架橋機(jī)計(jì)算書精編版

1、架橋機(jī)計(jì)算書精編版MQSsystemofficeroomMQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898一、設(shè)計(jì)規(guī)范及參考文獻(xiàn)(-)重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB3811-83)(-)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17-88)(三)公路橋涵施工規(guī)范(041-89)(四)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ021-89)(五)石家莊鐵道學(xué)院GFJT-40/300拆裝式架橋機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書(六)梁體按30米箱梁100噸計(jì)。架橋機(jī)設(shè)計(jì)荷載（1） .垂直荷載梁重:Qx=100t單個(gè)天車重：QL20t（含卷揚(yáng)機(jī)、天車重、天車橫梁重）主梁、桁架及橋面系均部荷載：Q=mx=m前支腿總重：Q3=4t中支腿總重：QF2t1號(hào)承重梁總

2、重：Q3=34t2號(hào)承重梁總重：Q6=34t2#號(hào)橫梁Q=12t梁增重系數(shù)取：活載沖擊系數(shù)?。翰痪鶆蛳禂?shù)?。海?） .水平荷載1 .風(fēng)荷載a.設(shè)計(jì)取工作狀態(tài)最大風(fēng)力，風(fēng)壓為7級(jí)風(fēng)的最大風(fēng)壓：qi=19kg/m2b.非工作計(jì)算狀態(tài)風(fēng)壓，設(shè)計(jì)為11級(jí)的最大風(fēng)壓；qa=66kg/m2（以上數(shù)據(jù)參照石家莊鐵道學(xué)院GFJT-40/300拆裝式架橋機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書）2 .運(yùn)行慣性力：二三.架橋機(jī)傾覆穩(wěn)定性計(jì)算（-）架橋機(jī)縱向穩(wěn)定性計(jì)算架橋機(jī)縱向穩(wěn)定性最不利情況出現(xiàn)在架橋機(jī)懸臂前行階段，該工況下架橋機(jī)的支柱已經(jīng)翻起，1號(hào)天車及2號(hào)天車退至架橋機(jī)尾部作為配重，計(jì)算簡圖見圖1（單位m）：圖中P尸4t（前支柱自重）P

3、=x22=（導(dǎo)梁后段自重）P3=x30=（導(dǎo)梁前段自重）P產(chǎn)P產(chǎn)20t（含卷揚(yáng)機(jī)、天車重、天車橫梁重）P6為風(fēng)荷載，按11級(jí)風(fēng)的最大風(fēng)壓下的橫向風(fēng)荷載，所有迎風(fēng)面均按實(shí)體計(jì)算，P6=ZCKnqAi=xx66x+x=10053kg=作用在軌面以上5.5m處M抗二xH+20x（11+4+5）+20x（11+5）二似=4x30+xl5+x二架橋機(jī)縱向抗傾覆安全系數(shù)n=M抗/M僮=x=x+P5x=x+x+150x+x=tmMji=P1x2=x2=-m架橋機(jī)工作條件橫向抗傾覆安全系數(shù)n=Mjt/M慎二(149x)=(可)2 .非工作條件下穩(wěn)定性計(jì)算架橋機(jī)懸臂前行時(shí)自重荷載全部由車體承擔(dān)，在橫向風(fēng)荷載作用

4、下，其穩(wěn)定性見圖3。與圖2相比，架橋機(jī)在提的梁為傾覆作用時(shí)，架橋機(jī)有N二的橫向抗傾系數(shù)，而圖3中已經(jīng)沒有提梁，故此不用計(jì)算而得出結(jié)論它的抗傾系數(shù)滿足要求。結(jié)論：架橋機(jī)穩(wěn)定性符合規(guī)范要求四.結(jié)構(gòu)分析（一）、荷載取值：桁架及橋面系均部荷載節(jié)x二節(jié)（單邊），荷載（100+20x2）x=o其余荷載取值見前?？v向走行天車輪距為2m,當(dāng)天車居于天車橫梁跨中時(shí)，單片空載輪壓集中力為（20+6）/4=，負(fù)荷輪壓集中力為（6+168）/4二，架邊梁時(shí)輪壓集中力為（重邊）：6/4+168/2=,（輕邊）6/4二.吊梁小車輪壓集中力168/4=42t（輪距1.6m）。（二）、分析計(jì)算:根據(jù)以上荷載值，按桁架進(jìn)行分析

