架橋機(jī)計算書(共41頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上SN200T/50m型橋機(jī)復(fù)核計算書專心-專注-專業(yè)目 錄1工程概述架橋機(jī)主要由主梁、前支腿、中支腿、后支腿、中拖輪、起重天車、卷揚(yáng)機(jī)等組成。2 架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計單位提出的架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：(1) 架橋跨徑：50m(2) 額定起吊重量：2×100t(3) 適宜縱坡：±3(4) 吊鉤提升速度：0.75m/min(5) 提升小車運行速度：1.38 m/min(6) 邊梁架設(shè)速度：1.38 m/min(7) 橋機(jī)過孔速度：1.38m/min(8) 橋機(jī)橫移速度：1.38m/min(9) 整機(jī)功率：51kw(10) 自重：100t3 材料特性及

2、計算依據(jù)3.1 材料性質(zhì)3.1.1 材料特性鋼的材料特性：彈性模量E=2.1×105 MPa泊松比：0.3密 度：7850 kg/m33. 2 主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)如表1。表1 主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)部件主梁前、中、后支腿中拖輪軌道材質(zhì)Q235BQ235BQ235BQ3453.1.2 容許應(yīng)力Q235B：170 MPa =100 MPa承壓應(yīng)力：240MPaQ345：257 MPa =150 MPa承壓應(yīng)力：360MPa40Cr： d>100 mm 350 MPa =205 MPad<100 mm 385 MPa =220 MPa3.3 設(shè)計依據(jù)l SN200t/50m型橋機(jī)施

3、工圖l 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)l 起重機(jī)設(shè)計規(guī)范(GB3811-83)l 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GBJ5025-2001)l 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)l 鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程(JGJ82-91)l 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)4 結(jié)構(gòu)計算4.1計算載荷架橋機(jī)主體結(jié)構(gòu)計算主要包含的載荷有：砼載荷、結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）、風(fēng)載荷、天車載荷。4.1.1砼荷載本架橋機(jī)所架設(shè)的梁型為T型梁，箱梁長度分30m和45m兩種類型。本復(fù)核報告中所有工作工況均是按照起吊45mT梁考慮，梁段最大重量按照165噸計算。

4、4.1.2風(fēng)載荷設(shè)計規(guī)定：縱移工作風(fēng)速與吊梁工作風(fēng)速均不大于風(fēng)速13.6m/s。經(jīng)用戶同意，非工作狀態(tài)在此不進(jìn)行計算。架梁時允許最大風(fēng)速為13.6m/s，架橋機(jī)架梁時主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷計算如下。風(fēng)載荷的計算公式：其中：C風(fēng)力系數(shù)，用以考慮受風(fēng)結(jié)構(gòu)物體型、尺寸等因素對風(fēng)壓的影響；Kh風(fēng)力高度變化系數(shù)；取Kh=1q計算風(fēng)壓（N/m2）；q=0.613v2=114N/m2A起重物品垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積（m2）；架橋機(jī)主體結(jié)構(gòu)為桁架結(jié)構(gòu)，取風(fēng)力系數(shù)為1.6當(dāng)風(fēng)垂直縱移方向吹時對三角形桁架導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)，取結(jié)構(gòu)充實率為0.4，單根導(dǎo)梁迎風(fēng)面積：A 1=1.25×2.55×84×0.

5、4=102m2由于兩片桁架之間的距離為5.5米，擋風(fēng)折減系數(shù)為0.5，第二片桁架迎風(fēng)面積：A 2=1.25×2.55×84×0.4×0.5=51m2總的迎風(fēng)面積為：A1+A2+ =153m2PW1=CKhqA=1.6×1×114×153=28kN當(dāng)風(fēng)沿著縱移方向吹時迎風(fēng)面積為：A 3=2.55×2×2=10.2m2風(fēng)載荷為：PW2=CKhqA=1.6×1×114×10.2=1.9kN4.1.3天車自重載荷單臺天車自重15.5t（含卷揚(yáng)機(jī)及鋼絲繩），本架橋機(jī)中含有兩套天車。4.

