30m架桥机验算计算书

././．设计规范及参考文献（一）重机设计规范（）钢结构设计规范（（三）公路桥涵施工规范（（四）公路桥涵设计规范（（五）石家庄铁道学院《拆（五）石家庄铁道学院《拆0装/式3架0桥0机设计计算书》（六）梁体按30米箱梁10吨0计。二.架桥机设计荷载（一）.垂直荷载梁重1天车重： （含卷扬机）2吊梁天车横梁重： 含纵向走行3主梁、桁架及桥面系均部荷载： 节单边节4向单2边0号支腿总重:=Q5.6t4号承重梁总重：5号承重梁总重：6纵向走行横梁（号车）：7纵向走行横梁（号车）：8梁增重系数取：1.1活载冲击系数取：1.2不均匀系数取：1.1（二）．水平荷载1风.荷载设计取工作状态最大风力，风压为级风的最大风压:q=19k2g/m1非工作计算状态风压，设计为级的最大风压以上数据参照石家庄铁道学院《拆以上数据参照石家庄铁道学院《拆0装/式3架0桥0机设计计算书》运行惯性力：①11三.架桥机倾覆稳定性计算（一）架桥机纵向稳定性计算架桥机纵向稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段，该工况下架桥机的支柱已经翻起，1号天车及2号天车退至架桥机尾部作为配重，计算简图见图1（单位）m:图中（前支柱自重）x（ 8 （导梁后段自重）2x （导梁前段自重）3P=14.6t 承重横梁自重） （2#4P==P14.8t（天车、起重小车自重）56为风荷载，按 级风的最大风压下的横向风荷载，所有迎风面均按实体7计算，=7=1x.12.3x96x6（0.7+0.584+0.245+2.25+0.x12.9=10053kg=10.05t作用在轨面以上 处M=43.x3115+1x4（.282+1）.+514x.287.5+x1抗M=5x.362+45x.1464+10x.50.58=962.3倾架桥机纵向抗倾覆安全系数x 可抗倾（二）架桥机横向倾覆稳定性计算.正常工作状态下稳定性计算架桥机横向倾覆稳定性最不利情况发生在架边梁就位时，最不利位置在号天车位置，检算时可偏于安全的将整个架桥机荷载全部简化到该处，计算简图如图图图2为架桥机自重（不含起重车），作用在两支点中心XX1为导梁承受的风荷载，作用点在支点以上 处，导梁迎风面积按实体面积计，导梁形状系数取1.。6nn①其中：n nA=（1+0）.（513+0）.X562X2.25=3220.1525m风荷载£2X1.=3X119.9X6320.1525=13528kg=13.53为天车导梁承受的风荷载，作用点在支点以上 处，迎风面积按实体3计算，导梁形状系数取1.。6=X21P.3X91.X61X90.X80.4X64=124.4kg=0.1243为架桥机起重小车重量P=7.X25+1X010.1=125t4为架桥机起重小车及梁体所受的风荷载，作用在支点以上 处，P=1.X319.X619X（3X2X2+X230）=3042.432kg=35图所示点为倾覆支点，对点取矩：M=PX3.8X+5P.17X91+.P43X58+.P113TOC\o"1-5"\h\z倾2 3 4 5X XX X •X 3 6抗1架桥机工作条件横向抗倾覆安全系数（X） 可抗倾2.非工作条件下稳定性计算架桥机悬臂前行时自重荷载全部由车体承担，在横向风荷载作用下，其稳定性见图3。与图相比，架桥机在提的梁为倾覆作用时，架桥机有 的横向抗倾系数，而图3中已经没有提梁，故此不用计算而得出结论它的抗倾系数满足要求。结论：架桥机稳定性符合规范要求四.结构分析（一）荷载取值：桁架及桥面系均部荷载 节X 节单边，荷载（X）X 3其余荷载取值见前。纵向走行天车轮距为当天车居于天车横梁跨中时，单片空载轮压集中力为（ ） ，负荷轮压集中力为（ ） ，架边梁时轮压集中力为（重边）： /（轻边） 吊梁小车轮压集中力 （轮距6（二）分析计算根据以上荷载值，按桁架进行分析，计算过程由有限元分析程序 来完成。工况取:（1架）桥机前移，（2）号1天车提梁，（3）号2天车提梁，（4）号1天车至跨中、（5中）梁就位，（6边）梁就位6种工况进行计算，计算得前悬臂端最大挠度,考虑到桁架空多，加的系数，X ,待架孔导梁跨中最大挠度 ，考虑到桁架空多，加 的系数， 1 ,天车横梁跨中最大挠度 导梁结构图见图各杆件在工况1，5，6的杆件内力见附加图