5、，計(jì)算過程由有限元分析程序SAP93來完成。工況?。海?）架橋機(jī)前移，（2）1號(hào)天車提梁，（3）2號(hào)天車提梁，（4）1號(hào)天車至跨中、（5）中梁就位，（6）邊梁就位6種工況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得前懸臂端最大撓度852.6mm,考慮到桁架空多，加的系數(shù)，x=937.86mm,待架孔導(dǎo)梁跨中最大撓度71mm,考慮到桁架空多，加的系數(shù)，71x=78mm,天車橫梁跨中最大撓度?28mm.導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)圖見圖4各桿件在工況1,5.6的桿件內(nèi)力見附加圖各工況的軸重見圖5桿見最大內(nèi)力匯總表名稱計(jì)算最大內(nèi)力（T）允許內(nèi)力（T）備注上弦桿一272工況1B附近下弦桿266工況1B附近立桿工況6C附近斜桿工況6C附近注：受拉為+

6、,受壓為-6種工況各支點(diǎn)最大反力（單邊）如下：（單位：噸）支點(diǎn)工況ABC工況10工況2工況3工況4工況5工況6重邊輕邊五.架橋機(jī)1號(hào)、2號(hào)車橫梁檢算架橋機(jī)1號(hào)、2號(hào)車橫梁設(shè)計(jì)采用16Mn鋼，頂板厚度為12mm.底板厚度為268“63圖612mm,用160xl68x兩根工字鋼做支撐，截面形式如圖6。截面特性如下：查工字鋼表有S=146.45cm:,1=68512.5cm4A=x2x100+12x406x2=3903mm-I=xl0x2+12x406x(560+6)2x2=-3m計(jì)算圖示如下圖7(單位m)：架橋機(jī)在吊邊梁對位時(shí)由導(dǎo)梁傳到橫梁的最大壓力為.1 .應(yīng)力計(jì)算兩導(dǎo)梁中心距L=5.1m懸臂長

7、度L二1叫最大集中荷載P二橫梁支點(diǎn)彎矩：M=xl=m則翼緣板應(yīng)力：腹板最大應(yīng)力：局部壓應(yīng)力L=22x4+(12+25)x2=162mm換算應(yīng)力：2 .(1)整體穩(wěn)定性bo2o3.onnnh/b0=584/=6l/bo=U6OO/=65(見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊P28)?？晒什槐赜?jì)算其整體穩(wěn)定性(2)局部穩(wěn)定性計(jì)算翼緣板局部穩(wěn)定bo/t=12=bo/t=33b/t=12=b/t=可腹板局部穩(wěn)定：不需設(shè)加勁板。為安全起見，在直接受力處加了厚10mm的內(nèi)加勁肋和厚16mm的外加勁肋，同時(shí)，其他位置布置間距為1m的，厚10mm的內(nèi)加勁肋。由于焊縫按一級(jí)焊縫質(zhì)量驗(yàn)收，其強(qiáng)度與鋼板相同，故在此不檢算而其強(qiáng)度認(rèn)為其

8、強(qiáng)度足夠。經(jīng)計(jì)算聯(lián)結(jié)處強(qiáng)度滿足要求。六.架橋機(jī)0號(hào)立柱橫梁計(jì)算1 .設(shè)計(jì)說明和基本依據(jù)架橋機(jī)前支柱由支柱橫梁和立柱組成，立柱共計(jì)4根，在工作狀態(tài)下，僅考慮外側(cè)2根立柱承受豎向荷載，內(nèi)側(cè)2根只起橫向穩(wěn)定作用。前支腿最大荷載發(fā)生在架橋機(jī)吊梁就位時(shí)，端構(gòu)架豎桿內(nèi)力為(由電算分析)，此時(shí)由導(dǎo)梁傳向橫梁的荷載為P二.2 .立柱橫梁承載力檢算(1)應(yīng)力檢算支柱橫梁采用箱形斷面，如圖8。設(shè)計(jì)采用16Mn鋼板，頂板和底板厚度為14mm,腹板厚10mmo特性如下：I=xXx/12=0.000664m1導(dǎo)梁支點(diǎn)懸出立柱中心位置0.85m,則M=x=.m翼緣應(yīng)力：M.60469xO(J=-=16025t/m2=20