6、2 計算工況根據(jù)設(shè)計單位提供的架橋機(jī)的工作主要步驟，整理如下計算工況，見表2。表2計算工況序號工況1架梁架設(shè)45m跨中部箱梁時，前天車與T梁首次連接并承力。2架設(shè)45m跨中部箱梁時，前天車運行到前、中支腿跨中位置。3架設(shè)45m跨中部箱梁時，后天車與T梁連接，兩天車同時承力。4架設(shè)45m跨中部箱梁時，前、后天車運行到T梁安裝位置。5架設(shè)45m邊跨箱梁時，前天車與T梁首次連接并承力。6架設(shè)45m邊跨箱梁時，前天車運行到前、中支腿跨中位置。7架設(shè)45m邊跨箱梁時，后天車與T梁連接，兩天車同時承力。8架設(shè)45m邊跨箱梁時，前、后天車運行到T梁安裝位置。9過孔中拖輪安裝完成，中拖輪與前支腿處油缸共同作用

7、頂起主梁，開始利用前天車吊起中支腿準(zhǔn)備前移。10中拖輪安裝完成，中拖輪與前支腿處油缸共同作用頂起主梁，前天車吊起中支腿前移至中拖輪與前支腿跨中位置。11前支腿到達(dá)支墩位置未支撐好，天車位于后中支腿處，架橋機(jī)前端最大懸臂。4.3 計算模型及結(jié)果架橋機(jī)通過ANSYS電算進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，建模時采用長度單位：mm，載荷單位：N。4.4計算結(jié)果4.4.1 工況1計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況1時，架橋機(jī)的計算模型如圖1：圖1 架

8、橋機(jī)計算模型工況1時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖2：圖2 工況1合成應(yīng)力（單位MPa）工況1時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖3：圖3工況1豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：190.1kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：573.4kN(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：129.3kN(單點(共兩點)4.4.2 工況2計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況2時，架橋機(jī)的計算模型如圖4：圖4 工況2架橋機(jī)計算模型工況2時，

9、架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖5：圖5 工況2合成應(yīng)力（單位MPa）工況2時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖6：圖6工況2豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：407.1kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：484.4kN(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：52.1kN(單點(共兩點)4.4.3 工況3計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況3時，架橋機(jī)的計算模型如圖7：圖7 工況3架橋機(jī)計算模型工況3時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖

10、8：圖8 工況3合成應(yīng)力（單位MPa）工況3時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖9：圖9工況3豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：575.9kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：637.8kN(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：124.3kN(單點(共兩點)4.4.4 工況4計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況4時，架橋機(jī)的計算模型如圖10：圖10 工況4架橋機(jī)計算模型工況4時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖11：圖11 工況

11、4合成應(yīng)力（單位MPa）工況4時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖12：圖12工況4豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：725.4kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：583.9kN(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：129.3kN(單點(共兩點)4.4.5 工況5計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況5時，架橋機(jī)的計算模型如圖13：圖13 工況5架橋機(jī)計算模型工況5時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖14：圖14 工況5合成應(yīng)力

12、（單位MPa）工況5時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖15：圖15工況5豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：200kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：765kN（374kN）(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：139kN(單點(共兩點)4.4.6 工況6計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況6時，架橋機(jī)的計算模型如圖16：圖16 工況4架橋機(jī)計算模型工況6時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖17：圖17 工況6合成應(yīng)力（單位M

13、Pa）工況6時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖18：圖18工況6豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：581kN（251kN）(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：664kN（399kN）(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：103kN（12.2kN）(單點(共兩點)4.4.7 工況7計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況7時，架橋機(jī)的計算模型如圖19：圖19 工況7架橋機(jī)計算模型工況7時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖20：圖20