各工况的轴重见图乙/,b4b架边梁时（重边）4『七」匕1#提梁时各工况的轴重见图乙/,b4b架边梁时（重边）4『七」匕1#提梁时2#提梁时1#天车行到跨中时架中梁时3c二43卜图5（单位：-杆件最大内力汇总表名称计算最大内力（）允许内力（）备注上弦杆2222工况1附近下弦杆22 22工况1附近立杆11工况附近斜杆工况附近注：受拉为+，受压为

种工6况各支点最大反力（单边）如下：（单位：吨）支点工况"--工况工况6工况6工况工况666工况6重边6轻边6五.架桥机1号、2号车横梁检算架桥机号、号车横梁设计采用6钢，顶板厚度为 ，底板厚度为，用6X6X 两根工字钢做支撑，截面形式如图6。TOC\o"1-5"\h\z截面特性如下：查工字钢表有 6 6XXX >66X XX >6 6X6计算图示如下图7（单位底）:架桥机在吊边梁对位时由导梁传到横梁的最大压力为P1 P2-二 二一J图

应力计算两导梁中心距悬臂长度 最大集中荷载横梁支点弯矩： X -则翼缘板应力：M93.75*0.292一 一o=一= =6097t/m2=60.97MPa<[o]=210MPaI0.00449腹板最大应力：QS93.75x(12x406x(560+6))x10-9 局部t= = =19851/m2=19.85MPa<[o]=140MPa局部max15 0.00449x2x14.5x10-3压应力vF