9、9.56MPaa=210MPa可I0.000664腹板剪應(yīng)力：局部壓應(yīng)力l=(120x2+10)x2+2xl4=528mm換算應(yīng)力:，=舊2+3,=V2O9.562+3x63.582=236.7MPaAo=23OMP?？珊缚p強(qiáng)度與鋼板等強(qiáng)，可不必進(jìn)行計(jì)算。3 .（1）整體穩(wěn)定性b=200-10-10=180h/bo=46O/18O=6l/bo=11600/180=65故可不必進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊P28）。（2）局部穩(wěn)定性計(jì)算翼緣板局部穩(wěn)定：bo/t=18O/14=b0/t=33（可）b/t=90/14=b/t=（可）腹板局部穩(wěn)定故不需設(shè)加勁板，為安全起見，在直接受力處加了厚10

10、mm的內(nèi)加勁肋和厚16mm的外加勁肋，同時(shí)，其他位置布置間距為加的，厚10mm的內(nèi)加勁肋c由于焊縫按一級(jí)焊縫質(zhì)量驗(yàn)收.其強(qiáng)度與鋼板相同，故在此不檢算而其強(qiáng)度認(rèn)為其強(qiáng)度足夠。經(jīng)計(jì)算聯(lián)結(jié)處強(qiáng)度滿足要求。七、1號(hào)車橫梁及。號(hào)柱橫梁撓度計(jì)算由于橫梁剛性較大，可不計(jì)自重產(chǎn)生的撓度計(jì)算圖示如下圖10：PlP2M/L,M圖10L1號(hào)車橫梁撓度計(jì)算:m=lm1=5.ImEI=xlO:入二m/l=l/=fc=fdPm216E1x(3+2A)=71.93xl()ux/xg6x(3+2x0.1042)6x8.98x10s=4.11x10-36當(dāng)p尸可以把C點(diǎn)的Pl分解開，Pl=Pl+P2有pr二fd=mx9B=lx

11、=xlO_3mfc=+=4.272mmfd=+=2.957mm有懸臂撓引起的導(dǎo)梁上口軌距變化最大d計(jì)算如下l=dl/+.245)dl=10.656mm1 =d2/+.245)d2=7.38mm故d-dl+d2=+=18.03mm2 .0號(hào)車橫梁撓度計(jì)算：m=0.65m1=10.3mEI=xlO:當(dāng)Pi=P2=入二m/1二二rrPm1144.89xl04xO.652xlO.3x(3+2x0.0631)A=L=rX(3+22)=6x1,328x10當(dāng)尸PF時(shí).=7.66x1O-3m可以把c點(diǎn)的Pl分解開，Pl=Pl+P2有pr二fd=mxQb=065x=0.00286mfc=+=9.279mmfd

12、=+=6.041mm有懸臂撓引起的導(dǎo)梁上口軌距變化最大d計(jì)算如下l=dl/+.245)dl=23.19mml=d2/+.245)d2=35.62mm故d-dl+d2=58.81mm綜上計(jì)算，天車咬合總間距為58.81mm,(100-70)x2=60mm可八.150型分配梁：(1號(hào)車處)截面形式如上圖11：(單位mm)截面特性：A=xx2+2xx=0.03552m跨中集中荷載P=+764/1000二t日_1_+小pl94.514x1.5今一八最大彎矩:M=L=35.443/m44支點(diǎn)反力：R二2=t彎曲應(yīng)力：cr=35*3x1。x（）2=7i.46x106Pa=71.46MPu2OMPa/9.9

13、2x10腹板最大剪應(yīng)力：QS47.257xI04x（0.6x0.02x0.19）”=-=：=33.94x10pa=,169.92xlO-4x2x0.016局部壓應(yīng)力=33.94MP=140MP”L=600+2x20=640mm換算應(yīng)力：cr=t2+3r2=V71.462+33.942=92.53。36=%4用=150r.0.0733長細(xì)比元=3=累我=39.712=150山長細(xì)比，可按a類構(gòu)件查表（鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊594頁），取安全系數(shù)2,得應(yīng)力折減系數(shù)分別為小二，二應(yīng)力=四=I。=95.6MP”a=20MPa可帕0.9538x0.0156N2x7114x10應(yīng)力b=：=1O3.O47MP6/a