14、工況7合成應(yīng)力（單位MPa）工況7時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖21：圖21工況7豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：868kN（284kN）(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：859kN（326kN）(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：133kN（115kN）(單點(共兩點)4.4.8 工況8計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）； 45mT梁段自重：165t；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；偏載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向箱梁。工況8時，架橋機(jī)的計算模型如圖22：圖22 工況8架橋機(jī)計算模型工況8時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)

15、力如圖23：圖23 工況8合成應(yīng)力（單位MPa）工況8時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖24：圖24工況8豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：1116kN（334kN）(單點(共兩點)架橋機(jī)中支腿處：769kN（312kN）(單點(共四點)架橋機(jī)后支腿處：102kN（64kN）(單點(共兩點)4.4.9 工況9計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向架橋機(jī)。工況9時，架橋機(jī)的計算模型如圖25：圖25 工況9架橋機(jī)計算模型工況9時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖26：圖26 工況9

16、合成應(yīng)力（單位MPa）工況9時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖27：圖27工況9豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：366.6kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中拖輪處：378.3kN(單點(共四點)4.4.10 工況10計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向架橋機(jī)。工況10時，架橋機(jī)的計算模型如圖28：圖28 工況10架橋機(jī)計算模型工況10時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖29：圖29 工況10合成應(yīng)力（單位MPa）架橋機(jī)吊裝時，豎直方向的變形如圖30：圖30工況10豎直方向變形（單

17、位mm）約束反力：架橋機(jī)前支腿處：409.7kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中拖輪處：359.1kN(單點(共四點)4.4.11 工況11計算計算時，結(jié)構(gòu)自重160t（計算模型自動計入）；提升小車自重：2×15.5t；動載系數(shù)：1.1；風(fēng)載荷：風(fēng)速13.8m/s，風(fēng)向垂直向下吹向架橋機(jī)。工況11時，架橋機(jī)的計算模型如圖31：圖19 架橋機(jī)模型工況11時，架橋機(jī)的計算合成應(yīng)力如圖32：圖32 工況11合成應(yīng)力（單位MPa）工況11時，架橋機(jī)的豎直方向的變形如圖33：圖33工況11豎直方向變形（單位mm）約束反力：架橋機(jī)中支腿處：521.7kN(單點(共兩點)架橋機(jī)中拖輪處：-123.8kN(

18、單點(共四點)4.4.12計算結(jié)果匯總通過有限元計算，主體結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力219.6MPa，最大垂直方向變形-647.4mm，詳細(xì)結(jié)果如下表所示：表3 計算結(jié)果匯總表工 況結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力（MPa）垂直方向變形（mm）前支腿反力（kN）中支腿/中拖輪反力（kN）后支腿反力（kN）1135.9-20.8190.1（單點，共兩點）573.4（單點，共四點）129.3（單點，共兩點）2137.9-84.4407.1（單點，共兩點）484.4（單點，共四點）52.1（單點，共兩點）3160.2-52.1575.9（單點，共兩點）637.8（單點，共四點）124.3（單點，共兩點）4160.6-38.3725.

19、4（單點，共兩點）583.9（單點，共四點）129.3（單點，共兩點）5108.5-21.4200（單點，共兩點）765(374)（單點，共四點）139（單點，共兩點）6211.2-169581(251)（單點，共兩點）664(399)（單點，共四點）103（單點，共兩點）7192.2-91.9868(284)（單點，共兩點）859(326)（單點，共四點）133(115)（單點，共兩點）8236.9-481116(334)（單點，共兩點）769(312)（單點，共四點）102(64)（單點，共兩點）9124.3-187.5366.6（單點，共兩點）378.3（拖輪單點，共四點）/10150.

