP Rs 58.352791425 . 0 02.495152 2 1 2 1 22 中轨梁扭转载荷较小，且方向相反，可忽略。故在此不用计算。 端梁总轮压计算简图见图 4 图 4 端梁总轮压计算 新乡学院本科毕业论文（设计） 12 第第 3 章章 梁主要承受的内力梁主要承受的内力 3.1 垂直载荷垂直载荷 3.1.

28、1 垂直载荷的计算垂直载荷的计算 在固定载荷与移动载荷作用下，主、端梁按简支梁计算如图 5 所示。 图 5 主梁计算模型 固定载荷作用下时主梁跨中的弯矩： =（） (17) q M 4 2 82 q i Gi F S d P =1.143 () N.m 2 8 . 2 19620 2 1.5 00082 8 8.5245.5680 2 =70432938 N.m 跨端剪切力 新乡学院本科毕业论文（设计） 13 (18) qc F 4 0 1 (1) 2 qGjGs l F SPP S =1.143 5680.45 28.5+8000+19620 （1-）N 1 2 2.8 28.5 =1127

29、44.18N 移动载荷作用下主梁的内力： 轮压合力与左轮的距离为P 1 b b =1.25m 2 。 =2460984.77N.mmNbS S P M p 22 14 )25 . 1 5 . 28( 5 . 284 330548 143 . 1 )( 4 3.1.2 满载小车在跨中受力计算。满载小车在跨中受力计算。 跨中 E 点弯矩为： (19) 2 14 )( 4 bS S P M p =1.143mN.25 . 1 5 .28 5 . 284 330548 2 =2460984.77mN. 跨中 E 点剪切力为： (20)N S b PFP 5 . 28 25 . 1 1330548143

30、 . 1 2 1 1 2 1 1 4 =180634N 跨中内扭矩为：T=0 3.1.3 满载小车在跨端极限位置受力计算满载小车在跨端极限位置受力计算 满载小车在跨端极限位置（z=C ） 1 端梁剪切力： 11 4 330548 1.14328.5 1.25 1.2 28.5 328766.52 PC Sbc FPN S N 主梁跨中总弯矩为： =704329.38+2460984.77=3165314.15N.m pqx MMM 主梁跨端总支撑力为： =+=112744.18+328766.52N=441511.32N R F qc F pc F 新乡学院本科毕业论文（设计） 14 3.2

31、水平载荷水平载荷 3.2.1 水平惯性力载荷水平惯性力载荷 0 k 2400mmb=1200mm 2 50002400 a=1300mm 22 HH P jFK BK 及作用下，桥架按钢架计算， 水平钢架计算模型如图 6 所示： 图 6 水平钢架计算模型 小车在跨端，钢架的计算系数为： (21) 2 1 1 3 2 1 a3 2 1r y y SIba abI SIb abI =1+ 8 9 10721 . 5 5 . 282 . 13 . 13 10996 . 6 2 . 13 . 12 ）（ =1.1784 跨中水平弯矩为： = (22) H M 2 11 12 (1)(1) 4283 H

32、H P SF S rr =mN 1784 . 1 3 2 1 8 5 . 2850.394 1568 . 1 2 1 1 4 57.23610 2 =114242.78N 跨中水平剪切力为： 1 11805.28 2 pHH PPN 跨中轴力为： 新乡学院本科毕业论文（设计） 15 (23) 812 2 1 SPSF abr ba N HH H = 5 . 28 8 57.23610 12 5 . 28 5 . 394 1784 . 1 2 . 13 . 1 2 . 13 . 1 2 =6028.13N 小车在跨端，跨端水平剪切力为： = (24) cH F H11 H FC P (1) 2L

33、 Sb = 5 . 28 25 . 1 2 . 1 157.23610 2 5 . 28 5 . 394 =27204.04N 3.2.2 偏斜侧向力偏斜侧向力 在偏斜侧向力的作用下，桥架也按水平钢架分析如图 7 所示 图 7 侧向力作用 这是计算系数为： 9 1 2 8 2 22 111.3718 335.721 10 aI r SI 侧向力为： NPP Rs 3 . 37552 2 1 11 超前力为： =N=6588.1N L BP P s w 01 1 5 .28 0 . 5 3 . 37552 端梁中点的轴力： 11 1 3294.06 2 dW NPN 端梁中点的水平剪切力： 新乡

34、学院本科毕业论文（设计） 16 11 2 111.3 37237.1 1.33917.34 222.4 1.3718 ds a PPNN kr 主梁跨中的水平弯矩为： 111 28.5 37237.1 1.33917.34 1.23294.06.6168.64 . 22 SSdd S MPp bNN mN m 主梁轴力为： 111 37237.1 3917.3433319.76 SSd NPPN 主梁跨中总的水平弯矩为： 114242.786562.69120805.47. yHs MMMN m 小车在跨端，侧向力为： 22 1 37552.3 2 sr PPN 超前力为： 20 2 3755

