百峰大桥架桥机计算书

双导梁自行式80 t架桥机设计计算书广西南宁正道交通设施有限公司2006.8.13目录1、计算书有关说明 (1)1.1计算目的 (1)1.2计算过程中计算原则 (1)1.3参改资料 (1)1.4计算过程中采用的部份常数 (1)2、矩形桁架主梁参数 (2)3、矩形桁架主梁校核计算 (4)3.1设计模型截面模数W的计算 (4)3.2长方形桁架之梁强度校核计算 (6)3.3主梁吊梁时最大挠度fmax计算 (8)3.4主梁移跨时最大挠度fmax计算 (10)4、架桥机过跨时稳定性校核 (11)5、结论 (12)1、计算有关说明1.1计算目的：本架桥机属起重机械类设备，为保证设备运行的可靠性和安全性，特对设备的主桁架――主导梁进行强度和刚度验算。

1.2计算过程中计算原则：设备有些工作状态的受力较复杂，本计算书中的部份工作状态计算模型进行了简化，其简化的原则是：计算工作状态比实际工作状态更趋保守。

1.3参数资料《机械设计手册》（94年版，化学工业出版社）《材料力学》（84年版。

高等教育出版社）《起重机械全程机构》（86年版，人民交通出版社）《GB3811――起重机械设计规范》《装配式公路钢桥多用使用手册》（人民交通出版社）1.4计算过程中采用的部份常数钢材弹性模数E＝2×106kg/cm216Mn钢材的许用拉应力、压应力及弯曲应力按1.3×2100kg/cm2计算，容许剪应力按1.3×1600 kg/cm2计算；30Cn Mn Ti容许拉应力、压应力及弯曲应力按0.85×1300 kg/cm2计算，容许剪应力按0.45×1300 kg/cm2计算。

材料及容许应力（MPa）2、□方形桁架主梁参数□方形桁架主梁的工作级别： A3截面形状：方形“□”截面面积：弦杆4[10面积A＝25.48×2＝50.96cm2主梁截面面积：A断=8[10=8×12.74=101.92 cm2斜杆、竖杆为1－I8: A斜＝9.53 cm2截面最小模数 Wx ：15398.3cm3截面惯性矩 Iy ：1154868.8 cm4单位重 g : 0.3564t/m截面尺寸高：h=170cm 宽:b＝中心距45cm；全宽 63cm。

其中：贝雷片 270kg×2=540kg加强弦杆 80kg×4=320kg支撑架 22.04×2=44.1kg钢轨 43×3=129kg枕木 3.6×10=36kg合计∑1069.1kg/3m∴得356.4kg/m3、□矩形桁架主梁校核计算3.1设计模型截面模量W的计算（单层、双排加强型）设计模型图如下：3.1.1截面惯性矩计算3.1.1.1上弦杆截面的惯性矩I弦上弦杆由两片桁架上弦和两根加强弦杆组成，如图示。

单根槽钢[10 I[10=198.3cm4 W=39.7cm3断面面积 A[10=12.74cm2I O3-O3=8×(I[10+A[10×52）=8×(198.3+12.74×52）=8×516.8=4134.4(cm4)A上=8×12.74=101.92(cm2)3.1.1.2下弦杆与上弦杆相同3.1.1.3设计模型截面的惯性矩为：I O-O=[ I O3-O3+ A上×（150/2）2 ]×2=[413.4+101.92×752 ]×2=[4134.4+573300]×2=1154868.8（cm4）设计模型截面模数W值为：W＝I O-O/h/2=1154868.8/150/2=15398.25（cm3）3.2方形桁架主梁强度校核计算3.2.1吊梁工作状态下，前吊点至桁架主梁跨中位置时，弯矩M中计算M中＝PL/4+ql2/8=[(40+4)/2]×32/4+0.3564×322/8=704/4+364.95/8=176+45.6=221.6(t-m)其中前吊点重为4tδmax= M中/W=221.6t-m/15398.3 cm3=2216000/15398.3 =1439.12kg/cm2 ＜2730 kg/cm2故方形桁架主梁强度满足要求。

3.2.2在自重负载作用下，架桥机过跨时，前支腿到位，但没有受力时，后支腿处的主梁弯矩计算M后过＝PL1/2+qL1(L1/2)——P是否指前支腿重？=2.5×32/2+0.3564×32×(32/2)=40+182.48=222.48(t-m)此值与前吊点吊梁过跨中弯矩值基本相等，主梁应力值为1439.122730 kg/cm2＜2730 kg/cm2，故架桥机过跨时，前支腿到位，但没有受力时，后支腿处的主梁强度满足要求。

