码头工程计算书

1、码头架桥机安装预制构件工程计算书编制:审核:审批:码头架桥机工作过程中机安全性验算计算说明：码头架桥机工作状态时，存在二种危险截面的情况:1#移动桁吊行至悬臂端驳船上方提取轨道梁时为不利工况；1#桁吊提取轨道梁行至跨中时为不利工况。故此须分别对其进行验算和受力分析。1.1主体结构验算参数取值三角主梁自重（包括轨道）：0.55t/m纵移台车总成：10t/台天车总成：5.51/台（含吊具）验算载荷（预制轨道梁）：87t（最重梁计算）风载系数：1.05运行冲击系数：1.2结构倾覆稳定安全系数：三1.5f.材料：三角导梁主梁采用16Mn钢材码头架桥机各组件重量表序号名称单重（t）件数总重（t）1纵导梁

2、27.52552横导梁3.7527.56.75213.53前主支撑腿101104后主支撑腿101105前副支腿1.511.56后副支腿1.511.57关门1228电器及液压系统1229纵移台车22410吊梁天车3.52711快速天车0.52112吊具22413钢丝绳0.521总计1201.2主体结构尺寸说明导梁中心距：13.2m；导梁全长：50m,前支点至后支点的距离为30m；架桥机导梁断面：2*1.3m*2.7m，总宽14.5m；吊装系统采用：2台天车总成（含卷扬机、滑轮组），2台纵移台车（含纵移台车、D型三角桁架横导梁）行走系统采用：前、后主支撑四台移动轮箱带动导梁横移；架桥机单边纵导梁的

3、抗弯截面模量Wx=37599.2cm3，惯性矩Ix=5632909.4cm4。1.3施工工况分析：工况一：1#桁吊前移至悬臂处取梁时，处于最不利情况，需验算，验算主要内容：（1）抗倾覆稳定性验算；（2）纵导梁桁架内力验算；（3）悬臂挠度验算；工况二：架桥机吊梁时，1#桁吊提取构件行走至跨中时的验算，验算内容（1）纵导梁内力验算；（2）桁架挠度验算；1.4结构验算工况一：1#桁吊前移至悬臂处取梁时验算内容：（1）抗倾覆稳定性验算；（2）纵导梁桁架内力验算；（3）D型三角桁架承载内力验算工况一示意图施工中的荷载情况纵导梁自重：q=llkN/m(两边导梁自重)1#桁吊(包括横导梁、吊梁天车、纵移台车

4、等)提取构件P1=15.5+87t，P2=22.5t前、后主支撑总成：P3=P3=10t前、后副支撑:Q1=Q2=1.5t架桥机整机自重：Q=120t施工验算(1)抗倾覆稳定性的验算2#移动桁架吊计算简图1#纵移桁吊移至架桥机悬臂端，2#纵移桁移至架桥机尾部作为配重取B点为研究对象，去掉支座C,以支反力RC代替(由力矩平衡方程):G*12.2+P2*35+P3*31.86=P1*9.7+RC*31.86RC=(11*50*12.2+225*35+100*31.86-1025*9.7)/31.86=246KNRC远大于零,故是安全的。悬臂端弯距：Ml=1.2*1.05*P1*L(1.2为动载系数

5、，1.05为风载系数)=1.2*1.05*1025*9.7=12527.55kNM支撑端弯距:M2=G*12.2+P2*35+P3*31.86=2*11*50*12.2+225*35+100*31.86=480761kNm抗倾覆安全系数K=M2/M1=480761/12527.55=381.5满足规范要求.(2)主桁内力验算a、主桁弯距验算经分析前副支腿A支点处断面所受弯矩最大，其抗弯截面模量W1=46034074mm3，惯性矩I1=8825724567mm4。a=M1/2W1=12527.55*106/(2*46034074)=136MpaVo=310Mpa,安全系数：K=310/136=2

6、.2，满足要求。b、销子抗剪验算(上下销子距离：h=2.395m)销子1（上）所受剪力为：Q1=M1/h=12527.55/(2*2*2.395)=1308KN，R1=44mmT1二Ql/A=1308000/(nRI2)=170MpaVt=360Mpa,销子材料为40Cr(淬火)K=360/170=2.1满足要求销子2(下)所受剪力为：Q2=12527.55/(2*4*2.395)=654KN,R2=34mmT2=Q2/A=654000/(nR22)=180MpaVt=360Mpa，销子材料为40Cr(淬火)K=360/180=2满足要求所以满足施工要求。c、悬臂挠度验算：悬臂端在架桥机前移最

