140t-40m通用架桥机方案设计书计算书_1076

1、封面1/14作者： PanHongliang仅供个人学习JQ140t-40m型( 三角钢结构 )2/14通用架桥机设计计算书设计计算过程简要说明 : 由于架桥机工作状态时，存在两种危险截面的情况 : 种为移跨时存在的危险截面； 种为运梁、喂梁、落梁时存在危险截面，故此须分别对其进行验算和受力分析。一、 主体结构验算参数取值1、三角主梁自重（包括轨道） ：t/m （单边主梁）2、平车： t/ 台3、卷扬机： t/ 台4、验算载荷（ 40m 梯梁）：140t5、起重安全系数： 1.05运行冲击系数： 1.15结构倾覆稳定安全系数：1.56、基本假定主梁现场拼装时重心最大偏差：e=0.1m架桥机纵向

2、移动时吊装T 梁钢丝绳倾角： =2 二、 总体布置说明：1 、导梁中心距： 6.2m2、导梁全长： 72m ，前支点至中支点的距离为43m ；3、架桥机导梁断面： 3.02m 1.35m ，总宽 6.9m ；3/144、吊装系统采用： 2 台天车 (含卷扬机、滑轮组 )， 2 台横梁纵移平车；5、行走系统采用：前部、中部四台平车带动导梁横移。三、 结构验算1 、施工工况分析：工况一：架桥机完成拼装或一孔T 梁吊装后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况，需验算算主要内容：、抗倾覆稳定性验算；、支撑反力的验算；、桁架内力验算；、悬臂挠度验算；工况二、架桥机吊梁时，前部天车位于跨中时的验算

3、，验算内容：天车横梁验算；支点反力的验算；桁架内力验算；工况三、架桥机吊边梁就位时的验算前支腿强度及稳定性验算前、中部横梁强度验算2、基本验算2 1 工况一、架桥机拼装完或吊装完一孔T 梁后，前移至悬臂最大时为最不利状态，验算内容：抗倾覆稳定性的验算；悬臂时刚度的验算支点反力的验算4/14主桁内力的计算2 2 1 施工中的荷载情况主桁梁重： q 1 =11kN/m（两边导梁自重，含钢轨）天车横梁总成（包括天车横梁、横梁支腿、天车、横梁纵移平车等）自重（单套天车横梁总成） P2 =12t(3)前部平车总成： P1 =7.5t( 含单幅横轨 )(4)尾部平车总成： Q1 =1.5t(5)尾部连接架

4、 : Q 2=1t（6 ）前部连接架： Q3 =1t（7 ）前部临时支撑 :Q 4 =1.5t223 施工验算抗倾覆稳定性的验算（见计算模式图）G 配+Q1+Q2P2 P3q=11Q3+Q4A29m43m由于移跨时架桥机前端悬臂, 此时为了生产安全, 移跨之前应对架桥机尾部适当的配重 ,设计过程中以 25t 计算 :取 B 点为研究对象 , 去掉支座 A, 以支反力 RB 代替 (由力矩平衡方程 ): 注 :配重天车位于 A 点横梁之上。悬臂端弯距： M 1=1/2 11 43 2 25 43=11244.5kN.m支撑端弯距 :M 2 =1/2 q1 29 2 (250+120 2+15)

5、24.5+ Q 2 29=17288kN.m抗倾覆安全系数K=M2/M1=22188/13394.5=1.53 1.5 满足规范要求 .5/14支点反力的计算 (采用计算模式图示 )当架桥机导梁最前端前部平车总成与盖梁垂直时, 悬臂最长 ,中支点受力最大 .这里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下 :R A =308.75kNRB =250+2 120+75+1172+10-308.75=1058.25kN主桁内力验算a、主桁弯距验算中支点处断面所受弯矩最大：三角桁架截面如图所示其抗弯截面模量W1 =2 4I I25b +4I2）A 板 1 +I A 板 2+(4A I25b +4 25.6

6、1+3 7) （ H/2 ）/（H/23=99729.8cm其惯性矩 I 1=W 1 （ H/2 ）=13463524.7cm4其中 H=2.7m ，II25b =5280cm 4， AI25b =53.541cm2=M 1 /W 1 =134.3Mpa=157Mpa ，即三角桁架抗弯强度满足施工要求。P1=85kNP2P2=120kNq1 =11kN/mQ2RAB RC 43mL1=4.5L=67.5mb、销子抗剪验算销子 1 所受剪力为 Q1=13394.5/42.7=1240.23KN=Q1/A=1240.23/R2 =195 Mpa =300Mpa ，销子材料为 40Cr （淬16/1

