140t-40m通用架橋機方案設計書計算書

1、封面作者： PanHongliang僅供個人學習JQ140t-40m 型（ 三角鋼結構 ）通用架橋機設計計算書設計計算過程簡要說明 : 由于架橋機工作狀態(tài)時，存在兩 種危險截面的情況：I種為移跨時存在的危險截面；H種為運 梁、喂梁、落梁時存在危險截面，故此須分別對其進行驗算 和受力分析。一、主體結構驗算參數取值1、三角主梁自重（包括軌道） ：t/m （單邊主梁）2、平車： t/ 臺3 、卷揚機： t/ 臺4、驗算載荷（40m梯梁）：140t5、起重安全系數： 1.05運行沖擊系數： 1.15結構傾覆穩(wěn)定安全系數：1.56、基本假定主梁現場拼裝時重心最大偏差： e=0.1m架橋機縱向移動時吊裝T

2、梁鋼絲繩傾角：B = 2 二、總體布置說明：1 、導梁中心距： 6.2m2、導梁全長： 72m ，前支點至中支點的距離為 43m ；3、架橋機導梁斷面：3.02m x 1.35m，總寬6.9m ;4、吊裝系統(tǒng)采用： 2臺天車（含卷揚機、滑輪組 ），2 臺橫梁縱移平車；5、行走系統(tǒng)采用：前部、中部四臺平車帶動導梁橫移。三、結構驗算1 、 施工工況分析：工況一：架橋機完成拼裝或一孔 T 梁吊裝后， 前移至前支點位置 時，懸臂最長，處于最不利情況，需驗算 算主要內容：、抗傾覆穩(wěn)定性驗算；、支撐反力的驗算；、桁架內力驗算；、懸臂撓度驗算；工況二、架橋機吊梁時，前部天車位于跨中時的驗算，驗算內 容：天車

3、橫梁驗算；支點反力的驗算； 桁架內力驗算；工況三、架橋機吊邊梁就位時的驗算前支腿強度及穩(wěn)定性驗算前、中部橫梁強度驗算2 、 基本驗算2 1 工況一、架橋機拼裝完或吊裝完一孔 T 梁后，前移至懸臂最大時為最不利狀態(tài)，驗算內容：抗傾覆穩(wěn)定性的驗算；懸臂時剛度的驗算支點反力的驗算主桁內力的計算2. 2 . 1施工中的荷載情況主桁梁重：qi=11kN/m（兩邊導梁自重，含鋼軌）天車橫梁總成（包括天車橫梁、橫梁支腿、天車、橫梁縱移平車等）自重（單套天車橫梁總成）P2=12t前部平車總成：Pi =7.5t（含單幅橫軌）尾部平車總成：Qi=1.5t（5）尾部連接架:Q2=1t（6）前部連接架：Q3=1t（7

4、）前部臨時支撐:Q4=1.5t2. 2 . 3施工驗算抗傾覆穩(wěn)定性的驗算（見計算模式圖）G 配+Q1+Q2P2F3q=11Q3+Q4linn,29m43m/ 1.5滿足規(guī)范要求.抗傾覆安全系數 K=M2/M仁22188/13394.5=1.53支點反力的計算（采用計算模式圖示）當架橋機導梁最前端前部平車總成與蓋梁垂直時，懸臂最長,中支點受力最大 這里按連續(xù)梁計算各支點反力,具體結果如下：RA=308.75kNRb=250+2 X 120+75+11 X 72+10-308.75=1058.25kN主桁內力驗算a、主桁彎距驗算中支點處斷面所受彎矩最大：三角桁架截面如圖所示 其抗彎截面模量w2 X

5、 41,25b +4I a 板 1 +Ia 板 2+(4Ai25b+4 x 25.6 X 1+3 X 7) X( H/2 )2/(H/2 )=99729.8cm其慣性矩 h=W1 X( H/2 ) =13463524.7cm其中 H=2.7m , Ii25b=5280cm 4, Ab =53.541cm薩M1/W 1=134.3Mpa v o=157Mpa，即三角桁架抗彎強度滿足施工要求。P2P2=120kNq1 =11kN/mP1=85kNb、銷子抗剪驗算銷子 1 所受剪力為 Q1=13394.5/4 X 2.7=1240.23KNq=Q1/A=1240.23/nR2=195 Mpa v o