（没有中支腿吗？）3.3主梁吊梁时，跨中挠度计算桁架主梁吊梁时的挠度由两部份组成，一是由销子间隙产生的非弹性挠度，另一部份是由吊梁荷载引起的弹性挠度。

两部份叠加为主梁的挠度。

3.3.1非弹性挠度计算公式为：f O=dΣsin[(n-1)/2×α]式中：f O――简支梁跨中的非弹性挠度（cm）d――桁架拼装单位长度（cm）n――每一跨的桁架拼装单位数（片）α――相邻两跨拼装单位之间由销子间隙产生的相邻转角（弧度）α＝2×△L/ h△L――销子与销子之间的间隙（mm）h――桁架拼装单位的高度（mm）桁架跨度L＝32m，拼装单位数按11计算，即每跨由11片桁架组成，n＝11；贝雷桁架拼装单位长度d=3m=3000mm，高度h=1500mm；销子与销孔之间的间隙△L＝1mm。

将这些数据代入式后，求得f O＝9.8cm 。

（应为5.5 cm）3.3.2主梁桁架由吊梁荷载引起的弹性挠度用BC卡秋＃公式计算f＝5K eq L4/(384EI)[1+(tgφ1+ctgφ1)h O /L](1.61-0.335h O/h)K df 式中:f――桁架由吊梁活载引起的弹性挠度（cm）L――主梁桁架的计算跨度（m）h O――桁架在支座的计算高度（m）h――桁架的计算高度（m）φ1――跨中斜杆与垂直线之间的夹角（°）E――桁架所有材料的弹性模量（kg/cm2）K df――活载的横向分配系数K df＝0.1767I――桁架截面的惯性矩I＝57330（单排）K eq――活载的等挠度等代荷载（kg/cm2）架桥机跨度L＝32m，桁架在支座处的计算高度h＝1.5m，跨中斜杆与垂直线之间的夹角φ1＝45°，钢材的弹性模量E＝2.1×106kg/cm2，活载的横向分配系数K df＝0.1767，桁架截面的计算惯性矩I＝573300 cm4。

活载等挠度的等代荷载K eq＝66.118kg/cm。

将上述数值代入上式，求得f＝9.2cm。

（K df＝0.1767？K eq＝66.118kg/cm？应该另有取法，因为手册上是针对平板车和钢桁桥而取的）计算式：f＝5K eq L4/(384EI)[1+(tgφ1+ctgφ1)h O /L](1.61-0.335h O/h)K df＝5×66.118×(32×102)4/(384×2.1×106×573300)×[1+(1+1)×1.5/32]×(1.61-0.335×1.5/1.5)×0.1767 ＝37.49145×0.2464136＝9.2（cm）故主梁吊梁时，跨中挠度值为f吊重＝f弹性＋f非弹性＝9.2＋9.8＝19.0 cm。

3.4架桥机过跨时挠度计算根据装配式公路钢架多用途使用手册中的关于悬臂桁架的挠度计算公式：F悬＝2×△n×(n+1)＝2×0.1×11×(11+1)＝0.2×11×12＝26.4（cm）取△=0.05 cmF悬＝2×△n×(n+1)＝2×0.05×11×(11+1)＝0.2×11×12＝13.2（cm）4、架桥机过跨时稳定性校核根据主梁强度校核计算得知M后过＝222.48t-m过跨时架桥机的受力状态如下图示：架桥机过跨时的最不利位置为：前支座腿到位但还没有受力。

架桥机过跨时，前吊点P3＝4t位于后支腿10m处；后吊点P4＝4t，位于后支腿13m处，以后支腿为转动中心，力矩平衡式为：M稳＝M后过＝222.48（t-m）M稳1＝P3×10＝4×10＝40（t-m）M稳2＝P4×13＝4×13＝52（t-m）M稳3＝q L22/2＝0.3564×152/2＝40.1（t-m）M稳1+ M稳2+ M稳3＝40+52+40.1＝132.1（t-m）M平衡＝M后过+ M稳（1-3）＝222.48－132.1＝90.38（t-m）为了平衡M后过这一倾复力矩，则用后吊点增加平衡重，其值为：P平衡＝M平衡/L2＝90.38/13＝6.95（t）(单边)因此，可采取的措施有：1、利用后吊点起吊重物超过P＝2P2＝2×6.95＝13.9（t）2、利用后吊点起吊L＝30mT梁，这时的平衡力矩为：M稳4＝30/2×13＝15×13＝195（t-m）安全系数K＝M稳（1-4）/ M后过＝（132.1+195）/222.48＝1.47 由于上述计算可知，架桥机过跨时，利用L＝30m梁作平衡重是安全的。

5、结论：本计算书仅对方型桁架主导梁两个不同的工作状态时的关键位置及架桥机过跨位置进行了校核计算，且符合要求。

所以，只要在额定工作状态下进行正确使用，其使用性能和安全性都将得到可靠保证。

- 10 -- 0 -。