7、4火）销子 2 所受剪力为 Q2=13394.5/82.7=620.165KN=Q2/A=620.165/R2=186.9Mpa =300Mpa，销子材料为40Cr2（淬火）所以满足施工要求。c、桁架各杆件的内力验算：中部支座反力 RB =1090.25KN,根据节点法求得： 单片桁架斜腹杆最大内力为F1 =1058.25/4 sin77.5 sin73.8 =209.72KN ，由于斜腹杆为短压杆 , 无需验算其稳定性 , 只需验算其拉压应力：1= F 1/2 A 12 =102.16Mpa =157Mpa，中部特制双主梁单片桁架其上下弦杆受力为F2 = M 1/2H=248.046t,截面

8、为两根 I25b 工字钢加贴10 钢板，其面积 A=173.208cm2= F /2 A=143.2Mpa =157Mpa ，满足施工要求。32(4)悬臂挠度验算 :悬臂端在架桥机前移最大时挠度最大，挠度等于弹性及非弹性挠度之和。a: 弹性挠度计算fmax =f 1+f 2 f1 =-P 1L 3 /(3EI 1 )=-75kN43 3m 3 /(3EI1 )。f 2 =-q 1 l4 /(8EI1 )=-11KN/m 43 4 m 4 /8EI 1 得 fmax =-75kN 43 3 m 3 /(3EI1 ) 11kN/m 43 4 m 4 /8EI 1=-75kN 43 3 m 3/(3

9、 206 10 9 N/m2 13463524.7m410 -8 )-11KN/m 43 4 m 4/(8 206 10 9 N/m 2 13463524.7m410 -8 )=-0.241m7/14b：非弹性挠度计算销子与销孔理论间隙为0.5mm ，考虑到材料使用时间较长，以及桁架的变形，实际取 1mm 来计算非弹性挠度。F 非=0.1N(N+1)=2cm（N=4 ）即悬臂挠度： f=f 非+f 弹=24.1+2=26.1cm悬臂端翘起高度取0.35M为一合理值，能够满足架桥机的前移就位。22 工况二架桥机吊装梁段前移，前天车至跨中时为又一不利状态，验算内容：天车横梁受力验算支点反力验算主桁

10、内力验算2 2 1 施工中的荷载情况主桁梁重： q 1 =11kN/m（三角桁架、钢轨）天车横梁总成（包括天车横梁、横梁支腿、天车、横梁纵移平车等）自重（单套天车横梁总成）P2 =12t（其中天车总成P3 =5t ）T 梁重： P4=140t2 2 2 施工中荷载组合分析此工况中风荷载对结构本身作用不大，所以这里不考虑风荷载的影响。223 施工验算天车横梁受力验算（见计算模式图）当荷载作用于横梁跨中时，弯矩最大；8/14荷载 P=P4/4+P 3 /2=140/4+5/2=37.5t横梁及轨道自重q=0.24t/m，则M 横梁 =P 1.35 q 6 2/8=51.7tm横梁由箱型梁焊接而成，

11、其组合截面抗弯模量W=(0.38 0.5 3 -0.36 0.468 3 )/6 0.5=3.533 10 -3 m 3 ，则横梁截面应力=51.7/3.533=146.3Mpa157 Mpa故，横梁满足施工要求。支点反力的计算当架桥机吊装梁段前移，前天车至跨中时为又一不利状态，中支点受力最大，由于此时支座 A,B 前端又多了一个支座C, 变成了一次静不定结构 ,如果采用力学平衡无法求解 ,因此用变形叠加求解 :72mL1 =24.5mL 2 =43ma1=7.5m P=77tARA 17m B R B C R CRA =1/L 1 PL12 -(PL 13+PL 23 )/8(L 1 +L

12、2 )RB =(PL 1 +PL 2 )-(RA+R C )RC=1/L 2P1 L22/2-PL 13+PL 23/8(L 1 +L2 )求得： RB =152.1t， RC=34.3t ， RA=46.8t其最大弯矩M max =q 1 L13+q 1 L 23 /8(L 1+L 2)+Pa 1/L 1 （ L 12-a 12 ） + Pa2 /L 2（ L22-a 22 ）/2 （L 1 +L 2 ）=960t m9/14=M max /W 1=96.26Mpa =140Mpa ，即三角桁架抗弯强度满足施工要求d、销子抗剪验算销子 1 所受剪力为 Q1=9600/42.7=888.89K