6、=300Mpa，銷子材料為 40Cr (淬火）銷子 2 所受剪力為 Q2=13394.5/8 X 2.7=620.165KN=Q2/A=620.165/nR2=186.9 Mpa v Q=300Mpa，銷子材料為 40Cr(淬火)所以滿足施工要求。c、桁架各桿件的內力驗算：中部支座反力 RB =1090.25KN, 根據節(jié)點法求得： 單片桁架斜腹桿最大內力 為F1=1058.25/4X sin77.5 X sin73.8 =209.72KN ，由于斜腹桿為短壓桿 ,無需驗算其穩(wěn)定性 ,只需驗算其拉壓應力：oj = F1/2 A 12 =102.16Mpa v o=157Mpa ,中部特制雙主梁

7、單片桁架其上下弦桿受力為F2= M 1/2H=248.046t,截面為兩根125b工字鋼加貼510鋼板，其面積A=173.208cm 2(5= F2/2 A=143.2Mpav q=157Mpa，滿足施工要求。(4)懸臂撓度驗算 : 懸臂端在架橋機前移最大時撓度最大，撓度等于彈性及非彈性撓度之和。a:彈性撓度計算fmax=f1+f2 f1=-P 丄3/(3EI 1)=-75kN X 433m3/(3EI J。f2=-q 1l4/(8EI 1)=-11KN/m X 434m4/8EI 1得 fmax=-75kN X433m3/(3EI 1) - 11kN/m X 434m4/8EI 1=-75k

8、N X 433m3/(3 X 206 X 109N/m 2 X 13463524.7m4X 10-8)-11KN/m X434m4/(8X206X109N/m 2 X 13463524.7m 4X10-8)=-0.241mb :非彈性撓度計算銷子與銷孔理論間隙為 0.5mm ，考慮到材料使用時間較長，以及桁架的變 形，實際取 1mm 來計算非彈性撓度。F 非=0.1N（N+1）=2cm（N=4 ）即懸臂撓度：f=f非+f彈=24.1+2=26.1cm懸臂端翹起高度取 0.35M 為一合理值，能夠滿足架橋機的前移就位。2 2 工況二 架橋機吊裝梁段前移，前天車至跨中時為又一不利狀態(tài)，驗算內容：

9、天車橫梁受力驗算支點反力驗算主桁內力驗算221 施工中的荷載情況主桁梁重： q1=11kN/m （三角桁架、鋼軌）天車橫梁總成（包括天車橫梁、橫梁支腿、天車、橫梁縱移平車等）自 重（單套天車橫梁總成）P2=12t（其中天車總成 P3=5t ）T梁重：P4=140t2 2 2 施工中荷載組合分析 此工況中風荷載對結構本身作用不大，所以這里不考慮風荷載的影響。 223 施工驗算天車橫梁受力驗算（見計算模式圖）當荷載作用于橫梁跨中時，彎矩最大；荷載 p=P4/4+P 3/2=140/4+5/2=37.5t橫梁及軌道自重q=0.24t/m ，貝UM 橫梁=PX 1.35 + q X 62/8=51.7

10、t m橫梁由箱型梁焊接而成，其組合截面抗彎模量W=(0.38 X 0.5 3-0.36 X 0.468 3)/6 X 0.5=3.533 X 10-3m3，則橫梁截面應力3=51.7/3.533=146.3Mpa 157 Mpa故，橫梁滿足施工要求。支點反力的計算當架橋機吊裝梁段前移，前天車至跨中時為又一不利狀態(tài)，中支點受力最大，由于此時支座A,B前端又多了一個支座C,變成了一次靜不定結構,如果米用力 學平衡無法求解，因此用變形疊加求解72mL2=43mL1 =24.5ma1=7.5mP=77tA RA17m B RRa=1/L 1PL12-(PL13+PL23)/8(L 1+L2)Rb=(P

11、L1+PL2)-(Ra+Rc)Rc=1/L 2P1L22/2-PL 13+PL23/8(L 1+L2)求得：RB=152.1t ，Rc=34.3t，Ra=46&其最大彎矩 Mmax=q1L13+q1L23/8(L 1+L2)+Pa/L 1 ( Lj-a/ ) + Pa2/L 2(L22-a 22) /2 (L1+L2) =960t mo=Mmax/W i=96.26Mpa v o=140Mpa，即三角桁架抗彎強度滿足施工要求d、 銷子抗剪驗算銷子1所受剪力為Q仁9600/4 X 2.7=888.89KNoi=Q1/A=888.89/nR2=139.7 Mpa v q|=300Mpa，銷子材料為

