塔顶吊机设计说明书第五 北岸A标

路桥集团第二公路工程局RBG.SECONDHIGHWAYENGINEERINGBUREAU路桥集团第二公路工程局RBG.SECONDHIGHWAYENGINEERINGBUREAU陕西省西安市丈八东路262号电话真10页本册图纸目录编号图名图号1主塔塔顶吊机设设计说明22主塔塔顶吊机设设计计算书书3～83塔顶吊机材料数数量汇总表表TDDJ-0114塔顶吊机吊索示示意图TDDJ-0225塔顶吊机总体布布置图TDDJ-0336塔顶吊机主梁结结构图TDDJ-0447塔顶吊机横梁结结构图TDDJ-055主塔塔顶吊机设计说明主塔塔顶吊机设计说明一、设计范围塔顶吊机主要用于斜拉索挂索作业，其布置如下图：图1塔顶吊机总体布置图二、设计依据（1）《湖北鄂东长江公路大桥施工招标图纸文件》三、设计主要参考资料（1）《湖北鄂东长江公路大桥施工招标图纸文件》（2）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86（3）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004（4）《桥涵》，人民交通出版社（5）《钢结构设计规范》GB50017-2003（6）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（7）《公路施工材料手册》，人民交通出版社（8）《施工结构计算方法与设计手册》，中国建筑工业出版社四、塔顶吊机设计塔顶吊机由支撑立柱、主梁、横梁（吊具承重梁）、起吊系统及工作平台5部分组成。最大设计吊重57.276吨。支撑立柱和斜撑由HW400X400型钢组成，主梁由2HN600X200型钢组成，横梁由2HW400X400型钢组成，选用15t卷扬机作为起吊设备，选用选φ36（）起吊钢丝绳，在塔顶吊机上设置工作平台以方便施工。五、塔顶吊机的安装检查塔顶吊机支撑立柱预埋件的位置，利用塔吊安装吊机的主梁和横梁，再安装施工平台及起吊系统。正式施工前应进行荷载实验以检查塔顶吊机的安全和起吊系统的运转性能。六、塔顶吊机加工要点（1）各杆件焊接时要保证加工件平直，不扭、不弯；（2）栓孔加工误差：+1mm；销孔加工误差：+0.5mm；销子加工误差：-0.5mm；（3）孔间距容许误差：±1mm；（4）焊逢及加工件质量要求，严格按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》执行。（5）严格按设计图纸进行加工，不得随意更改设计进行加工，如确需更改时，必须征得设计负责人的同意。七、塔顶吊机拆除待挂索作业全部完成后,先拆除起吊系统，再解除支撑立柱与塔顶预埋件之间的约束以及斜撑与塔壁预埋件之间的约束，利用塔吊将主梁、横梁等放至江面驳船上。八、施工安全（1）在挂索平台四周布设安全护栏及安全网，确保人员安全。（2）工人在挂索平台上作业时，需佩戴安全帽及安全带。主塔塔顶吊机设计计算书主塔塔顶吊机设计计算书一、荷载（J29号，J30号斜拉索）1、索重J29号为37.220t；J30号为35.842t。以下计算均以J29号斜拉索作为研究对象，进行计算分析。2、滑车组动、静滑车组共6t；3、吊具0.5t；4、钢丝绳选φ36钢丝（，P破＝66.4t），走6线，绕出绳由定滑轮绕出，则钢丝绳重：；5、风荷载主梁斜撑、支撑立柱式中：Fwh横桥向风荷载标准（KN）；W0基本风压（KN/m2）；Wd设计基准风压（KN/m2）；Awh横向迎风面积（m2）,主梁每米0.6m2，斜撑、支撑立柱每米0.4m2；V10桥梁所在地区的设计基本风速（m/s），系按平坦空旷地面，离地面10m高，重现期为100年10min平均最大风速计算确定，取25.6m/s；Vd高度Z处的设计基准风速（m/s）；Z距地面或水面的高度255（m）；γ空气重力密度（KN/m3）；k0设计风速重现期换算系数，对于施工架设期桥梁取1.0，当桥梁位于台风所发地区时，可根据实际情况适度提高一定的值；k3地形、地理条件系数，按《公路桥梁设计通用规范》中表4.3.7-1取1.00；k5阵风风速系数，对于海洋，开阔海面地表系数取1.38；k2考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，可按《公路桥梁设计通用规范》中表4.3.7-3取1.67；k1风载阻力系数1.9，可按《公路桥梁设计通用规范》中表4.3.7-4～4.3.7-6；η遮挡系数1.0；g重力加速度，取9.81m/s2。主梁斜撑、支撑立柱二、塔顶吊机挂索时所需提升力计算斜拉索编号：J29索长：479.024m索重：37.220t斜拉索在梁端锚固的坐标：（442.0，17.2，56.252）塔端锚固的坐标为：（3.284，0.758，246.698）吊机吊点的坐标为：（10.0，0，255.81）以上X为纵桥向距离索塔中心线水平距离，Y为横桥向距离桥中心线的水平距离，Z为高程。