13、N1=Q1/A=888.89/R2 =139.7 Mpa =300Mpa，销子材料为 40Cr（淬火）销子 2 所受剪力为 Q2=9600/82.7=444.44KN2=Q2/A=444.44/R2=134Mpa =300Mpa，销子材料为40Cr （淬火）所以满足施工要求。e、桁架各杆件的内力验算：中部支座反力 RB =1521KN,根据节点法求得：单片桁架斜腹杆最大内力为F1 =1521/4sin77.5 sin73.8 =405.6KN，由于斜腹杆为短压杆 , 无需验算其稳定性 , 只需验算其拉压应力：1= F 1/2 A 12 =127Mpa =157Mpa中部特制单片桁架其上下弦杆受

14、力为 F2 = M 1/2H=1777.78t,截面为两根 I25b 工字钢加贴10 钢板，其面积 A=173.208cm23= F 2/2 A=102.64Mpa =157Mpa ，满足施工要求。工况三：架桥机吊边梁就位时的验算，此时A 支点零空，验算内容：前支腿强度及稳定性验算， 前、中部横梁强度验算， 当前天车主梁至前部平车总成1.5m处时，前部横梁、支腿受力为最大。求支反力 RC :10/14 取支座 B 点为研究对象 ,由力矩平衡 :RC 43+ Q 1 24.5+ q 29 2/2=P 41.5+ P 3.5+ q 43 2 /2求得 RC =85.46t ，RB =149.24t

15、Q2 P5P5q=1.1t/mCARA 24.5mBRB 38m1.5m RC29m43ma、桁架各杆件的内力验算：中部支座反力RB =1492.4KN,根据节点法求得：单片桁架斜腹杆最大内力为F1 =1492.4/4sin77.5 sin73.8 =398KN ，由于斜腹杆为短压杆 , 无需验算其稳定性 , 只需验算其拉压应力：= F/2 A12=124.67Mpa =157Mpa，11由于此时最大弯矩比前两种工况小的多,所以无须验算其上下弦杆的拉压应力b、前支腿受压稳定性及前、中部横梁强度验算架设边梁就位时，天车横移至单边如下图所示：P=45t 1.8mq=0.24t/mFRF3.3mDR

16、D6.2m8mRD5.4=0.24 5.9 2/2+ 35 4.2-0.240.5 2/211/14求得 RD =28t ，RF=8.5t加上横梁立柱和纵移平车的重量得RD1 =58t ， RF1 =19t中部横梁强度验算：如图所示（中部横梁重量可忽略不计）RD1 6.2mRF1R6 64.4m7R7P6 + P7 = R B ，P6 - P 7 = R D1 - R F1 ，求得： P6 = 94.12t，P7= 55.12t所以中部横梁悬臂弯矩为M 6 = P6 L=94.12 0.9=847.08KN.m中部横梁的抗弯截面模量为：W6 =（BH 3 -bh 3 ）/6H=8.46210

17、-3 m 3其中 B=650mm ， H=600mm， b=626mm，h=560mm；= M 6 /W 6 =100.1Mpa=157Mpa ，所以中部横梁满足设计要求。前部横梁强度验算：如图所示（前部支腿重量可忽略不计）RD1 6.2mRF1R8 84.4m9R9P8 + P9 = R C ，P8 - P 9 = R D1 - R F1 ，求得： P8 = 62.23t，P9= 23.23t（前部横梁重量可忽略不计）所以前部横梁悬臂弯矩为M 8 = P8 L=62.23 0.9=560.07KN.m前部横梁的抗弯截面模量为：W8 =（BH 3 -bh 3 ）/6H=5.4110 -3 m

18、312/14其中 B=550mm， H=550mm， b=530mm，h=518mm；= M 8 /W 8 =103.52Mpa=157Mpa，所以前部横梁满足设计要求前支腿强度及稳定性验算：单根前支腿截面积A=111.1cm2，则正应力：= P8 /A=62.2310 4 /111.110 -4=56 Mpa =157Mpa以上是按截面受正应力强度条件来验算，下面按压杆受压稳定条件来验算截面惯性矩 I=27136.82cm4，支腿高度L=2M ，按两边铰支考虑i= （I/A ）-1/2 =（27136.82/111.1）-1/2=15.63cm=200 1/15.63=12.8，查稳定系数

19、=0.981 ，P 外界 =A=0.981 157 10 6 111.1 10 -4 =171.1t 62.23t，所以前支腿能满足施工要求。版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途， 但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付报酬。13/14Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other re