TwLz93.75义L35义104=269.39MPa<q]=320vF

TwLz162x2x14.5X24+(12X+换算应力：o=Q2+?2=f60.972+3x19.852=70.0MPa〈1.1[o]=231MPa（1）整体稳定性l/=b11600/253〈.65=45.76故不必0计算其整体稳定性（见《钢结构设计手册》（2）局部稳定性计算翼缘板局部稳定可〉00〈可〉腹板局部稳定：h560—0-=h560—0-= t14.5h .235 ；=38.62<[9]=80,--=80■t\f3345■235=66不需设加劲板。为安全起见，在直接受力处加了厚 的内加劲肋和厚 的外加劲肋，同时，其他位置布置间距为m勺，厚 的内加劲肋。由于焊缝按一级焊缝质量验收，其强度与钢板相同，故在此不检算而其强度认为其强度足够。经计算联结处强度满足要求。六.架桥机0号立柱横梁计算1.设计说明和基本依据架桥机前支柱由支柱横梁和立柱组成，立柱共计4根，在工作状态下，仅考虑外侧2根立柱承受竖向荷载，内侧2根只起横向稳定作用。前支腿最大荷载发生在架桥机吊梁就位时，端构架竖杆内力为 （由电算钢板，顶板和底板厚度为3x分析），此时由导梁传向横梁的荷载为2.立柱横梁承载力检算（1）应力检算支柱横梁采用箱形断面，如图8。设计采用腹板厚。x10)5则导梁支点悬出立柱中心位置X •翼缘应力：60.469义0.230.000664=16025t/m2=209.56MPa<[o]=210MPa 〈可〉腹板剪应力：TmaxQS71.14x(14x380x(230—7))x10-9Tmax0.000664x2x10x10-3=6358.48〃m2=63.58MPa<[o]=140MPa局部压应力vF 71.14x1.35x104TwLz528x2x10(1x220+1x02)+x2=90.95MPa<[o]=320MPa换算应力：o'=Jo2+3T2=<209.562+3x63.582=236.7MPa^1.1。］=230MPa〈可〉焊缝强度与钢板等强，可不必进行计算。3.（1）整体稳定性故可不必进行整体稳定性验算（见《钢结构设计手册》（2）局部稳定性计算翼缘板局部稳定：可00可腹板局部稳定h460—28h460—28—o-= t10二66=43.2<1]=80-,——t \，345故不需设加劲板，为安全起见，在直接受力处加了厚 的内加劲肋和厚的外加劲肋，同时，其他位置布置间距为 m勺，厚的内加劲肋。由于焊缝按一级焊缝质量验收，其强度与钢板相同，故在此不检算而其强度认为其强度足够。经计算联结处强度满足要求。七.1号车横梁及0号柱横梁挠度计算由于横梁刚性较大，可不计自重产生的挠度计算图示如下图1：01.号1.号1车横梁挠度计算：X当12八Pm21 71.93义10+4*12*9.6义(3+2*0.1042) ,「会 义(3+2%)二 二4.11义10-3m6EI 6义8.98义108当 时，可以把点的分解开，’有ifc=f=3273义104*12*9.6义(3+2*0.1042)=1.871义10-3md6义8.98义108„.P1'm21 61.02义104义1*9.6fc= 义(1+入)= 义(1+0.1042)=2.401义10-3m3EI 3义8.98义108P1'ml6EI61.02义104义1*9.66*8.98义108=0.001087radxex x有悬臂挠引起的导梁上口轨距变化最大 计算如下故号车横梁挠度计算：x当八Pm21 44.89x104x0.652x10.3x(3+2x0.0631) x(3+2人)= 6EI 6x1.328x108=7.66x10-3m时，可以把点的分解开，18.63x104x0.652x10.3

6x1.328x108x(3+2x0.0631)3.181x10-3m有悬臂挠引起的导梁上口轨距变化最大 计算如下综上计算，天车咬合总间距为 X可八.15型0分配梁：（1号车处）截面形式如上图1（单位）00J—00

JI.026J—0042工一600截面特性：XXX32*0.016义0.36312+00J—00

JI.026J—0042工一600截面特性：XXX32*0.016义0.36312+2(0，；0"23+0.6*0.02*0.192)=9.92义10一4m4跨中集中荷载最大弯矩：Mpl94.514x1.5—= =35.4432•m支点反力：：弯曲应力：。二M二35."0.2二皿X106「a=71.46MP。<210MP。腹板最大剪应力：QS47.257x104x(0.6x0.02x0.19)T=——= maxIB 9.92X10-4X2X0.016=33.94X106pa局部压应力=33.94MPa<[t]=140MPaVF

TwLz94.514X1.35X104640X2X16=62.30MPa<[o]=320MPa换算应力：o'=K2+3T2=31.462+33.942=92.53MPa<1.1[o]=231MPa 可九.号0柱承载力检算立柱采用① 无缝钢管，壁厚 （内管① 2壁厚）,一侧立柱由两根组成，中间用① O钢管作为连接。若按两根钢管同受力，其截面形式如右图所示，其失稳方向为绕轴失稳（加’为以内钢管为准）。图截面特性：图兀(d2-d2)兀*(0.2192-0.1952图截面特性：图兀(d2-d2)兀*(0.2192-0.1952)=0.0156m2兀(d2-d2)兀义(0.1922-0.1662)-0.0146m2兀(d4-d4)兀义(0.2194-0.1954) 16432-8.39义10-5m4I'-2x

y兀(d4-d4)