7、大时挠度最大。(I=5632909.4cm4)fmax=(1+-)+(4)=(1+)+(4)=38.2-4.4=33.8mmf=14000/350=40mm(3)D型桁架弯距验算D型梁截面模量W1=15559.3cm3，惯性矩I1=1585302.59cm4,o=210MPa经分析，架桥机取梁且轮箱行至承载梁跨中时，承载梁集中受力为不利工况。集中力P=(550*19.5/30.5+1025+100)/2=738KNMl=0.25*738*11.7=2158.65kNMa=M1/2W1=2158.65*106/(15559.3*103)=139MpaVo=210Mpa,安全系数：K=210/13

8、9=1.5，满足要求。工况二：1#桁吊吊梁行至跨中时1)横导梁受力验算(2)纵导梁受力验算工况二示意图1.4.3施工中的荷载情况(1)1#桁吊的天车及吊具中梁为：3.5+2+0.5=61,轨道梁：87t(2)1#桁吊吊梁时，构件和天车总重量为P1=87+6=93t(3)横导梁自重q=2.5kN/m1.4.4施工验算1)横导梁受力验算(见图二)P1=93t当天车在横导梁跨中时，弯矩最大。荷载87+6=931,考虑动载及风载系数，Pl=93*1.2*1.05=117.18t(动载系数1.2，风载系数1.05)M横导梁=0.25*P*L=0.25*1171.8*13.2=3866.94kNM横导梁由

9、箱型拼焊而成，其组合截面抗弯模量W=15559.3cm3，惯性矩I=1585302.59cm4，则横梁截面应力a=3866940000/2*15559300=124.4MPaVo=210Mpa,安全系数n=1.6故横导梁满足施工要求。(2)纵导梁受力验算a、受力模型如下：1#桁吊吊轨道梁行至跨中时，对纵导梁的载荷（含纵移台车总成、天车总成、吊具、钢丝绳、构件）87+2+7.5+2+0.5+3.5=102.5t考虑动载及风载系数，Pl=102.5*1.2*1.05=129.151（动载系数1.2，风载系数1.05）单边纵导梁的抗弯截面模量Wx=37599.2cm3，惯性矩I=5632909.2c

10、m4。x求得：RB=1163.7kN,RC=1186.3kN，跨中最大弯矩:M中=0.25*1291.5*30=9683.25kNMa=M中/W1=9686.25*106/（2*37599.2*103）（双导梁）=129MPaVa=210MPa，安全系数n=1.6,即三角桁架抗弯强度满足施工要求。b、刚度验算纵导梁桁架的最大变形为：fmax=+二+=30.7S=6.41（满足要求）第一章码头架桥机非工作状态下安全验算验算取值架桥机结构自重，由架桥机图纸资料：Ql=120t=1200kN。风荷载值：风载荷标准值计算，计算公式：3=pppwkzsz0其中，3k-风载荷标准值（kN/m2）pz高度z

11、处的风振系数，根据架桥机情况，pz取1.6；pz风压高度变化系数，根据实际及规范，取1.13；30-基本风压（KN/mJ，按10级风，30=0.5KN/m?S架桥机迎风面积。桥机非工作状态下抗倾覆计算（1）架桥机沿轨道方向抗倾覆计算（如图所示）架桥机沿轨道方向受力情况计算简图桥机沿轨道方向风荷载，迎风面积S=2.7*50*0.4=54m2F风=0z*pz*30*S=1.6*1.13*0.5*54=48.816kN架桥机沿轨道方向倾覆力矩M倾二F风*H=48.816*8=390.528kNm架桥机沿轨道方向稳定力矩M稳二G*L=1200*6.6=7920kNm稳定系数：K取1.5M稳/M倾=79

12、20/390.528=201.5，符合使用要求。（2）架桥机垂直轨道方向抗倾覆计算由于架桥机垂直轨道方向跨径为30.6m,安全系数较大，不予计算上验算结果：架桥机在10级大风下，不会发生倾覆。 第二章码头架桥机支撑点受最大荷载计算1.1验算取值小车起升速度：0.5m/min小车运行速度：2.3m/min台车运行速度：3.1m/min大车运行速度：3.1m/min工况分析经分析，有2种工况下横梁承受荷载较大。工况一：架桥机提升预制轨道梁（最重构件）往跨中移动时，构件荷载集中在架桥机前部，仅考虑运行时的冲击系数；工况一示意图工况二：架桥机吊取轨道梁（最重构件）行至跨中时，整机行走至待安装跨时，仅考

13、虑行走时的冲击系数；tel91vyvwTvvv需nnnnnnnnnnnnnnnnnnn工况二示意图计算参数1）计算荷载架桥机各组件重量表序号名称单重（t）件数总重（t）1纵导梁27.52552横导梁3.7527.56.75213.53前主支撑腿101104后主支撑腿101105前副支腿1.511.56后副支腿1.511.57关门1228电器及液压系统1229纵移台车22410吊梁天车3.52711快速天车0.52112吊具22413钢丝绳0.521总计1202）荷载系数：冲击系数：k1=1.2（GB3811-2008起重机设计规范P13）动载系数:k2=l.l（GB3811-2008起重机设计

