焊接构件弯曲计算

第8页共8页构件安装通用桥式起重机施工工况计算书一、桥式起重机概述桥式起重机为自平稳新型架桥机，是一种工作范围广、性能优良、操作方便、结构安全的钢结构轨道式预制梁吊装架设设备。该架桥机采用双主梁（主梁长50m），架桥机额定起重量为80+80t。专用型架桥机采用交流380V低压供电，装机总功率为54KW（其结构简图如下）。此型号架桥机柱脚间最大跨距为26m，远离吊运端的柱脚可以根据现场的实际情况进行调节，以便适合现场实际施工环境，本工程中的构件安装按26m跨距时最不利的施工工况进行计算。为了减少纵梁桁架外伸梁在提升驳船上构件时产生过大挠度，在外伸梁下弦下方各增设两根加强杆，长度为15m，加强弦杆同主桁架下弦截面特性同理，外伸梁计算时采用叠加法验算（如图）架桥机结构简图加强主梁截面图二、架桥机纵梁悬臂端提升构件的倾覆稳定性验算1、载荷计算：=1\*GB2⑴、轨道梁理论重量：77.35t。=2\*GB2⑵、天车总成及扁担自重：5.5t。=3\*GB2⑶、纵横梁平车自重：1t*2=2t。=4\*GB2⑷、主纵梁每米自重g1=0.55*2/m=11KN/m.=5\*GB2⑸、主横梁每米自重g1=0.27*2/m=5.4KN/m.=6\*GB2⑹、外伸梁（加强）g=6.5*2KN/m=13KN/m2、载荷系数：=1\*GB2⑴、考虑轨道梁浇砼时的胀模系数：1.05.=2\*GB2⑵、考虑轨道梁提升、运行时的冲击系数：1.2.3、载荷组合：P1=〔1.05*77.35+（0.27*24）+2+5.5〕*1.2=114.24t4、倾覆力矩（由于本结构属超静定结构，倾覆力矩对A点求矩）：M1=（13*10）*5=650KN·mM2=1142.4*8=9139.2KN·mM倾=650+9139.2=9789.2KN·m5、稳定力矩（由于本结构属超静定结构，稳定力矩对B点求矩）：M1＇=（36*11）*18=7128KN·mM2＇=250*34=8500KN·mM稳＇=7128+8500=15628KN·mK=M稳/M倾=15628/9789.2=1.6≥1.4安全三、架桥机纵梁悬臂端提升构件时的性能验算计算参考数值：单组纵梁桁架的截面特性：上下弦箱形钢对自身的惯性矩（即：对x1―x1截面或x2―x2截面）IX1=[28*303-(28-2.4)*27.63]/12cm4=18147.5712cm4AX1=2*(28*1.2+27.6*1.2)cm2=133.44cm2IX2=[20*253-(20-2.4)*22.63]/12cm4=9111.6752cm4AX2=2*(20*1.2+22.6*1.2)cm2=102.24cm2筋形钢（上下弦）对总体截面的惯性矩（即：对x―x截面）Ieq\o(\s\up6(上),\s\do2(x1))=IX1+AX1y2=18147.57+133.44*119.752=1931685.51cm4Ieq\o(\s\up6(下),\s\do2(X2))=IX2+2AX2y2=9111.68+(2*102.24)*119.752=2941367.66cm4总体截面特性如下：I总=Ieq\o(\s\up6(上),\s\do2(x1))+Ieq\o(\s\up6(下),\s\do2(X2))=193168.5+2941367.66=4873053.17cm4抗弯截面系数：WX=I总/y=4873053.17/119.75=40693.55cm3得出截面矩：Ix=4873053.17cm4、W2=40693.55cm3、A上=133.44cm2、A下=102.24cm2、[σ]=230MPa、E=2.1*10^5MPa、[f]=1/500〔r〕=140MPa2、桁架纵梁悬臂端截面弯矩（如图）Mmax=PL+0.5gL^2=114.24*10*8+0.5*1.3*10*10^2=9789.2KN·m3、纵梁桁架总体截面抗弯模量：Wx=40693.55cm3+806.34cm3=42306.23cm3=42306.23*103cm34、纵梁桁架悬臂端的强度校核：σx=Mmax/Wx=9789.2*10^6/(2*42306.23*10^3)=117.4MPa≤[σ]=230MPa满足使用要求5、剪应力校核：Qmax=114.24trmax=1.5Qmax/A=1.5*114.24*10^3/(2*102.24*10^2)=83.8MPa≤[r]=140MPa满足使用要求6、刚度校核：（挠度）=1\*GB2⑴、计算载荷：P1=114.24tP2=25t(后纵移横梁自重)=2\*GB2⑵、计算参考数值：单组桁架纵梁的截面特性：Ix=4873053.17cm4=3\*GB2⑶、计算简图：将原外伸梁AD简化为如下简支梁：M1=P1*8+0.5gl^2=1142.4*8+0.5*13*10^2=9584.7KN·mM2=P2*8+0.5gl^2=250*8+0.5*13*10^2=2650KN·mB点处转角为：θB=θBM1+θBg+θBM2=-M1L'/3EI+5gl^4/384EI–M2=-9789.2*26/(3*2.1*2*4891276.52)+5*13*26^4/(384*2.1*2*4891276.52)-2650*26/(6*2.1*4891276.52*2)=-0.0041+0.0038-0.00056=0.0009由θB为正值，梁BC将挠B点顺时针运转，在A点处产生负值的挠度。