1—64兀x(0.1924-0.1664) 5.887x10-5m432回转半r

y回转半回转半r

y回转半r’■5.887x10-5-0.06345m8.39X10-5-0.0733m0.0156按一端固结，一端铰接计算长细比九二ury0.7x3.60.0733长细比九二ury0.7x3.60.0733-34.4<[九]-150长细比九'-u-0.7X3.6-39.71<［九］-150r0.06345y由长细比，可按类构件查表 （《钢结构设计手册》=得应力折减系数分别为① 9①页4），取安全系数N_2x71.14x104

M―0.9538x0.0156-95.6MPa<[o]-210MPa〈可〉应力O'二应力O'二N_2义71.14义104

M―0.94187*0.0146=103.047MPa<[o]=210MPa〈可〉只考虑外侧单根受力，内侧一根作为一种约束，则应力：(图见13)AJ(d2一d12)J*(0.9122一0.1662)二0.0073m24 4兀(d4-d兀(d4-d4)

1—兀义(0.1924—0.1664)6464=2.9435义10-5m4...II回转半...II回转半r=f-y\A2.，9435*①:0.0635m0 0.0073按一端固结，一端铰接计算长细比九=ul=0.7*3.6=39,7<[九]=150r0.0635y(-《钢5结构设计手册》(-《钢5结构设计手册》页4)，取安全系数=得应力折减系数分别为①N 2*7114*104TOC\o"1-5"\h\z应力o=一= . =206.93MPa<[o]=210MPa 可。A 0.9419*0.0073十.起吊系统检算1.起升系统检算起升卷样机，轮 滑车组，① 钢丝绳走 6起升荷载 (实际净吊重为)、血六〃口气缶 1n(1-nn)0.96*(1-0.9616)滑车组效率：n=—• = -0.72En 1-n 16*(1-0.96)所需牵引力：P=—=57.2=4.9651<5t〈可〉nn16*0.72E选用公称抗拉强度为 的钢丝绳，查表得其破段拉应力为 .考虑钢丝间受力不均和内力的存在，按0.折7减。安全系数 XX 〉 〈可〉吊两千斤绳验算选用X丝① 股公称抗拉强度为的钢丝绳，查表得其破段拉应力为，考虑钢丝间受力不均和内力的存在，按折减。安全系数30 〉 .可〉一.架桥机导梁整体稳定性计算导梁的整体稳定性计算可近似为一实体钢梁。导梁在0号支柱、1号腿2号腿处有横向支撑或横向联结，故不必在此处检算导梁纵体稳定.导梁跨中主弦杆截面形式见下图：（单位：）Ix,16560000 …r=」——=,： =100cmxA656万,1640000sr=^—= =50cmyA656八0八0TOC\o"1-5"\h\z查表类构件得：① ①竖向荷载在跨中产生的最大弯矩：yXX XXX •横向风力产生在导梁跨中最大弯矩：按 级风压检算（ ）0WK=KKW=1X0.X41.X01.X219=9.12kg/m计算1原2理34：0~M-+My<[f]=170MPa①xWx①y峙——绕强轴和弱轴作用的最大弯矩