14、规范P11）偏载系数：k3=1.05（经验取值）风荷载计算计算公式：F=03S风zz0其中，0-高度z处的风振系数，根据架桥机情况，0取1.6；zzM-风压高度变化系数，根据实际及规范，取1.13；z3-基本风压（N/m2），见风压参数对照表0S-架桥机迎风面积，由设计图纸可知，架桥机纵导梁由5节A型梁拼接而成，横导梁由2节D型梁拼接而成，且架桥机正面主要迎风面为纵导梁纵向截面，侧面主要迎风面为横导梁纵向截面。架桥机正面迎风面积：S=2.72*5*10*0.4=54.4m2；1风载荷计算F=PMwoSizz01=1.6*1.13*267.8*54.4=2.6311.5工况一支撑点最大荷载计算计

15、算简图风荷载对a的影响：F风*H=f风*0.5h得f风=2.63*8*2F12=3.51断面计算A点载荷：PA=1.2*(15.5+87)+55*19.630.6+13.5=171.71PB=55*1130.6+22.5+13.5=55.81x-x截面计算a点载荷：Pa=Pb=1.05*0.5*171.7+3.5+2.5=96.1411.6工况二支撑点最大荷载计算IF计算简图风荷载对a的影响：F风*H=f风*0.5h得f风=2.63*8*2F12=3.51断面计算B点载荷：PB=1.2*(15.5+87+55*11/30.6+13.5+22.5)=190.0tPB=55*19.6/30.6+1

16、5.5+13.5=64.3tx-x截面计算a点载荷：Pa=10F12*190+3.5+2.5=164.41Pb=31.6+3.5+2.5=37.6 支撑点布置 第三章运梁车轮压计算说明：引桥空心板梁陆上运输采用*公司SH120型运梁车运输，1车装2件空心板梁。运梁车工况图计算载荷：1）轨道运梁车自重：Q=12t其中，主车自重：Q=81,副车自重：Q=4t122）预制空心板梁理论最重：40t载荷系数考虑冲击系数：1.2考虑不均匀系数：1.05主车最大轮压计算运梁车受力简图1）运梁车拉梁时，主车连接桥受力A点计算:根据力矩平衡方程，对C点取矩:P*L=P*lA式中：P-主车连接桥承受载荷；AL-主

17、梁前桥与后桥间距；P-1/2构件载荷；l-承载托盘到前桥间距；则P=P*l/LA=40*2.255/2.98=30.27t2）主车连接桥承受自重：P=2*Q/3=5.33t自13）主车单个轮压计算：后桥轮轴承受构件和主车自重载荷相同，左右排轮子承受载荷也相同，所以主车后桥单轮承受载荷计算如下：P=1.2*1.05（P+P）/4=1.2*1.05*（30.27+5.33）/4=11.214t主A自4）副车单个轮压计算副车为双桥结构，前后桥轮轴承受构件载荷及自重载荷相同，左右排轮子承受载荷也相同，所以副车单轮承受载荷计算如下：P=1.2*1.05（Q2+40）/4=1.2*1.05*（4+40）/

18、4=13.86t副5）最大轮压计算运梁车单个轮子接触桥面面积A=0.276*0.411=0.113436m2=113436mm2运梁车单各轮子最大载荷P=13.86/2=6.93t=69300N因此，运梁车重载时，单个轮对桥面的应力b=69300/113436=0.61Mpa第四章公路架桥机过跨时抗倾覆计算1.1施工工况分析：公路架桥机吊装完一孔空心板梁后，前移至悬臂最大时为最不利状态，须对整机抗倾覆稳定性进行验算三角主梁自重（包括轨道）：0.25t/m平车总成：4t/台天车总成：3.51/台验算载荷（预制空心板梁）：381（最重梁计算）风载系数：1.05运行冲击系数：1.2结构倾覆稳定安全系数：三1.5f.材料：三角导梁主梁采用16Mn钢材公路架桥机各组件重量表序号名称单重（t）件数总重（t）1纵导梁102202平车总成4283天车总成3.5274吊具0.5215前支腿5.515.56中支腿5.515.57电器及液压系统1228钢丝绳0.521总计501.3载荷组合2台平车P1=P2=7.5t前支腿总成P3=5.5t纵导梁自重G=2*4*2.5=20t配重P配=19t1.4抗倾覆计算计算简图过跨时架桥机前端悬臂,过跨之前应将2台平车总成移至架桥机尾部，且1#平车总成吊住梁板作