fmax=θB*L+P1a^2(3L-a)/6EI+gl^4/8EI=0.0009*10*10^2+[114.24*8^2*(3*10-8)]*1000/(6*2.1*2*4891276.52)+1.3*10^4*1000/(8*2.1*2*4891276.52)=0.9+0.2+0.08=1.2CM≤1/500=2CM满足使用要求四、安装轨道时纵移横梁行走至主纵梁跨度中央时产生的最大弯矩1、最大弯矩：Mmax=7.5*P1+0.125*g*L^2=7.5*1142.4+0.125*11*26^2=8603.75KN·M2、主纵梁抗弯截面系数：WX=40693.55cm3=40693.55*10^3mm33、强度校核：σx=Mmax/Wx=8603.75*10^6/(2*40693.55*10^3)=105.7MPa≤[σ]=230MPa满足使用要求4.、剪应力校核：Qmax=114.24/2=57.12t=571.2KNrmax=1.5Qmax/A=1.5*571.2*10^3/(2*102.24*10^2)=41.9MPa≤[r]=140MPa满足使用要求5、刚度校核（挠度）：fmax=P1*L^3/48EI+5gL^4/384EI=114.24*26^3*1000/(48*2.1*2*4873053.17)+5*1.1*26^4*1000/(384*2.1*2*4873053.17)=2.3CM≤f=L/700=3.7CM满足使用要求简支梁：L/700五、安装构件时纵移横梁的性能验算：载荷计算：=1\*GB2⑴、轨道梁理论重量：77.35t。=2\*GB2⑵、天车总成及扁担自重：5.5t。=3\*GB2⑶、纵移桁架横梁每米自重：0.27t*2/m。载荷系数：=1\*GB2⑴、考虑轨道梁浇砼时的胀模系数：1.05.=2\*GB2⑵、考虑轨道提升、运行时的冲击系数：1.2.载荷组合：P=〔1.05*77.35+5.5〕*1.2=104.06t纵移横梁截面的几何特性为：（如图）上弦箱形钢，下弦2I160钢对自身的惯性矩（即：对x1―x1截面或x2―x2截面）IX1=[18*203-(18-2.4)*17.63]/12=4912.69cm4AX1=2*(18*1.2+17.6*1.2)=85.44cm2IX2=2*1130=2260cm4查工字钢特性表AX2=2*26.1=52.2cm2查工字钢特性表筋形钢，2I160钢对总体截面的惯性矩（即：对x―x截面）Ieq\o(\s\up6(上),\s\do2(x1))=IX1+AX1y2=4912.69+85.44*862=636826.93cm4Ieq\o(\s\up6(下),\s\do2(X2))=IX2+2AX2y2=2260+(2*26.1)*862=388331.2cm4总体截面特性如下：I总=Ieq\o(\s\up6(上),\s\do2(x1))+Ieq\o(\s\up6(下),\s\do2(X2))=636826.93+388331.2=1025158.13cm4抗弯截面系数：WX=I总/y=1025158.13/86=11920.44cm3得出单组纵梁桁架的截面特性：Ix=1025158.13cm4、W2=11920.44cm3、A=52.5cm2、[σ]=170MPa、E=2.1*105MPa、〔r〕=140MPa桁架横梁跨中的最大弯矩：（如图忽略两端悬臂的反力矩）Mmax=2.5*P+0.125*g*L2=2.5*1040.6+0.125*5.4*102=2669KN·m主纵梁抗弯截面系数：WZ=11920.44cm3=11920.44*103mm3强度校核σx=Mmax/W2=2669*106/(2*11920.44*103)=111.95MPa≤[σ]=170MPa满足使用要求剪应力校核：Qmax=P/2=1040.6/2=520.3KNrmax=1.5Qmax/A=1.5*520.3*103/(2*52.2*102)=74.8MPa≤[r]=140MPa满足使用要求刚度校核（挠度）fmax=PL3/48EI+5gL4/384EI=104.06*103*1000/(48*2.1*2*1025158.13)+5*0.54*104*1000/(384*2.1*2*1025158.13)=0.52CM≤f=L/600=1.7CM满足使用要简支梁：L/700六、架桥机支腿最大载荷验算1、载荷计算：=1\*GB2⑴、轨道梁理论重量：77.35t。