第十二章 桅桿式起重機(jī)

1、第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì) 桅桿式起重機(jī)種類及特點(diǎn)在本書第二章中已有簡述，本章著重討論金屬格構(gòu)式桅桿起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及其他類型桅桿式起重機(jī)。一、桅桿分類及其特點(diǎn) 桅桿式起重機(jī)是設(shè)備和結(jié)構(gòu)吊裝的主要起重機(jī)械，在國內(nèi)外使用都很普遍，特別是用在擴(kuò)建、改建工程或場地狹窄的設(shè)備吊裝中，是運(yùn)行式起重機(jī)所不能比擬的。目前沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范和定型產(chǎn)品，都是由各施工單位自行設(shè)計(jì)、制造，自己使用。桅桿的種類很多，但一般分類如下。 1按桅桿材料分:有木制桅桿和金屬桅桿。 2按桅桿斷面分:有方形、圓形、三角形的桅桿及其他一些截面形式桅桿。 3按桅桿腹面形式分:有實(shí)腹式桅桿和格構(gòu)式桅桿。 4

2、按桅桿結(jié)構(gòu)形式分:有獨(dú)腳桅桿(可以單桅桿、雙桿或多桿使用)、動(dòng)臂桅桿(包括懸掛吊桿、地靈和腰靈)、人字桅桿(或A字桅桿)、龍門桅桿。 桅桿構(gòu)造簡單，維護(hù)方便，能吊裝高、大、重的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，占地面積小，操作簡單，但豎立和移動(dòng)不便，特別是有構(gòu)筑物障礙的情況下，豎立更為困難。 桅桿屬于工程機(jī)械，在工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編一書里，給桅桿規(guī)定了代號(hào)，即桅桿起重機(jī)QH，Q表示起重機(jī)，H表示桅桿，桅桿的主要參數(shù)是最大起重量，單位為tf。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)二、桅桿的起重性能二、桅桿的起重性能 (一一)實(shí)腹式桅桿實(shí)腹式桅桿 最大起重量Q300kN，由于其起重性能不能滿足大件設(shè)備安

3、裝的吊裝就位，故在以后的章節(jié)中就不敘述了。 (二)格構(gòu)式桅桿 格構(gòu)式桅桿是由許多根角鋼焊接而成，對(duì)于單桅桿來講，其起重量最高可達(dá)10000kN。 1格構(gòu)式單桅桿(見圖l21) 起重量501400kN的格構(gòu)式桅桿，自身高度大于30m，其工作性能見表l21。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)二、桅桿的起重性能二、桅桿的起重性能 (二)格構(gòu)式桅桿 2格構(gòu)式回轉(zhuǎn)桅桿(見圖l22) 起重量100400kN的格構(gòu)式回轉(zhuǎn)桅桿工作性能見表l22。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)二、桅桿的起重性能二、桅桿的起重性能 (二)格構(gòu)式桅桿 3格構(gòu)式人字桅桿 起重量30

4、0kN 30m格構(gòu)式人字桅桿結(jié)構(gòu)如圖123所示。4組合桅桿 采用雙桅桿、多桅桿、門式桅桿吊裝。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 格構(gòu)式桅桿的結(jié)構(gòu)格構(gòu)式桅桿的結(jié)構(gòu)一、桅桿的頭部結(jié)構(gòu)一、桅桿的頭部結(jié)構(gòu) 桅棄的頭部結(jié)構(gòu)有各種不同的形式，但歸納起來不外乎定頭拉盤和回轉(zhuǎn)拉盤兩種結(jié)構(gòu)，定頭拉盤用于大起重量桅桿，回轉(zhuǎn)拉盤于用中、小起重量的桅桿。 拉盤是系掛纜風(fēng)繩(拖拉繩)的，纜風(fēng)繩根數(shù)不得少于5根，也不得多于12根，一般是8根。 定頭拉盤。就是拉盤與起重機(jī)成為一體的(見圖l24)。 第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)一、桅桿的頭部結(jié)構(gòu)一、桅桿的頭

5、部結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)拉盤。拉盤與起重機(jī)通過軸承來連接，其構(gòu)造如圖125圖l28所示。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)一、桅桿的頭部結(jié)構(gòu)一、桅桿的頭部結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)拉盤。拉盤與起重機(jī)通過軸承來連接，其構(gòu)造如圖125圖l28所示。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)二、桅桿的底部結(jié)構(gòu) 桅桿的底部結(jié)構(gòu)有無鉸軸底座、有鉸軸底座以及球鉸等。無鉸軸底座(見圖l29)結(jié)構(gòu)簡單，直立使用較好，傾斜使用或用旋轉(zhuǎn)法豎立時(shí)局部承壓太大。有鉸軸底座(見圖1210)雖然傾斜使用和旋轉(zhuǎn)豎立方便，但側(cè)向擺動(dòng)受限制。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)二、桅桿的底部結(jié)