14、=210MPa(bA0.94187x0.0146可2.只考慮外側(cè)單根受力，內(nèi)側(cè)一根作為一種約束，則應(yīng)力:（圖見13）按一端固結(jié)，一端錢接計(jì)算長細(xì)比=以=%36=39.72=150r.0.0635山長細(xì)比，可按a類構(gòu)件查表（鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊594頁）,取安全系數(shù)n=2,得應(yīng)力折減系數(shù)分別為中二s.N應(yīng)力b=206.93MPac=210MPa帆0.9419x0.0073十、起吊系統(tǒng)檢算1.起升系統(tǒng)檢算起升卷樣機(jī)5t,8輪100t滑車組，24.5mm鋼絲繩走16。起升荷載Q二（實(shí)際凈吊重為40t）,滑車組效率.牛心=華與*=。.72n1-7；16x（1-0.96）aS79所需牽引力：P=-=4.965

15、r5r可nr)E16x0.72選用公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa的鋼絲繩，查表得其破段拉應(yīng)力為，考慮鋼絲間受力不均和內(nèi)力的存在，按折減。安全系數(shù)n=x6x=6可2 .吊兩千斤繩驗(yàn)算選用6義37絲1)36.5mm,10股公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa的鋼絲繩，查表得其破段拉應(yīng)力為，考慮鋼絲間受力不均和內(nèi)力的存在，按折減。安全系數(shù)n=xlOx=10可十一.架橋機(jī)導(dǎo)梁整體穩(wěn)定性計(jì)算導(dǎo)梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算可近似為一實(shí)體鋼梁。導(dǎo)梁在0號(hào)支柱、1號(hào)腿2號(hào)腿處有橫向支撐或橫向聯(lián)結(jié)，故不必在此處檢算導(dǎo)梁縱體穩(wěn)定1.導(dǎo)梁跨中主弦桿截面形式見下圖14：(單位：cm)A=()X8=656cm:Ix=656xl00j656

16、0000cn?ly=656x50:=1640000cm2Wx=Ix/y=5660000/(100+=58311.11cm3Wy=Iy/x=1640000/(50+=26240cm3Xx=lo/rx=32OO/lOO=32Xy=l0/ry=3200/50:64查表Q235(b類構(gòu)件)得：x=，(p=豎向荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩：Mx=Rx16-qx1672=x16xx1672=m橫向風(fēng)力產(chǎn)生在導(dǎo)梁跨中最大彎矩：按7級(jí)風(fēng)壓檢算(Wo=19kg/m2)W二KRKKWo二lxxxxl9=9.12kg/m計(jì)算原理：Mx,My繞強(qiáng)軸和弱軸作用的最大彎矩.Wx,Wy按受壓邊緣確定的強(qiáng)軸和弱軸的抵抗矩力繞強(qiáng)軸

17、彎曲所確定的整體穩(wěn)定系數(shù)f允許抗壓強(qiáng)度值橫向風(fēng)力作用在導(dǎo)梁上引起的跨中彎矩，這里近似按簡支梁計(jì)算導(dǎo)梁跨中風(fēng)力彎矩My=2xxx(32/8)xl0-3=m=10735MPa/=HOMPa2.當(dāng)架MxMy565.76xlO46xl041=+xWxyWy0.929x58311.110.786x26240橋機(jī)前行時(shí)，B點(diǎn)截面及截面特性同上有：Wx=58311.11cm2Wy=26240cm36x二，小廣豎向最大彎矩Mx=ql72=x3272+32x=橫向最大彎矩(取7級(jí)風(fēng)壓)My=ql72=2xl(Txxx3272二十二.導(dǎo)梁天車走道梁計(jì)算考慮導(dǎo)梁上弦桿杰間不能承受輪壓集中荷載，故鋼枕(16b工字鋼，

