起重機的風(fēng)載荷及抗風(fēng)穩(wěn)定

1、起重機的風(fēng)載荷及抗風(fēng)穩(wěn)定中交四航局二公司顧汝基摘要：主要分析風(fēng)對起重機的影響，采取相應(yīng)措施保證起重機在1工作狀態(tài)下及非工作狀態(tài)下（臺風(fēng)來臨時）關(guān)鍵詞：風(fēng)載荷起重機穩(wěn)定1風(fēng)載荷的計算起重機在工程建設(shè)中使用得比較多,該類機械有很多的優(yōu)點，但危險性較大。作用在起重機的外載荷有自重載荷、 不穩(wěn)定運動時的動 載荷、風(fēng)載荷，坡度載荷等。風(fēng)載荷基本上是水平作用在起重機上， 強風(fēng)陣發(fā)對起重機的影響很大，風(fēng)力通常分為12級，如表1。表1.風(fēng)力等級0123456789101112名稱無風(fēng)軟風(fēng)輕風(fēng)微風(fēng)和風(fēng)勁風(fēng)強風(fēng)疾風(fēng)大風(fēng)烈風(fēng)狂風(fēng)暴風(fēng)颶風(fēng)平均風(fēng)速V （m/s）離地高 度2m0-0.20.3-1.5 -.6-3.3 3

2、.-5.45.5-7.98 -13.810.8 -13.813.9 -17.117.2 -20.720.8 -24.424.5 -28.428.5-32.6>32.6離地咼度2m0.282.14.67.51114.819.223.828.833.939.545.3>45.3基本風(fēng)壓w（10N/m）離地高度2m00.140.681.833.97.211.918.326.837.250.566.5>66.5離地高度2m00.271.113.52'.51432.835.251.571.597.1128>128假設(shè)風(fēng)可以從各個方向水平吹來，風(fēng)作用主要取決于起重機的外型，

3、風(fēng)力 作用的結(jié)果是增大或減少風(fēng)壓，風(fēng)壓與風(fēng)速成平方關(guān)系：2vq=16式中：Q為風(fēng)的壓力（10 N/m2）; V為風(fēng)的速度（m/s）。風(fēng)力等級越高，風(fēng)壓越大。其大小直接影響著起重機的正常工作,風(fēng)壓的大小隨著地區(qū)和高度而異，離地面越高，風(fēng)壓也增加。風(fēng)載荷P風(fēng)由風(fēng)壓力和起重機的迎風(fēng)面積及其他因素確定P 風(fēng)=刀 CKhqF式中：c為風(fēng)載荷體型系數(shù)；與擋風(fēng)結(jié)構(gòu)物的表面形狀有關(guān)，如表2。表2.風(fēng)載體型系數(shù)結(jié)構(gòu)物型式C值由型鋼組成的桁架，有凸出翼緣或筋板的梁1.4表面光滑的箱形梁、司機室、平衡重、鋼絲繩、物品等1.2由管子組成的結(jié)構(gòu)，C值根據(jù)qd2值確定qd2< 1.01.2（q風(fēng)壓值，kg/m2,

4、d 管子外徑，m1.11.11.21.01.30.91.40.8> 1.50.7Kh為高度修正系數(shù)，如表3。表3.高度修正系數(shù)Kh值離地高度h （m）0-10>>>>>>> 7010-2020-3030-4040-5050-6060-70Kh工作風(fēng)壓1.01.071.141.21/1.46(h/10 ) 0.3非工作風(fēng)壓1.01 1.131 1.32 11.461.571.671.75(h/10 ) 0.3Q為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值（10N/m）,如表4。表4.標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值（10 N/m2）地區(qū)q Iqnq m內(nèi)地101560沿海152580臺灣省、南海諸島1

5、525120第I , n , m類計算載荷的風(fēng)壓值分別為qi ,q n ,q皿；F為迎風(fēng)面積：迎風(fēng)面積按起重機組成部分（主梁，支承腿，物品等）的凈面積 在垂直于風(fēng)向平面上的投影來計算。F= F 輪F輪為起重機的組成部分的輪廓面積在垂直于風(fēng)向平面上的投影來計算（m）; 9 -起重機金屬結(jié)構(gòu)或機構(gòu)的充滿系數(shù)即結(jié)構(gòu)或機構(gòu)的凈面積與其輪廓面積之比，通常結(jié)構(gòu)形式的由型鋼或鋼板制成的桁架或空腹結(jié)構(gòu):=0.2 0.6管子桁架結(jié)構(gòu)（無斜桿桁架取小值）：=0.2 0.45實體板結(jié)構(gòu)：9 =1機構(gòu)：9 =0.81.0起重機小車和物品的迎風(fēng)面積按它們的實際輪廓尺寸決定物品的迎風(fēng)面積，參考表5。表5.物體的迎風(fēng)面積的