6、構(gòu) 球鉸不受方向限制且能轉(zhuǎn)動(dòng)，但豎立時(shí)要采取措施，否則球鉸不易對(duì)中(見圖l211)?；剞D(zhuǎn)懸臂桅桿式起重機(jī)底座結(jié)構(gòu)如圖l212所示。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)三、格構(gòu)式桅桿腹桿形式 有水平桿和無水平桿，有水平桿又有很多形式(見圖l213)，目前多采用圖1213(b)、(c)所示兩種形式。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)四、桅桿節(jié)段連接方式 桅桿中部可分成長度相等和不等的幾節(jié)，分節(jié)的數(shù)目應(yīng)便于制造和運(yùn)輸，便于拼裝成長度不等的桅桿滿足不同高度的吊裝需要，桅桿中部通常為正方形截面，底部、頭部通常做成截面為正四棱錐體(一頭截面大，一頭截面小)，節(jié)

7、間連接方式分插入式和法蘭式(見圖1214)，每節(jié)兩端栓孔完全一致(孔的大小、數(shù)量、間距完全一致，一般用特制的套模進(jìn)行鉆孔)，便于現(xiàn)場拼裝。第一節(jié)第一節(jié) 桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)桅桿起重機(jī)的種類和性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算 桿件的金屬結(jié)構(gòu)都由單獨(dú)的基本桿件(元件)，按照一定的結(jié)構(gòu)圖式用鉚接或焊接的方式組裝成整體結(jié)構(gòu)，用來承受外載荷的。如此，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。 整體金屬結(jié)構(gòu)都是由單個(gè)桿件組成的，而這些桿件按其受力性質(zhì)可分為以下幾種類型：軸向受力桿件軸向受力桿件(包括受壓一彎和受拉一彎的桿包括受壓一彎和受拉一彎的桿件件)、橫向受彎桿件、橫向受彎桿件等。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按不

8、同類型的桿件分別進(jìn)行計(jì)算，然后再設(shè)計(jì)桿件之間的連接，根據(jù)要求還對(duì)整體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算強(qiáng)度或穩(wěn)定性。第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算一、實(shí)腹式桿件的計(jì)算 (一)軸向受壓桿件計(jì)算 1強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算2剛度計(jì)算一、實(shí)腹式桿件的計(jì)算 (一)軸向受壓桿件計(jì)算 3穩(wěn)定性計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算一、實(shí)腹式桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓桿件計(jì)算 1強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算2穩(wěn)定性計(jì)算 偏心壓桿穩(wěn)定性計(jì)算公式有兩種，一種是理論式，另一種是經(jīng)驗(yàn)式(即雅辛斯基公式)，下面只介紹經(jīng)驗(yàn)式，即 二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (一)中心受壓組合桿件計(jì)算 1強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算2

9、剛度計(jì)算3穩(wěn)定性計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算1強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算2穩(wěn)定性計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算3偏心受壓組合桿件的穩(wěn)定系數(shù)的確定 (1)組合桿件折算長細(xì)比的確定組合桿件折算長細(xì)比公式見表126。第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算3偏心受壓組合桿件的穩(wěn)定系數(shù)的確定 (2)長細(xì)比A的確定長細(xì)比A的公式為 (3)長度換算系數(shù)2的確定可由表l27選用。 (4)整個(gè)桿件的最小回轉(zhuǎn)半徑的確定最小回轉(zhuǎn)半徑為第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合

10、桿件計(jì)算3偏心受壓組合桿件的穩(wěn)定系數(shù)的確定 (5)慣性矩J1和J2的確定慣性矩為 第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算4所有桿件毛截面對(duì)x-x軸或YY軸的抗彎截面模量wm的確定第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算5組合桿件的連接的計(jì)算 桅桿中所用到的連接件，通常是連綴桿，在這里只就連綴桿進(jìn)行校核計(jì)算(見圖l215)。 中國現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)規(guī)范，計(jì)算格構(gòu)式桿件的連綴件，選取以下等效剪力值，其值沿桿件的全長不變。 Q235 Qjd=200Fm。 Q345(16Mn) Qjd=400Fm。 第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿

11、件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算5組合桿件的連接的計(jì)算 (1)連綴桿的內(nèi)力計(jì)算橫綴桿與斜綴桿通常采用相同的截面形狀，但橫綴桿的內(nèi)力和長度一般均比斜綴桿的要小，因此對(duì)橫綴桿可不做驗(yàn)算，下面只求圖l215中斜綴桿的內(nèi)力，即 式中Qj=作用于組合件截面上的總剪力，取等效剪力和實(shí)際剪力中的較大者； A=斜綴桿與橫綴桿的夾角，通常取a=3555。第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算5組合桿件的連接的計(jì)算(2)斜綴桿的驗(yàn)算 驗(yàn)算公式如下。強(qiáng)度 剛度 穩(wěn)定性 第三節(jié)第三節(jié) 桿件計(jì)算桿件計(jì)算二、格構(gòu)式組合桿件的計(jì)算 (二)偏心受壓組合桿件計(jì)算