35、2.3 5 6688.1 28.5 s w P B PNN L 端梁中点的轴力为： 22 1 3294.06 2 dw NPN 端梁中点水平剪切力为： 22 2 111.3 37552.33950.49 222.4 1.3718 ds a PPNN Kr 主梁跨端的水平弯矩为： 22 37552.3 1.3390.49 1.253558.5 cssd MP aP bN 主梁跨端的水平剪切力为： 22 6688.1 4981.161706.94 cswd FPNNN 主梁跨端总的水平剪切力为： 27204.044981.1632185.2 cHcHcs FFFN 小车在跨端时，主梁跨中水平弯矩与

36、惯性载荷的水平弯矩组合值较小。 3.3强度的计算强度的计算 需要计算主梁跨中截面（如图 2 所示）危险点、的强度。 新乡学院本科毕业论文（设计） 17 3.3.1 翼缘板上边缘与轨道接触点应力计算翼缘板上边缘与轨道接触点应力计算 翼缘板上边缘与轨道接触点的应力 主腹板边至轨顶距离为： =140+12 mm=152 mm y h 0g h 集中载荷对腹板边缘产生的局部压应力为： =MPa=44.61MPa (25) 41 (250) j m y P h 8501522 165274143 . 1 垂直弯矩产生的应力为： =MPa=61.80MPa (26) 01 Mx x y I210455 .

37、 2 18241015.3165314 10 3 水平弯矩产生的应力为：=0 02 惯性载荷与侧应力对主梁产生的轴向力较小且作用方向相反，应力很小， 故不计算。 假定剪力由腹板承受，弯矩由翼缘板和腹板共同承受且按惯性矩分配。 点的折算应力为： =+=61.80 MPa 0 01 02 = (27) 1 222 000 3 m = MPa 222 61.8044.6161.80 44.61 3 0 =55.25 MPa=175 MPa 点的折算应力为： = MPa (28) 2 2 2 M y x xy M x y II 9 3 10 3 10147 . 6 4751012080547 1045

38、5 . 2 9121015.3165314 =67.13 MPa =175 MPa 点的折算应力为： = y y x x I b M I h M 11 2 2 9 3 10 3 10147 . 6 4561047.120805 10455 . 2 9001015.3165314 =66.10 MPa 新乡学院本科毕业论文（设计） 18 主梁上翼缘板的静矩： (29) 3301 01 10328400)6912(12950) 22 (mmmm H BSy 主腹板下边的切应力为： = MPa=3.18 MPa (30) x YP I SF 6210455 . 2 10328400180634 10

39、 2222 3 366.103.1866.18MPaMPa 3.3.2 主梁跨度的切应力主梁跨度的切应力 主梁跨端截面变小，以便于主、端梁连接，取腹板高度等于=910 mm。 d h 跨端只需计算切应力。 腹板 承受垂直剪力，故腹板中点切应力为： R F MPaMPaMPa h F d R 10018.40 62910 32.4415115 . 15 . 1 翼缘板 承受水平剪力: cH F MPaMPaMPa B FcH 10029 . 1 122950 2 . 321855 . 1 2 5 . 1 10 主梁翼缘板焊缝厚度取=6 mm，采用自动焊接，不需计算。 f h 3.3.3 主梁疲劳

40、强度主梁疲劳强度 桥架工作级别为 A7,应按载荷组合计算主梁跨中的最大弯矩截面（E）的 疲劳强度。 由于水平惯性载荷产生的应力很小，为了计算简明而忽略惯性力。 求截面 E 的最大弯矩和最小弯矩，满载小车位于跨中(轮压在 E 点上)， 1 P 则： =3165314.15 N.m max M x M 空载小车位于右侧跨端时如图 8 所示。 新乡学院本科毕业论文（设计） 19 ) ) 图 8 主梁跨中最小弯矩的计算 左端支反力为： =14252.04N (31) R1 F 1 1 P( /2) S bC2 . 12/5 . 2330548 5 . 28 1 = min M 4R1 F q Mz =

41、704329.38+1.143 14252.04 0.5 （28.5-1.25） mN =908010.80mN 验算腹板受拉翼缘板焊缝的疲劳强度如图 9 所示。 图 9 主梁截面疲劳强度验算点 =MPa=60.99 MPa max 1/2x x Mh I 10 3 10455 . 2 9001015.3165314 新乡学院本科毕业论文（设计） 20 =33.29 MPa min min1/2 x Mh I 3 10 908010.8 10900 2.455 10 MPa 应力循环特性：=0.54580r min max 33.29 60.99 根据工作级别 E4，应力集中等级及材料 Q23