=2\*GB2⑵、纵移桁架横梁总成自重：13.98t。=3\*GB2⑶、纵移桁架横梁自由端自重：12.1t。2、载荷组合：P=〔1.05*77.35+13.98〕*1.2=12.1=126.337t3、计算参考数值：=1\*GB2⑴、平均2根Φ273*12无缝钢管（斜撑管）承受压力为123.337t，钢管有效长度L=6.5m。=2\*GB2⑵、Φ273无缝钢管截面特性：Ix=8396.14cm4、W2=615.1cm3、A=98.39cm2、[σ]=140MPa、r=9.24cm4、强度校核：σ=P/A=126.337*10^4/(2*9839*sin60°)=74.14MPa≤[σ]=140MPa5、刚度校核:入=650/9.24=70.356、稳定性校核：受压构件的稳定系数Φ=0.731σx=P/ΦA=126.337*10^4/(0.731*2*9839)=87.8MPa≤[σ]=140MPa七、钢丝绳吊具验算构件提升机构采用5*6滑车组，工作绳数n=14条，滑车组钢丝绳采用Φ24*6*37+1，抗拉强度为1700MPa。破断拉P破=35.8t,安全系数K=6，构件最重为Q=77.8t.1、滑车组钢丝绳的许用应力：钢丝绳的强度核算，主要是按钢丝绳的规格和使用条件所得出许用拉力来确定，其核算公式为：[S]=P/K=35.8/6=6t2、滑车组出头拉力为：S=QEeq\o(\s\up7(n),\s\do3())*((E-1)/(Eeq\o(\s\up7(n),\s\do3())-1))=77.8*1.268*((1.02-1)/(1.268-1))=7.4t现场实际采用8t慢速卷扬机符合使用要求。经查表，钢丝绳采用型号6*37+1直径36mm打双、吊钩采用的是外购件80T,索具采用的是35T型号是G209符合施工的要求。3、扁担梁验算①计算载荷：（1）、预制轨道梁理论设计重量：77.34t。②荷载系数：（1）、考虑提升、运行时的冲击系数：1.5。（2）、荷载组合：P=77.34*1.2=92.8t。③计算参考数值：（1）、扁担梁的截面特性（如图）A=2(67.6*1.2+50*1.2)cm2=282.24cm2Ix=50*703―47.6*67.33/12=203800.76cm4Wx=Ix/y=203800.76/33.8=6029.6cmcm3[σ]=230MPaE=2.1*105MPa[f]=1/600扁担梁采用16Mn钢板拼焊而成④扁担梁截面弯矩：（1）、最大弯矩在1/2处（按简支梁计）Mmax=1/4PL=1/4*928*5.7=1322.4KN·M（2）、强度校核:σx=Mmax/Wx=1322.4*106/6029.6*103=219.3MPa≤[σ]=230MPa满足要求⑤刚度校核：fmax=PL3/48EIx=92.8*5.73*1000/（48*2.1*203800.76）=0.84cm≤[f]=0.95cm满足要求八、A型三角桁架销轴验算：1、Φ88的销子2（上弦）=1\*GB2⑴、销子截面特性：A=0.785d2=0.785*8.82=60.79cm2Ix=0.049d4=0.049*8.84=293.85cm4Wx=0.098d3=0.098*8.83=66.78cm3r=d2=d/4=2.2cm=2\*GB2⑵、上下弦连接销子均采用45#钢加工而成[σ]=360MPa[T]=208MPaMmax=14.28KN·MQmax=571.2KN=3\*GB2⑶、强度校核：Qmax=Mmax/Wx=14.28*102/2*66.78*103=106.9MPa≤[σ]=360MPa安全储备较大=4\*GB2⑷、剪应力校核：Tmax=1.5Qmax/A=1.5*571.2*103/2*60.79*102=70.47MPa≤[T]=208MPa安全储备较大2、Φ68的销子（下弦）=1\*GB2⑴、子截面特性：A=0.785d2=0.785*6.82=36.3cm2Ix=0.049d4=0.049*6.84=104.8cm4Wx=0.098d3=0.098*6.83=30.8cm3Mmax=14.28KN·MQmax=571.2KN=2\*GB2⑵、强度校核：Qmax=Mmax/Wx=14.28*102/2*36.3*103=98.35MPa≤[σ]=360MPa安全储备较大=3\*GB2⑶、剪应力校核TTmax=1.5Qmax/A=1.5*571.2*103/2*36.3*102=59MPa≤[T]=208MPa安全储备较大九、横移承载梁载荷验算计算载荷：=1\*GB