——按受压边缘确定的强轴和弱轴的抵抗矩中一一绕强轴弯曲所确定的整体稳定系数——允许抗压强度值横向风力作用在导梁上引起的跨中弯矩，这里近似按简支梁计算导梁跨中风力弯矩= 1XX •MxMy565.76义104 6*104=107=107.35MPa<[f]=170MPa①x敞 ①y% 0.929义58311.110.786义26240．当架桥机前行时点截面及截面特性同上有：．当架桥机前行时点截面及截面特性同上有：竖向最大弯矩 X竖向最大弯矩 X横向最大弯矩（取级风压）(p (P+X352.6=906.242l=X210-3X9.1X2.4X9MxMy906.24义104 23.30义104=178=178.4MPa<1,05[f]=178.5MPa①x敞 ①ya 0.929义58311.110.786义26240十二.导梁天车走道梁计算考虑导梁上弦杆杰间不能承受轮压集中荷载，故钢枕（工字钢O ）间距取，均置于节点上，钢轨采用 允许弯应力O 钢轨受弯按按简支梁计算，最大轮压为5行走轮压TOC\o"1-5"\h\z1．钢轨X X •OX 2 满足规范要求。2．工字钢行走时：X9 •O X 6X 可1米一根工字钢不能少。3架梁时由于轮压增加，在架梁时轮下工字钢按 米一根放置十三.吊梁天车横梁计算（一）受力计算架桥机天车横梁设计采用 M钢，顶板厚度为，底板厚度为 截面形图15式如图。截面特性如下：XXXxxxX计算图示如下图：架桥机在架梁全过程中弯矩最大为活载在跨中，应力计算横梁支点弯矩： XX -则翼缘板应力：My94一25x104x0.4o=—y= ——=128.06x106Pa=128.06MPa<210MPaI 2.944x10-3腹板最大应力：TmaxQS16.25xTmaxQS16.25x2x104x(0.46x0.016x0.39)2.944x10-3x0.016=19.80x106pa=19.38MPa<[t]=140MPa局部压应力VFVF 16.25x2x1.35x104TwLz― 500x16=54.84MPa<[o]=320MPa换算应力:o=%o2+?2=<128.062+3x19.802=132.57MPa〈1.1[o]=231MPa././4X4X（二）.天车横梁稳定性计算1．横梁整体稳定性计算见图）惯性.力产生的倾覆力矩为行车速度，为自重，为重力加速度取①小车产生的惯性力矩为刹车时间）惯性.力产生的倾覆力矩为行车速度，为自重，为重力加速度取①小车产生的惯性力矩为刹车时间10x10x3x1.85 =0.046252•m惯10x2x60②横梁惯性力矩6.4x6.4x3x1.110x2x60=0.01762•m③混凝土梁体产生的惯性力矩③混凝土梁体产生的惯性力矩88x88x3x3.0510x2x60=0.6712•m惯惯1惯惯1惯2惯3（2风）力.产生的倾覆力矩按级风力计算，=小车风力产生的力矩P=1.X16.3X90.0X129X2M=0.1X16.985=0.31横1梁风力产生的力矩P=1X.16.3X90.0X1193.X迎风面积均按实体计算。././③混凝土纵向风力产生的力矩XXXXX风123=MM+M=2.56575t.m3③混凝土纵向风力产生的力矩XXXXX风123=MM+M=2.56575t.m3梁）倾.体自风重产惯生的抗倾覆力矩小车自重： 横梁自重：混凝土自重： X抗倾覆力矩为（轮间距为 ）则,、X（4抗倾）.覆稳安全系数n=/MM=60.4/2.56〉517.53因此，稳横梁倾整体满足稳定性要求。．横梁单个稳定性计算见图15和16由于工字钢两端有连接，计算长细比时按考虑工字钢两端有连接X 可1#，2横#梁连接处计算讨论最大受力〈.可5〉44米6，外加0.7的5系数以当 时当 时有（偏安全）AA有 假定.构造要求：X920.2=180.可4<200mmX 可X930.2=270.可6<304mm3销.子受弯：（14.5+）3X22+=4017X39<05=450mm可以不考虑销子受弯而认为强度满足要求。4和 的共同作用计算简图见右（图中销子为（P 中心距为 ）:有 则2

Q=AMQ/A2X=61.02/2=30.51t销子的面积S二.2X3.1X2=6361. 21）的作用下：t=T/S=236.61X1/6361.=31.32的作用下：=/S=3X11/6361.= .63合力的作用o=出2+」2=、'371.932+3x47.962=38口函尸a口 〈1.1[o]=550MPa．连接钢板（1）．从上图中（1）．连接钢板（1）．从上图中（1）的位置破坏（架’为内侧的钢板）：S=20X0（14.5+）3X22=186002mmS’=20X040X2=160002mmt=T/S=236.61X104/18600=127.21Mpat’=T/S=2