18、=215MPa,W=141cm3)間距取1.0m,均置于節(jié)點(diǎn)上，鋼軌采用P亞允許彎應(yīng)力=400MPa,行287.Zen?鋼軌受彎按按簡支梁計(jì)算，最大輪壓為P二，行走輪壓1 .鋼軌Mx-pl/4=lxx4=t-m。=x107=o=400滿足規(guī)范要求o2 .工字鋼行走時(shí)：M=pl/4=lxx4=t-m0二乂1()|/1,41,=(。=21,5乂二可1米一根工字鋼不能少。3 .架梁時(shí)由于輪壓增加，在架梁時(shí)輪下工字鋼按0.5米一根放置十三.吊梁天車橫梁計(jì)算(-)受力計(jì)算架橋機(jī)天車橫梁設(shè)計(jì)采用16Mn鋼，頂板厚度為20mm,底板厚度為20mm截面形式如圖15圖15。截面特性如下：A=20x2x460+1

19、6x(800-40)=30560mm:I=20x460x400:x2=X10-3mi架橋機(jī)在架梁全過程中彎矩最大為活載在跨中,應(yīng)力計(jì)算橫梁支點(diǎn)彎矩：M=x2x4=m則翼緣板應(yīng)力：腹板最大應(yīng)力：局部壓應(yīng)力L=460+20x2=500mm換算應(yīng)力：(-).天車橫梁穩(wěn)定性計(jì)算1.橫梁整體穩(wěn)定性計(jì)算見圖17(1).慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩rOCO、人/6:圖17P=QV/gtQ為自重,V為行車速度，V=3.Om/ming為重力加速度，取t為剎車時(shí)間，t=2s小車產(chǎn)生的慣性力矩Qi=10thi=l.85mw10x3x1.85八M慣i=0.04625Z-m10x2x60橫梁慣性力矩Q：=h2=l.Im6.4x

20、3x1.1八慣2=0.0176fin10x2x60混凝土梁體產(chǎn)生的慣性力矩Q3=80x=88ths=3.ObmXXx3x3.(=067小小10x2x60M慣二M慣i+M慣二+M口3=?m(2) .風(fēng)力產(chǎn)生的傾覆力矩按7級(jí)風(fēng)力計(jì)算，q=19kg/mW,迎風(fēng)面積均按實(shí)體計(jì)算。P風(fēng)二ZCKnqAi,c=，K=小車風(fēng)力產(chǎn)生的力矩Px=xxx2x2=橫梁風(fēng)力產(chǎn)生的力矩P：=XXXX=M：=X=混凝土縱向風(fēng)力產(chǎn)生的力矩P3=XXXX=M3=X=M風(fēng)二MI+乩+M3=M做二M風(fēng)+M慣二(3) .梁體自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩小車自重：WFlOt,橫梁自重：歸混凝土自重：W3=80x=88t抗傾覆力矩為(d=L0m

21、,輪間距為2.0m)W=Wx+田W3/2=10+88/2二則M=x=(4) .抗傾覆安全系數(shù)n=M程/M憧二二可2.橫梁單個(gè)穩(wěn)定性計(jì)算見圖15和16由于工字鋼兩端有連接，計(jì)算長細(xì)比時(shí)按0.46米，外加的系數(shù)以考慮工字鋼兩端有連接x=20可-1#,2#橫梁連接處計(jì)算1 .討論最大受力當(dāng)P1=P2=t時(shí)此二Qa二0當(dāng)Pl=tP2=t時(shí)有Rx-tRy二t此二Q產(chǎn)t（偏安全）有Mxmax二假定Qaxx-t2 .構(gòu)造要求：2x=200mm可x=140mm可3x=304mm可3 .銷子受彎：（+32+40）x2=173：/2=2=t銷子的面積S=xx90:=6361.7mm:T的作用下：t=T/S=xl07=MPa500MPaQ的作用下：q=Q/S=xl07=MPA500MPa（3）合力的作用0=7o2+3t2=v37L932+3x47.962=381.10MPt/(l.l(T=550A/Pa（1）.從上圖中（1）的位置破壞（架為內(nèi)側(cè)的鋼板）S=200x(+32)x2=18600mm:S=200x40x2=16000mm:t=T/S=x10718600=Mpa21