20、4-207.1409.7（單點，共兩點）359.1（拖輪單點，共四點）/11219.6-647.4521.7（單點，共兩點）123.8（拖輪單點，共四點）/4.5 鉸接計算4.5.1 主梁上下弦桿連接銷軸計算 圖22 上、下弦桿銷軸布置圖根據(jù)計算結(jié)果可知，在工況7時，上下弦桿受力最不利。通過電算模型提取上下弦桿的軸力，如圖23所示：圖23上下弦桿軸力（單位N）由圖23可知，單根上弦桿所受軸力F上=4170kN單根下弦桿所受軸力F下=2090kNa）上弦桿銷軸校核單個接縫位置共有5根銷軸，銷軸直徑大小為30mm?？紤]其中5根共同承受上弦桿軸力，即：每根銷軸所需承受的軸力大小為834kN。單根銷軸

21、受力簡圖如下（W1=W2=8690N.mm）：圖24 撐桿銷軸受力簡圖圖25 撐桿銷軸剪力圖圖26 撐桿銷軸彎矩圖銷軸剪力，彎矩（1）銷軸所受最大剪力式中：剪力；銷軸直徑。（2）銷軸所收最大彎矩（3）綜合應(yīng)力b）下弦桿銷軸校核單個接縫位置共有5根銷軸，銷軸直徑大小為30mm?？紤]其中5根共同承受上弦桿軸力，即：每根銷軸所需承受的軸力大小為418kN。單根銷軸受力簡圖如下（W1=W2=6335N.mm）：圖27 撐桿銷軸受力簡圖圖28 撐桿銷軸剪力圖圖29 撐桿銷軸彎矩圖銷軸剪力，彎矩（1）銷軸所受最大剪力式中：剪力；銷軸直徑。（2）銷軸所收最大彎矩（3）綜合應(yīng)力4.5.2 前支腿伸縮筒銷軸計算

22、圖30 前支腿伸縮筒前支腿位置共有2根銷軸，銷軸直徑大小為80mm。根據(jù)工況8的計算結(jié)果可知，每根銷軸所需承受的軸力大小為1116kN。單根銷軸受力簡圖如下（W1=W2=25365N.mm）：圖31 撐桿銷軸受力簡圖圖32 撐桿銷軸剪力圖圖33 撐桿銷軸彎矩圖銷軸剪力，彎矩（1）銷軸所受最大剪力式中：剪力；銷軸直徑。（2）銷軸所收最大彎矩（3）綜合應(yīng)力4.5.3 主梁上下弦桿連接耳板計算4.5.3.1上弦桿耳板計算（1）耳板孔壁承壓計算耳板所受最大剪力式中：孔壁的承壓總厚度。（2）耳孔拉板的強(qiáng)度計算式中：耳環(huán)截面積；耳環(huán)截面重心處曲率半徑。即：上弦桿耳板強(qiáng)度滿足要求4.5.3.2下弦桿耳板計算

23、（1）耳板孔壁承壓計算耳板所受最大剪力式中：孔壁的承壓總厚度。（2）耳孔拉板的強(qiáng)度計算式中：耳環(huán)截面積；耳環(huán)截面重心處曲率半徑。即：下弦桿耳板強(qiáng)度滿足要求4.5.3 前支腿伸縮筒連接耳板計算（1）耳板孔壁承壓計算耳板所受最大剪力式中：孔壁的承壓總厚度。（2）耳孔拉板的強(qiáng)度計算式中：耳環(huán)截面積；耳環(huán)截面重心處曲率半徑。即：前支腿伸縮筒連接耳板強(qiáng)度滿足要求。4.6 螺栓連接計算 螺栓組連接采用M24高強(qiáng)度螺栓，螺栓連接類型為摩擦型連接，單個螺栓承載力設(shè)計值如下：單個高強(qiáng)度螺栓受拉承載力設(shè)計值：單個高強(qiáng)度螺栓受剪承載力設(shè)計值：式中： 高強(qiáng)度螺栓軸向外拉力，其值不大于0.8P； k系數(shù)，對普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，k=0.9； 傳力摩擦面數(shù)； 摩擦面抗滑移系數(shù)，取值為0.25； P高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力，對M24，P=225kN。計算得