140t-40m通用架桥机方案设计书计算书

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作者：Pan Hongliang

仅供个人学习

JQ140t-40m型

(三角钢结构)

通用架桥机

设计计算书

设计计算过程简要说明:由于架桥机工作状态时，存在两种危险截面的情况:Ⅰ种为移跨时存在的危险截面；Ⅱ种为运梁、喂梁、落梁时存在危险截面，故此须分别对其进行验算和受力分析。

一、主体结构验算参数取值

1、三角主梁自重（包括轨道）：t/m（单边主梁）

2、平车：t/台

3、卷扬机：t/台

4、验算载荷（40m梯梁）：140t

5、起重安全系数：1.05

运行冲击系数：1.15

结构倾覆稳定安全系数：≥1.5

6、基本假定

主梁现场拼装时重心最大偏差：e=0.1m

架桥机纵向移动时吊装T梁钢丝绳倾角：β=±2°

二、总体布置说明：

1、导梁中心距：6.2m

2、导梁全长：72m，前支点至中支点的距离为43m；

3、架桥机导梁断面：3.02m×1.35m，总宽6.9m；

4、吊装系统采用：2台天车(含卷扬机、滑轮组)，2台横梁纵移平车；

5、行走系统采用：前部、中部四台平车带动导梁横移。

三、结构验算

1、施工工况分析：

工况一：架桥机完成拼装或一孔T梁吊装后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况，需验算算主要内容：

⑴、抗倾覆稳定性验算；

⑵、支撑反力的验算；

⑶、桁架内力验算；

⑷、悬臂挠度验算；

工况二、架桥机吊梁时，前部天车位于跨中时的验算，验算内容：

⑴天车横梁验算；

⑵支点反力的验算；

⑶桁架内力验算；

工况三、架桥机吊边梁就位时的验算

⑴前支腿强度及稳定性验算

⑵前、中部横梁强度验算

2、基本验算

2．1工况一、

架桥机拼装完或吊装完一孔T梁后，前移至悬臂最大时为最不利状态，验算内容：⑴抗倾覆稳定性的验算；⑵悬臂时刚度的验算⑶支点反力的验算

⑷主桁内力的计算

2．2．1施工中的荷载情况

⑴主桁梁重：q

1

=11kN/m（两边导梁自重，含钢轨）

⑵天车横梁总成（包括天车横梁、横梁支腿、天车、横梁纵移平车等）自重

（单套天车横梁总成）P

2

=12t

(3)前部平车总成：P

1

=7.5t(含单幅横轨)

(4)尾部平车总成：Q

1

=1.5t

(5)尾部连接架: Q

2

=1t

（6）前部连接架：Q

3

=1t

（7）前部临时支撑:Q

4

=1.5t

2．2．3施工验算

⑴抗倾覆稳定性的验算（见计算模式图）

G配++Q1+Q2 P2 P3 q=11 Q3+Q4

由于移跨时架桥机前端悬臂,此时为了生产安全,移跨之前应对架桥机尾部适当的配重,设计过程中以25t计算:

取B点为研究对象,去掉支座A,以支反力R

B

代替(由力矩平衡方程):

注:配重天车位于A 点横梁之上;

悬臂端弯距：M

1

=1/2×11×432＋25×43=11244.5kN.m

支撑端弯距:M

2=1/2×q

1

×292＋(250+120×2+15)×24.5+ Q

2

×29 =17288kN.m

抗倾覆安全系数K=M2/M1=22188/13394.5=1.53＞1.5满足规范要求.

⑵支点反力的计算(采用计算模式图示)

当架桥机导梁最前端前部平车总成与盖梁垂直时,悬臂最长,中支点受力最大.

这里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下:R

A

=308.75kN

R

B

=250+2×120+75+11×72+10-308.75=1058.25kN

⑶主桁内力验算

a、主桁弯距验算

中支点处断面所受弯矩最大：三角桁架截面如图所示

其抗弯截面模量

W

1=2×[4I

I25b

+4I

A板1

+I

A板2

+(4A

I25b

+4×25.6×1+3×7)×（H/2）2]/（H/2）

=99729.8cm3

其惯性矩I

1=W

1

×（H/2）=13463524.7cm4

其中H=2.7m，I

I25b =5280cm4，A

I25b

=53.541cm2

σ=M

1/W

1

=134.3Mpa＜[σ]=157Mpa，即三角桁架抗弯强度满足施工要求。

Q2

b、销子抗剪验算

销子1所受剪力为Q1=13394.5/4×2.7=1240.23KN

σ

1

=Q1/A=1240.23/πR2=195 Mpa＜[σ]=300Mpa，销子材料为40Cr（淬

火）

销子2所受剪力为Q2=13394.5/8×2.7=620.165KN

σ2=Q2/A=620.165/πR 2=186.9 Mpa ＜[σ]=300Mpa ，销子材料为40Cr （淬火）

所以满足施工要求。

c 、 桁架各杆件的内力验算：

中部支座反力R B =1090.25KN,根据节点法求得：单片桁架斜腹杆最大内力为

F 1=1058.25/4×sin77.5°×sin73.8°=209.72KN ，

由于斜腹杆为短压杆,无需验算其稳定性,只需验算其拉压应力：

σ1= F 1/2 A [12=102.16Mpa ＜[σ]=157Mpa ，

中部特制双主梁单片桁架其上下弦杆受力为F 2= M 1/2H=248.046t,

截面为两根I25b 工字钢加贴δ10钢板，其面积A=173.208cm 2

σ3= F 2/2 A=143.2Mpa ＜[σ]=157Mpa ，满足施工要求。

(4)悬臂挠度验算:

悬臂端在架桥机前移最大时挠度最大，挠度等于弹性及非弹性挠度之和。 a:弹性挠度计算

f max =f 1+f 2｛f 1=-P 1L 3/(3EI 1)=-75kN ×433m 3/(3EI 1);f 2=-q 1l 4/(8EI 1)=

-11KN/m ×434m 4/8EI 1｝

得f max =-75kN ×433m 3/(3EI 1) –11kN/m ×434m 4/8EI 1

=-75kN ×433m 3/(3×206×109N/m 2×13463524.7m 4×10-8)- 11KN/m ×434m 4/(8×206×109N/m 2×13463524.7m 4×10-8)

=-0.241m