J29号斜拉索梁端锚固点到塔端锚固点的距离L1为：cos-1(190.446/478.552)=66.550J29号斜拉索梁端锚固点到塔顶吊机吊点处的距离L2为：cos-1(199.558/476.176)=65.220=(66.55-65.22)/476.176=0.28％如上所算，因斜拉索的长度很长，两个角度之间的差值很小，故，可用斜拉索的牵引轴力代替塔顶吊机在挂索时所需提升力。斜拉索牵引轴力根据可根据以下公式求得：（公式摘自林元培编著的《斜拉桥》）式中：—拉索上端离塔柱上相应索孔锚板端面的距离—上下两端索孔锚板中心的几何距离L—斜拉索的长度W—钢索单位长度重力—L的水平投影长度E—垂直索的弹性模量A—钢索中钢丝的截面积T—拉索设计索力由上式求得在拉索轴力为45t时拉索上端离塔柱上相应索孔锚板端面的距离为12.7m，小于15m的软牵引施工要求。故，塔顶吊机在挂索时所需提升力为45t。塔顶吊机所需提供的最大拉力为：45+6+0.5+5.776=57.276t吊装斜拉索时所需的水平力H=57.276×sin65.220=52.0t斜拉索张力在吊点处的竖向分力VB=57.276×cos65.220=24.0t三、卷扬机选型卷扬机所需提供的最大拉力为：57.276t卷扬机（走6线）绕出绳（跑头）的拉力为：；所以，选用15t卷扬机。四、计算计算系数取值荷载动力系数：α＝1.2；偏载系数：γp＝1.1。1、横梁横梁所受水平荷载：52.0t×1.2×1.1=68.64t=429000N·m横梁所受竖向荷载：24.0t×1.2×1.1=31.68t＝198000N·m横梁选用材料：上下各2HW400×400型钢由两个销板连接，用30mm的钢板并在销孔周围两边焊20mm钢板于以加强，截面形式如下图：图2横梁结构图（1）2HW400××400型型钢受力计计算综合应力验算：：满足要求。（2）钢板（吊耳）受受力计算取钢板最小截面面为研究对对象，其面面积A=3××15+22×2×113=977cm2,所受剪力为N==57.2276×11.2×11.1=775.6tt满足要求。焊缝计算安全系数：K==160//65.55=2.444满足要求。2、主梁、支撑立立柱及斜撑撑结构采用用SAP22000软件建模模计算斜撑支撑立柱平联主梁斜撑支撑立柱平联主梁图3结构模型图4受力模型图5支座反力模型图6轴力模型图7剪力模型图8弯矩模型图9变形模型表1主要受力杆杆件计算结结果项目杆件名称型号最大轴力（kN）弯矩（kN·m）剪力（kN）主梁2HN600X220071.21526.2601116.131支撑立柱HW400X440040.64928.3222227.370斜撑HW400X440072.74020.9841111.641主梁最大位移为为0.02239m，支支撑立柱最最大位移为为0.00006m，斜斜撑最大位位移为0..00766m（1）主梁强度计算算根据《公公路桥涵钢钢结构及木木结构设计计规范》JTJ025866表1.2..15查得得：抗剪强度验算：：综合应力验算：：挠度验算：0..02399÷8=00.002298755<=0..003333满足要求。（2）支撑立柱强度度计算根据《公公路桥涵钢钢结构及木木结构设计计规范》JTJ025866表1.2..15查得得：抗剪强度验算：：综合应力验算：：挠度验算：0..00066÷1.55=0.00004<<=0.0001255满足要求。（3）斜撑强度计算算根据《公路桥涵涵钢结构及及木结构设设计规范》JTJ025866表1.2..15查得得：抗剪强度验算：：综合应力验算：：挠度验算：0..00766÷7.555=0..00000101<<=0.0001255经验算，该结构构满足受力力要求。（4）支座强度计算算1）立柱支座支座受力：M==28.770×1..4=400.18KKN·m，N=40.665×1..4=566.91KKN，V=27.377×1.44=38..32KNN。加劲肋板计算：：2块加劲板与HWW400××400具有4条竖直焊焊缝连接，取取加劲板高高度为2000mm,,高度为20×00.7=114mm。焊缝截面面积：：A=4322.6cmm2,W==33400cm3安全系数：K==160//13.221=122.11满足要求。2）斜撑支座支座受力：M==55.119×1..4=777.2666KN·mm，N=66.665×1..4=933.31KKN，V=26.722×1.44=37..408KKN。加劲肋板计算：：6块加劲板与HWW400××400具有12条竖直焊焊缝连接，取取加劲板高高度为2336.3mmm,高度为20×00.7=114mm。焊缝截面面积：：A=7500.1cmm2,W=33340cmm3安全系数：K==160//24.223=6..6满足要求。