42、5，查得， 1 KMPa3 .172 1 MPa370 b 焊缝拉伸疲劳需用应力为： = =282.37 MPa (31) rl 1 1 1.67 1 (1) 0.45 b r 1.67 172.3 119 110.5458 0.45 370 MPa =60.99 MPa max rl 验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处。 = MPa=58.28 MPa max 1 (/250) x x Mh I 10 3 10455 . 2 8601015.316315 =31.81 MPa min min1 M(/2 10) x h I 3 10 908010.8 10860 2.455 10 MPa =0

43、.54580r min max 31.81 58.28 显然，相同工况下的应力循环特性是一致的。 根据 E4 及 Q235，横隔板采用双面连续贴角焊缝连接，板底与受拉翼缘间 隙为 50 mm，应力集中等级为 K3，查得=103.7 MPa。 1 拉伸疲劳许用应力为： =218.07 MPa rl 1 1 1.67 1 (1) 0.45 b r 1.67 103.7 103.7 110.5458 0.45 370 MPa =58.28 MPa50，不满足要求。 0 0 b 9006 12 235/s 故需在受压翼缘板内侧轨道正下方设置一条纵向加劲肋，不再计算。 腹板:=300 0 h 6 180

44、0240 320 故需设置横隔板及两条纵向加劲肋，主副腹板相同，其设置如图 10 所示 I II 01 02 1 2 图 10 主梁加劲肋设置及稳定性计算 横隔板间距 a=1800 mm，纵向加劲肋位置： =（0.15-0.2）=270-360 mm 取=350 mm 1 h 0 h 1 h =（0.3-0.4）=540-720mm 取=700 mm 2 h 0 h 2 h 验算跨中腹板上区格的稳定性。 区格两边正应力为： =61.80 MPa 01 (33)MPa8.05MPa 10147 . 6 )2/2/(1047.120805 9 1 3 02 b I xM y y =61.80+5.

45、08 MPa=66.88 MPa 1 0102 新乡学院本科毕业论文（设计） 22 =42.85 MPa 2 11 0102 1 /2 /2 hh h 900350 61.805.08 900 MPa =0.641 （属不均匀压板） 2 1 0 0.75=176.25 MPa 1cr s 需修正，则：=（）=207.11 1cr s 1 1 6.25 s cr 235 235 (1) 6.25 316.83 MPa MPa 上翼缘板局部压应力 =44.61 MPa m 集中载荷的分布长度：c=2+=2+50=2 152+50 mm=354 mm y h y h =5.1433，按 a=3b 计

46、算，=3，=0.337 a b 354 3 350 c a 区格属双边局部压缩板，板的屈曲系数为： =0.8=2.198 (34) m K 17 . 0 2 2 0.71 0.337 0.82 90.337 3 =1.2 2.198 54.72 MPa=144.33 MPa0.75 不需修正。 mcr m K E s 区格平均切应力为： = = =4.194 MPa 1 p F h821800 180634 由=5.1431，板的屈曲系数为：=5.491 a b K 2 4 5.34 2 4 5.34 5.143 =1.2 5.491 54.72 MPa=360.58 MPa cr K E =

47、624.52 MPa 3 cr 3 360.58 MPa 新乡学院本科毕业论文（设计） 23 需修正，则： =3 cr 1 6.253 s s cr 235 2351 6.253 360.58 MPa =220.58 MPa =127.51 MPa cr 220.58 3 MPa 区格上边缘的复合应力为： (35) 222 11 3 mm = =59.43 MPa 222 66.8844.6166.88 44.61 3 4.194 MPa 通常梁的腹板同时受有弯曲压应力，切应力和局部压应力的作用， 1 m 应验算腹板区格在复合应力作用下的局部稳定性。 其临界复合应力计算公式： = (36) ,

48、 i cr 222 11 22 11 11 3 13 ()()()() 44 mm m crcrmcrcr =93.90 MPa 2 2 59.43 1 0.64166.883 0.64466.8844.614.194 4207.114207.11144.33127.51 MPa 许用应力：= =63.45 MPa(见表 4-11，查得： cr , i cr n 93.90 1.48 MPa n=1.48) 即 222 11 3 mm cr 区格的尺寸结构与相似，而且应力较小，故不再验算。 3.4.3 加劲肋的确定：加劲肋的确定： 横隔板厚度，板中开孔尺寸为 600 mm 1500 mm。翼缘板纵向加mm8 劲肋选用