6、估計值物品重量（噸）123581012.51520253040迎風(fēng)面積（米2）12356781012151822物品重量（噸）506080100125 -60200250280 :)20 400迎風(fēng)面積（米2）25283035404555657075802起重機的抗風(fēng)穩(wěn)定（1）起重機工作性狀態(tài)的抗風(fēng)穩(wěn)定起重機工作時，水平力（風(fēng)力、慣性力、坡度力、貨物斜拉力等） 作用在起重機上，產(chǎn)生一個使之翻倒的傾覆力矩，該水平力越大，起 重機越高，其傾覆力矩就越大，危險性越大。起重機自重與輪距（軌 距）產(chǎn)生一個力矩（復(fù)原力矩）抗衡這個傾翻力矩，起重機越重，輪 距（軌距）越大，復(fù)原力矩就越大，起重機就越穩(wěn)定。穩(wěn)

7、定性的大小 都是相對于傾覆邊的復(fù)原力矩和傾覆力矩的比值，即“穩(wěn)定安全系數(shù)” 來表示。滿載起重機（龍門吊、橋吊為例）沿軌道方向起、制動時的載重 穩(wěn)定安全系數(shù):05（G橋+ G小+ Q起）BKi'= 亠二 > 1.4P h + F2h2 + P 橋 h3+ P 小 h4+ Pq滿載起重機（龍門吊、橋吊為例）垂直軌道方向起、制動時的載 重穩(wěn)定安全系數(shù):G橋C G 小a Ph P2h2 Ph P 小h3K1 = > 1.41、圖 2。圖1風(fēng)壓是變的，有時是突發(fā)的，起重機的自重和軌距（輪距）形成一個穩(wěn)定力矩，保證了該機在工作狀態(tài)下不傾翻不被風(fēng)吹移動，為了保證起重機工作狀HI.P小為小

8、車運行制動時的水平慣性力；C為起重機自重重心到傾覆 邊的距離。這里只論述風(fēng)力對起重機穩(wěn)定的影響，詳見圖態(tài)下的安全加設(shè)防風(fēng)裝置，如防跑制動 器、夾軌器、行走制動器、頂軌器、防 爬器、防風(fēng)預(yù)（警）報裝置等等，確保人和機的安全。（2）起重機非工作性狀態(tài)的抗風(fēng)穩(wěn)定起重機還要經(jīng)受臺風(fēng)來臨的考驗，其自重穩(wěn)定性安全系數(shù)為:K2 =0乎'宀 GJB > 1.15P ihiPl'為沿軌道方向作用于起重機（包括機架和小車）上的非工作狀 態(tài)最大風(fēng)力。按照起重機的技術(shù)性能和安全規(guī)范規(guī)定，6級風(fēng)以下為工作性風(fēng) 壓q=250 N/m起重機能正常工作，超過6級風(fēng)則不能再工作。起重機 在非工作狀態(tài)下（6級風(fēng)以上）通常也就是臺風(fēng)來臨時，如何保證起 重機的穩(wěn)定（不被風(fēng)刮移動，刮傾翻）。臺風(fēng)襲擊風(fēng)力q皿達到800N/m1200N/m , 一個巨大風(fēng)載荷水平作用在起重機上，產(chǎn)生一個很大的傾 覆力矩（P iX hi）。臺風(fēng)來之前，做好防范工作，靠起重機的自重及 采取相應(yīng)的措施，產(chǎn)生一個穩(wěn)定的復(fù)原力矩，大于傾覆力矩，保證起 重機的穩(wěn)定，使之不傾翻不移動。近年來臺風(fēng)的級別越來越高，不少 、 ” 2是大于12級的臺風(fēng)（風(fēng)速大于33 m/s、風(fēng)壓大于665 N/m ）。為抗 擊臺風(fēng)的威脅，起重機設(shè)置了防臺裝置，包括夾軌器、錨錠拉索、拉 桿索頭卸扣、