12、 40Cr （淬火）銷子 2 所受剪力為 Q2=9600/8 X 2.7=444.44KN（?=Q2/A=444.44/nR2=134Mpa v o=300Mpa，銷子材料為 40Cr （淬火）所以滿足施工要求。e、桁架各桿件的內力驗算：中部支座反力 RB =1521KN, 根據節(jié)點法求得：單片桁架斜腹桿最大內力為F1=1521/4 Xsin77.5 X sin73.8 =405.6KN ，由于斜腹桿為短壓桿 ,無需驗算其穩(wěn)定性 ,只需驗算其拉壓應力：o = F i/2 A 12 =127Mpa v o=157Mpa中部特制單片桁架其上下弦桿受力為 F2= M 1/2H=1777.78t,截面

13、為兩根125b工字鋼加貼S10鋼板，其面積A=173.208cm 2c= F2/2 A=102.64Mpav o=157Mpa，滿足施工要求。工況三：架橋機吊邊梁就位時的驗算，此時 A支點零空，驗算內容：前支腿強度及穩(wěn)定性驗算，前、中部橫梁強度驗算，當前天車主梁至前部平車總成1.5m 處時，前部橫梁、支腿受力為最大。求支反力 RC: 取支座B點為研究對象，由力矩平衡：RC X 43+ Q 1X 24.5+ q X 29 2/2=P X 41.5+ P X 3.5+ q X 432/2 求得 Rc=85.46t , RB=149.24t中部支座反力Rb =1492.4KN,根據節(jié)點法求得：單片桁

14、架斜腹桿最大內力 為F1=1492.4/4 X sin77.5 X sin73.8 =398KN，由于斜腹桿為短壓桿，無需驗算其穩(wěn)定性，只需驗算其拉壓應力：6 = F 1/2 A 12 =124.67Mpa v o=157Mpa ,由于此時最大彎矩比前兩種工況小的多，所以無須驗算其上下弦桿的拉壓應力b、前支腿受壓穩(wěn)定性及前、中部橫梁強度驗算架設邊梁就位時，天車橫移至單邊如下圖所示：求得 Rd =28t , RF=8.5t加上橫梁立柱和縱移平車的重量得Rd1 =58t , RF1=19t中部橫梁強度驗算：如圖所示（中部橫梁重量可忽略不計）RfiRdi 6.2m7 R7R664.4mP6 + 卩7

15、= R B , P6 - P 7= R D1 - R F1，求得：卩6 = 94.12t ,卩7= 55.12t所以中部橫梁懸臂彎矩為 M6= P6 X L=94.12 X 0.9=847.08KN.m中部橫梁的抗彎截面模量為:W6= (BH3-bh 3) /6H=8.462 X 10-3m3其中 B=650mm ， H=600mm ， b=626mm ，h=560mm ；薩M 6/W 6=100.1Mpa v q=157Mpa，所以中部橫梁滿足設計要求。前部橫梁強度驗算：如圖所示（前部支腿重量可忽略不計）Rdi2mRfi9 R9R34.4mP8 + P9= Rc , P8- P9= R di

16、 - R fi，求得：Ps = 62.23t , P9= 23.23t（前部橫梁重量可忽略不計）所以前部橫梁懸臂彎矩為 M8= P8 X L=62.23 X 0.9=560.07KN.m前部橫梁的抗彎截面模量為:W8= (BH3-bh 3) /6H=5.41 X 10-3m3其中 B=550mm , H=550mm , b=530mm , h=518mm ;薩M 8/W 8=103.52Mpa v o=157Mpa，所以前部橫梁滿足設計要求前支腿強度及穩(wěn)定性驗算：單根前支腿截面積A=111.1cm 2,則正應力：S= P8/A=62.23 X 104/111.1 X 10-4=56 Mpa q

17、|=157Mpa以上是按截面受正應力強度條件來驗算，下面按壓桿受壓穩(wěn)定條件來驗算截面慣性矩l=27136.82cm 4,支腿高度L=2M，按兩邊鉸支考慮i= (I/A ) -1/2 = (27136.82/111.1) -1/2 =15.63cmQ200 X 1/15.63=12.8 ，查穩(wěn)定系數 =0.981 ,P 外界=加 6A=0.981 X 157 X 106 X 111.1 X 10-4=171.1t62.23t，所以 前支腿能滿足施工要求。版權申明本文部分內容，包括文字、圖片、以及設計等在網上搜集整理。版權為潘宏亮個人所有This articlein eludes somepart

18、s, in cludi ngtext, pictures,and desig n. Copyright is Pan Hon glia ngs pers onal own ership.用戶可將本文的內容或服務用于個人學習、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應遵守著作權法及其他相關法律 的規(guī)定，不得侵犯本網站及相關權利人的合法權利。除此以外，將本 文任何內容或服務用于其他用途時，須征得本人及相關權利人的書面 許可，并支付報酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimat