悬挂式单轨吊车梁的设计
吊车梁设计
吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载:竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力,其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑,计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1~A5的软钩吊车,动力系数可取1.05;对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起,其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数,并乘以重力加速度:1)软钩吊车:当额定起重量不大10吨时,应取12%;当额定起重量为16~50吨时,应取10%;当额定起重量不小于75吨时,应取8%。
2)硬钩吊车:应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分别由轨道上的车轮平均传至轨道,其方向与轨道垂直,并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受,可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁、制动结构、柱相互间的连接)的强度时,由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因,在轨道上产生卡轨力,因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力,此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力,水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。
吊车梁一般设计成简支梁,设计成连续梁固然可节省材料,但连续梁对支座沉降比较敏感,因此对基础要求较高。
吊车梁的常用截面形式,可采用工字钢、H 型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。
悬挂单轨吊车梁的设计
途径解决 ,使其下翼缘 的折算应力值减小 :①增
大轨 道截 面 ;② 在轨 道下 翼缘 贴钢 板 ,此方 法施
舢1 。 1 2
()轨道 梁 由轧制工 字钢 制成 ,悬挂 于屋 盖 1 及楼 盖 承重结 构下 或特设 在支 柱 、支 架下 。吊车 可分 为 电动 或 手 动 两 种 。其 起 重 量 一 般 为 05 .t
~
12 2 挠度计算 .. 直线轨道梁 的挠度 V 按下式计算 : x
=面 l + q4 p3 5瓦 l
4
1t 0,也 有 1t 0。轨道 梁 可 分 为 直 线 梁 和 0 ~3 t
或 Biblioteka 弧线 梁 。直 线 梁 可 根 据 材 料 、安 装 及 支 承 等 条
件,设计为简支单跨或多跨连续梁等。轨道梁所 选 用 的工 字 钢 、行驶 范 围、弧 线 梁 的 曲 率半 径 、
吊车起 重量 、 吊车 台数 等资 料 ,应 由相 关专 业提
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额定起重量较大的悬挂运输设备,轨道梁需要进 行下翼缘折算应力补充验算。 在 轮压 集 中力 P 作 用下 ,普通 工字 钢轨 道 一 梁 的腹 板根 部点 1 及下翼 缘外 边点 2的局 部应 力
k1 y
分别按下式计算 ,见图 1 。
图 2 采用普通工字钢时的系数 k值 曲线 图
式中,6 为轨道整体 应力 ,即轨 道跨 内最大弯 v 0 矩引起 的应力 ,最大弯矩考虑影响线作用 ;6h x 分 别为 腹 板 根 部 点 1局 部 应 力 ;62 下 翼 缘 v为 外边点 2局部应力 ; 卜 f 分别 为折算应力的强 p } 2 度设计值增大系数 ,分别取 12 .。 .、1 1 轨道梁对于下翼缘在轮压 P 作用下折算应 力验算是不能忽视的,若不能满足要求可按 以下
悬挂式单轨交通简介及设计探讨
・15・
辽宁省交通高等专科学校学报
2019 年
4.1 轨道梁设计原则 轨道梁既承受列车荷载又兼作运行导向轨道
第21卷第6期
2019 年 12 月
辽宁省交通高等专科学校学报
JOURNAL OF LIAONING PROVINCIAL COLLEGE OF COMMUNICATIONS
文章编号:1008-3812(2019)06-014-04
悬挂式单轨交通简介及设计探讨
Vol. 21 No. 6
Dec- 2019
电力牵引作为动力行驶(见图3)。轨道梁一般为 下部开口的箱型钢梁,牵引装置由车辆走行轮、 导向轮等组成,工业化设计后整体布置于轨道梁 箱型梁内,沿梁内设置的轨道行驶。它将地面交 通移至空中,在无需扩展城市现有公路设施的基 础上解决城市交通问题,这种交通方式充分利用 了城市空间。其有着显著的优点,同时也伴随着 自身的不足。
的梁式结构,同时也是供电、信号、通信等缆线 及设备的载体。轨道梁应满足线路平面曲线、竖
曲线和列车走行要求。轨道梁在制造、运输、安
钢桥墩共有三种形式,分别是T型墩(双悬 臂式钢桥墩)、门架墩、倒L墩(单悬臂式钢桥 墩)。T型墩适用于标准梁的桥墩,T型墩的柱身 尺寸为1.2mx1.2m。门架墩适用于道岔梁的桥墩, 门架墩的柱身尺寸为1mx1m。倒L墩适用于道岔 梁的桥墩,倒L墩的柱身尺寸为1.2mx1.5m。 4单轨交通工程设计
吴宏业
(辽宁省交通规划设计院有限责任公司,辽宁沈阳110166)
摘要近年来,城市交通需求快速增长与土地资源日趋紧张的矛盾逐步显现,人们对公共交 通出行的便捷性和舒适性的要求也越来越高。单轨交通本身具有较高的适应性,对于海滨城市、山
电动单梁(悬挂)起重机工程施工组织设计方案
电动单梁(悬挂)起重机安装施工方案编制:审核:批准:中石化工建设2013年1月10日一.工程概况:本起重机使用于工业消防泵房。
电动单梁悬挂起重机,额定起重量为2T,跨度为7米,起吊高度为6m.二. 编制依据1.《起重设备安装工程施工及验收规》GB50278-20102.《电动单梁悬挂起重机说明书》3.《电动葫芦说明书》4. 招标文件及施工图纸等资料三. 施工程序及相应措施(一)施工流程(二)施工过程中所采取的技术措施1.设备开箱验收(1)开箱检验必须由甲方代表、监理单位代表、供货单位代表及施工单位代表共同参与进行,开箱检验前必须具备以下技术资料:A.设备技术文件B.设备出厂合格证书,及必要的出厂试验记录。
C.设备装箱清单。
(2)开箱检验应检查以下容:A.按设备装箱清单检查设备、材料及附件的型号、规格和数量且应符合设计和设备技术文件的要求。
B.机、电设备应无变形、损伤和锈蚀,其中钢丝绳不得有锈蚀、损伤、弯折、打环、扭结、裂嘴和松散现象。
C.开箱检查完毕且合格后,填写开箱检验记录。
2.基础验收(1)设备安装前,应对轨道基础进行中间交接,基础施工单位应提供轨道基础的测量报告、基础标高、中心线标记等完整的竣工资料、会同监理及业主单位有关人员对基础的外观和外形尺寸进行检查。
(2)基础表面应有明显的中心线及标高线,基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞和漏筋等缺陷。
(3)设备基础中间交接完成后,有关单位应在中间交接记录上签字。
3.安装找正(1)轨道和车挡的安装。
(2)钢轨铺设前,首先应对钢轨的端面直线度和扭曲进行检查,合格后方可铺设。
(3)吊装轨道前,应确定轨道的安装基准线,轨道的安装基准线宜为吊车梁的定位轴线。
(4)轨道的实际中心线对安装基准线的水平位置的偏差不应大于3mm。
(5)轨道跨度的允许偏差应符合下列要求:A.轨道跨度小于或等于10m时,其允许偏差为±2mm。
B.轨道跨度大于10m时,其允许偏差应按下式计算,但最大不得超过±15mm。
悬挂运输设备轨道设计计算
悬挂运输设备轨道设计计算介绍悬挂运输设备是一种创新的运输方式,它通过悬挂在轨道上的车辆,利用磁悬浮或其他技术,实现高速、低能耗和低环境影响的运输。
悬挂运输设备的轨道设计是确保车辆平稳行驶和安全运输的关键。
本文将介绍悬挂运输设备轨道设计的基本原理和计算方法。
设计原则悬挂运输设备轨道设计的主要目标是确保车辆的平稳行驶和安全运输。
以下是一些常见的设计原则:1.水平度:轨道应具有良好的水平度,以确保车辆行驶平稳,避免颠簸和震动。
2.曲线半径:曲线处的半径应足够大,以减少车辆在转弯时的离心力,保证行驶稳定性。
3.坡度:轨道的坡度应适度,以提供足够的动力支持和阻力,同时避免过大的坡度导致车辆失控。
4.支撑结构:轨道的支撑结构应具有足够的刚度和稳定性,以承受车辆的重量和外部力。
设计计算悬挂运输设备的轨道设计主要涉及几个重要参数的计算,包括轨道曲线半径、轨道坡度和支撑结构的设计。
下面将详细介绍这些计算方法。
轨道曲线半径轨道曲线半径是在转弯处的轨道曲线的半径长度。
较小的曲线半径会增加车辆在转弯时的离心力,从而影响行驶的稳定性。
计算曲线半径的常用公式如下:R = (V^2) / (g × tan(θ))其中,R是曲线半径,V是车辆的速度,g是重力加速度(约为9.8 m/s²),θ是转向角度(弧度制)。
轨道坡度轨道的坡度和坡度方向对车辆的运行速度和能耗有很大的影响。
坡度越大,则车辆行驶越困难,能耗也会增加。
计算轨道坡度的常用公式如下:α = arctan(h / L)其中,α是坡度角度(弧度制),h是轨道高度差,L是轨道水平距离。
支撑结构设计悬挂运输设备的轨道支撑结构的设计要考虑到车辆的重量、动力和外部力。
支撑结构的主要任务是提供足够的刚度和稳定性,以承受车辆的重量和外部力。
常见的支撑结构包括混凝土基础、钢制墩和地下桩等。
支撑结构的设计需要进行结构强度与稳定性的计算。
结论悬挂运输设备轨道设计计算是确保车辆平稳行驶和安全运输的关键。
吊车梁的设计
针对不同的柱底,可能是不同的组合起控制作用!不过,如果是多层结构,风是不是参与组合影响不大!桩计算功能我没用过,但是如果你输入了基础埋深,其土重应该考虑进去了。
转载一篇关于吊车梁设计的总结,供大家参考:一、吊车梁所承受的荷载吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载:竖向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。
纵向水平荷载是指吊车刹车力,其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑,计算吊车梁截面时不予考虑。
吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。
吊车沿轨道运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车梁振动。
特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。
因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以动力系数。
对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1~A5的软钩吊车,动力系数可取1.05;对工作级别A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取为1.1。
吊车的横向水平荷载由小车横行引起,其标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的下列百分数,并乘以重力加速度:1)软钩吊车:当额定起重量不大于10吨时,应取12%;当额定起重量为16~50吨时,应取10%;当额定起重量不小于75吨时,应取8%。
2)硬钩吊车:应取20%。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分别由轨道上的车轮平均传至轨道,其方向与轨道垂直,并考虑正反两个方向的刹车情况。
对于悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受,可不计算。
手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁、制动结构、柱相互间的连接)的强度时,由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因,在轨道上产生卡轨力,因此钢结构设计规范规定应考虑吊车摆动引起的横向水平力,此水平力不与小车横行引起的水平荷载同时考虑。
二、吊车梁的形式吊车梁应该能够承受吊车在使用中产生的荷载。
竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯矩和剪力,水平荷载在吊车梁上翼缘平面产生水平方向的弯矩和剪力。
悬挂式单轨小半径曲线轨道梁结构设计
关键词:悬挂式单轨;曲线轨道梁;结构设计悬挂式单轨作为一种中低运量轨道交通,具有占地面积小、投资少、工期短等优点,尤其在城市交通换乘、景区观光方面具有较好的应用前景。
悬挂式单轨交通在国外已有一百多年的历史,德国和日本相继已开通了多条客运线路。
近些年,国内学者对该种制式进行了初步研究,文献[1]对悬挂式单轨车辆曲线通过性能进行了研究,文献[2][3]对直线轨道梁和100m半径的曲线梁进行了结构优化设计,文献[4]对悬挂式单轨交通系统的车-桥耦合动力响应进行了研究,文献[5]提出了一种30m双线简支梁的悬挂式单轨桥梁结构形式,文献[6]研究了不同地震动强度以及车辆不同运行速度对于悬挂式单轨车桥系统振动响应的影响。
然而目前很少有对小半径曲线轨道梁结构设计进行的研究。
据此,本文通过ABAQUS有限元分析,探讨了跨度、加箱高度、加劲肋间距、顶底腹板厚度对曲线轨道梁变形的影响。
1主要技术标准1.1技术参数线路性质:单线最高运行速度:50km/h;轨道梁材料:Q345qD轨道梁:采用下开口矩形空心截面,轨道梁两端内截面尺寸采用1100mm×780mm,截面下开口宽度为180mm;跨中采用加箱截面,加箱高度为350mm。
为增加开口截面刚度,轨道梁外侧四周以及底板开口处采用钢板肋加劲。
具体截面形式见图1。
1.2设计荷载1.2.1恒载结构自重:钢结构容重78.5kN/m3。
二期恒载接触轨、各种管线及其支承设备等,其数值为单线3kN/m。
1.2.2活载①列车轴重P采用2节编组加载,每节车厢4个轴,满载最大单轴重35kN,轴距1730mm,走行部间距5689mm,前车后轴与后车前轴间距1780mm,具体计算图式见图2。
②列车竖向动力列车竖向活载包括列车动力作用时,为列车竖向静活载乘以动力系数(1+μ),动力系数按下式计算:1+μ=1+25/(50+L)式中:L—桥梁跨度(m)。
疲劳计算时的列车竖向活载为定员列车竖向静活载乘以运营动力系数(1+μf),运营动力系数按下式计算:1+μf=1+0.75(1+μ)式中:L—桥梁跨度(m)。
悬挂式单轨吊车梁的设计
悬挂式单轨吊车梁的设计摘要:根据悬挂式单轨吊车梁的设计原理,结合实际工程阐述了悬挂式单轨吊车梁截面验算及轨道连接节点设计等,可供参考。
关键词:单轨吊车梁;设计1.引言石油化工行业中经常用到悬挂式单轨吊车梁,以前由于生产规模有限,单轨吊车梁的额定起重量一般不超过10t,设计中直接选用标准图集《单轨、悬挂吊车梁通用图》[1](HG 21542-92)或《悬挂运输设备轨道》(05G359-1~4)[2]即可。
近年来,随着企业生产规模的不断扩大,需要使用的悬挂式单轨吊车梁的额定起重量经常会超过10t,这就需要掌握计算方法,设计出符合需求的单轨吊车梁。
2. 轨道设计的基本要求1)悬挂式单轨吊车梁通常是采用热轧的工字钢悬挂于屋盖承重结构或独立支柱、支架上。
常用单轨吊车起重量一般为0.25t ~10t。
悬挂式吊车梁一般可分为直线轨道梁和弧形轨道梁。
直线轨道梁有不带悬臂轨道和带悬臂轨道。
单轨吊车梁所选用的工字钢型号范围,弧形梁的曲率半径(要考虑吊车行驶所允许的最小半径)、吊车起重量、吊车台数及车挡位置等资料应先由工艺设计人员提供,结构设计人应验算工字钢的强度、稳定性和挠度。
对于承受较大额定起重量的轨道工字钢,还应对轨道下翼缘在轮压作用下进行折算应力的补充验算。
轨道采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,并用分项系数的设计表达式进行计算。
根据使用要求,轨道按承载能力极限状态中的可变荷载效应控制的基本组合进行强度、稳定和下翼缘折算应力计算,按正常使用极限状态中的荷载效应的标准组合进行挠度计算。
2)不带悬臂轨道直线梁可按材料、安装及支承条件设计成简支梁或双跨、三跨的连续梁。
带有悬臂的直线轨道,不论轨道有几跨,为了简化计算,轨道的悬臂计算长度均按一端有悬臂的单跨简支直线轨道进行计算,并不考虑轨道分布自重的影响。
直线轨道釆用反算法,即根据已知的轨道工字钢型号、支承条件、计算跨度、钢材的强度设计值和轮压值等,将有关参数代入相关的计算公式,按强度、挠度、稳定及下翼缘折算应力的公式进行计算。
浅谈悬挂式单轨交通线路设计的几个关键问题王恺
浅谈悬挂式单轨交通线路设计的几个关键问题王恺发布时间:2021-12-13T18:03:07.122Z 来源:《建筑模拟》2021年第10期作者:王恺[导读] 悬挂式单轨交通作为一种新制式轨道交通,凭借其线路适应性强、建设成本低、建设周期短、安全可靠性高、环境适应性好、观景效果好的优势,引起了全国范围内多个城市的关注,但目前国内尚无开通运营的线路,设计单位也缺乏相关设计经验。
本文作者从韩城市悬挂式单轨交通一期工程的实践经验出发,对悬挂式单轨线路设计中遇到的几个关键问题进行了阐述,创新出“中线贯通、三线设计”的线路设计方法,解决了悬挂式单轨线路同心圆设计的问题,提出了曲线段模块化设计的理念和线路平、纵组合设计的要点,为其他学者的研究、同类项目的设计提供了参考。
中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司四川成都 610036摘要:悬挂式单轨交通作为一种新制式轨道交通,凭借其线路适应性强、建设成本低、建设周期短、安全可靠性高、环境适应性好、观景效果好的优势,引起了全国范围内多个城市的关注,但目前国内尚无开通运营的线路,设计单位也缺乏相关设计经验。
本文作者从韩城市悬挂式单轨交通一期工程的实践经验出发,对悬挂式单轨线路设计中遇到的几个关键问题进行了阐述,创新出“中线贯通、三线设计”的线路设计方法,解决了悬挂式单轨线路同心圆设计的问题,提出了曲线段模块化设计的理念和线路平、纵组合设计的要点,为其他学者的研究、同类项目的设计提供了参考。
关键词:悬挂式单轨交通;线路设计;同心圆设计;模块化设计;线路平、纵组合设计;悬挂式单轨交通系统(又称为“空轨”)是一种中小运量的单轨交通制式,车辆走行部及转向架位于轨道梁内,车体悬挂在轨道梁下行驶[1]。
悬挂式单轨一般采用钢结构高架桥,桥墩多采用倒L型墩或Y型墩,可方便的布设在绿化带、人行道等城市空间中,节约了宝贵的城市用地,成为解决城市交通拥堵问题的有效手段[2]。
目前已有诸多学者开展了悬挂式单轨交通线路设计及相关研究,郭臣对悬挂式单轨交通线路设计关键技术开展了研究,提出了平面技术标准和纵断面技术标准的研究成果[3]。
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悬挂式单轨吊车梁的设计摘要:根据悬挂式单轨吊车梁的设计原理,结合实际工程阐述了悬挂式单轨吊车梁截面验算及轨道连接节点设计等,可供参考。
关键词:单轨吊车梁;设计1.引言石油化工行业中经常用到悬挂式单轨吊车梁,以前由于生产规模有限,单轨吊车梁的额定起重量一般不超过10t,设计中直接选用标准图集《单轨、悬挂吊车梁通用图》[1](HG 21542-92)或《悬挂运输设备轨道》(05G359-1~4)[2]即可。
近年来,随着企业生产规模的不断扩大,需要使用的悬挂式单轨吊车梁的额定起重量经常会超过10t,这就需要掌握计算方法,设计出符合需求的单轨吊车梁。
2. 轨道设计的基本要求1)悬挂式单轨吊车梁通常是采用热轧的工字钢悬挂于屋盖承重结构或独立支柱、支架上。
常用单轨吊车起重量一般为0.25t ~10t。
悬挂式吊车梁一般可分为直线轨道梁和弧形轨道梁。
直线轨道梁有不带悬臂轨道和带悬臂轨道。
单轨吊车梁所选用的工字钢型号范围,弧形梁的曲率半径(要考虑吊车行驶所允许的最小半径)、吊车起重量、吊车台数及车挡位置等资料应先由工艺设计人员提供,结构设计人应验算工字钢的强度、稳定性和挠度。
对于承受较大额定起重量的轨道工字钢,还应对轨道下翼缘在轮压作用下进行折算应力的补充验算。
轨道采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,并用分项系数的设计表达式进行计算。
根据使用要求,轨道按承载能力极限状态中的可变荷载效应控制的基本组合进行强度、稳定和下翼缘折算应力计算,按正常使用极限状态中的荷载效应的标准组合进行挠度计算。
2)不带悬臂轨道直线梁可按材料、安装及支承条件设计成简支梁或双跨、三跨的连续梁。
带有悬臂的直线轨道,不论轨道有几跨,为了简化计算,轨道的悬臂计算长度均按一端有悬臂的单跨简支直线轨道进行计算,并不考虑轨道分布自重的影响。
直线轨道釆用反算法,即根据已知的轨道工字钢型号、支承条件、计算跨度、钢材的强度设计值和轮压值等,将有关参数代入相关的计算公式,按强度、挠度、稳定及下翼缘折算应力的公式进行计算。
多支承点的弧线工字形轨道,在集中荷载和分布自重荷载作用下为受弯剪扭的开口薄壁构件,其精确计算较为复杂。
为简化计算,弧线轨道支承点等于或多于三个时,均按三个考虑,并先略去分布自重荷载不计,待弧线轨道内力求得后再乘以自重影响系数,自重影响系数取1.05。
3)轨道的安全等级为二级,构件的重要性系数。
悬挂式单轨吊车梁的轨道梁一般只考虑一台手动单轨吊车或电动葫芦的作用,并可简化为一个集中荷载作用在梁上进行计算,轨道梁的自重按均布荷载计算。
计算梁强度、稳定性和下翼缘折算应力时,动荷载设计值应乘动力系数。
对电动葫芦的动力系数为1.05,对手动单轨吊车的动力系数则为1.0。
考虑到轨道受悬挂运输设备车轮的磨损,在强度、稳定、挠度以及下翼缘折算应力计算时,轨道的截面模量(抵抗矩)和截面惯性矩均应乘以磨损折减系数0.9。
手动单轨吊车或电动葫芦轨道梁的挠度值不应超过跨度的1/400。
当轨道梁为悬臂梁时,悬臂端的挠度值不应超过悬臂长度的1/200。
3.直线轨道计算1)强度计算抗弯强度计算-----在竖向荷载作用下绕强轴(x轴)的弯矩设计值------截面塑性发展系数,对轨道工字钢,取------考虑轨道截面磨损的折减系数,可取0.9------为梁对X轴的净截面抵抗矩-----竖向集中荷载-----单轨吊车梁自重-------动力系数、-------荷载分项系数,分别取1.4、1.2------梁跨度-------钢材的抗拉强度设计值由于型钢梁腹板较厚,一般都可满足抗剪强度要求,截面无较大削弱时可不计算抗剪强度。
2)挠度计算单跨简支梁两跨等跨连续梁三跨等跨连续梁-----钢材的弹性模量------梁对X轴的惯性矩-----轨道的挠度值-----轨道的容许挠度值3)稳定计算工字钢简支直线轨道,当其受压翼缘的自由长度l1与其宽度之比b1之比满足《钢结构设计规范》[3]GB 50017-2003第4.2.1条要求时,该轨道可不进行整体稳定计算。
否则应按下式计算整体稳定性-----为梁对X轴的毛截面抵抗矩-----梁的整体稳定系数,按《钢结构设计规范》[3]GB 50017-2003附录B中轧制普通工字钢简支梁表B. 2取用。
4)下翼缘折算应力计算悬挂运输设备悬挂在轨道下翼缘,并沿轨道行驶,此时轨道下翼缘不仅产生整体应力,还产生由轮压作用造成的横向和纵向局部应力。
所以轨道下翼缘是在一种复杂的应力状态下工作,对于额定起重量较大的悬挂运输设备轨道,需要迸行下翼缘折算应力补充验算。
影响轨道下翼缘局部应力的因素很多,但主要因素是轮压的大小、作用点的位置和翼缘的厚度,轮压的大小和翼缘的厚度只影响局部应力的大小,而轮压作用点的位置不仅影响局部应力的大小,并决定危险点的位置。
由于轮压的作用点位置经常变化,轨道下翼缘的局部应力危险点也随之变化。
当轮压作用点靠近轨道腹板时,危险点就发生在1点和2点;当轮压作用在翼缘中间时,危险点就出现在3点和4点;当轮压作用点在翼缘边缘时,危险点就在5点和6点出现,如图1所示。
图1轨道下翼缘局部应力危险点位置图轮压作用点的位置对局部应力的影响可用k-ξ曲线表示,如图2表示。
ξ是轮压作用点位置系数,表示轮压作用点至轨道腹板边的距离i与轨道翼缘悬臂板宽a的比值。
图2 曲线图i-----轮压作用点至腹板边的距离a----轨道翼缘悬臂板宽b-----轨道翼缘宽度c-----轮缘与轨道翼缘边缘间的距离,一般取3~5mme----轮压作用点至轮缘边的距离;对热轧工字钢,e=0.164R,R为车轮踏面曲率半径tw-----轨道腹板厚度下翼缘局部应力计算时有关尺寸如图3所示。
图3下翼缘的局部应力计算时有关尺寸图1点处局部应力为3点处局部应力为5点处局部应力为----局部应力计算系数,按图2查取t -------工字钢翼缘离其边缘b-tw4处的厚度、--------分别为沿X轴、y轴方向的各点应力,当为负值时表示压应力,当为正值时表示拉应力;Pmax ----一个车轮的最大轮压设计值,吊车制造厂家未提供时,可按下式计算。
k-----轮压不均匀系数,一般可取1.2~1.5n-----轮子数------电动葫芦自重标准值------额定起重量所对应的荷载标准值1点处折算应力为3点处折算应力为5点处折算应力为-------强度设计值增大系数,,当与同号或时,取1.1,i;当与异号时,取1. 2。
-----轨道跨内沿y轴方向的最大整体应力。
满足下翼缘折算应力验算的措施通过大量计算发现,釆用由Q235-B钢轧制的较小工字钢型号,且轨道计算跨度较大时,其轨道的承载能力不是由下翼缘折算应力控制;采用其他工字钢型号和轨道计算跨度时,其轨道的承载能力均由下翼缘折算应力控制。
所以,在轨道计算时,为满足下翼缘折算应力要求,可釆取以下的措施。
(1) 在轨道下翼缘的折算应力计算中,影响折算应力值的因素主要是轮压大小和下翼缘厚度。
轮压值由制造厂提供,其值一般为平均轮压值的1.2 ~1.5倍。
当选用悬挂运输设备时,建议选用轮压较小的悬挂运输设备,当悬挂运输设备一经选定, 其轮压值是固定不变的,下翼缘厚度就成为影响折算应力的关键因素。
为了解决下翼缘厚度问题,可选用下翼缘较厚的工字钢,以满足下翼缘折算应力的要求;也可在满足悬挂运输设备行驶要求条件下,在轨道下翼缘下表面贴焊通长钢板,以增加下翼缘厚度,减小折算应力,满足设计要求,但该方法施工较为麻烦。
(2) 对悬挂额定起重量10t以上的悬挂运输设备,其轨道建议优先釆用钢材强度设计值高于Q235-B 的钢材轧制的工字钢。
4. 连接设计与构造要求混凝土屋架、屋面梁、楼面梁等支承结构,通过受剪螺栓与连接件的竖板连接,连接件底板通过受拉螺栓与轨道连接,受拉螺栓和受剪螺栓统称为连接螺栓。
连接螺栓通常釆用C 级普通螺栓,但对于悬挂额定起重量为10t以上的轨道,宜采用高强度螺栓连接,并用双螺母固定。
受拉普通螺栓的直径不宜小于14mm,受拉高强度螺栓的直径不宜小于16mm,螺栓的数量一般要求每边不少于两个;受剪普通螺栓的直径不宜小于16mm,受剪高强度螺栓的直径不宜小于20mm,螺栓的数量通常为两个。
受拉和受剪螺栓的直径和数量均由计算确定。
当受拉螺栓与轨道工字钢翼缘斜面连接时,还应增设方斜垫圈.简支直线轨道应在支承点处做工字钢分段的构造连接,工字钢间隙一般留2mm,焊后磨平。
为避免悬挂运输设备行驶到拼接处发生卡轨现象,轨道翼缘拼接釆用等强度对接透焊。
轨道接头拼接位置宜设在距支承点1/3 ~ 1/4跨度范围内。
轨道工字钢翼缘采用等强度斜对接透焊,腹板釆用等强度正对接透焊。
焊后在悬挂运输设备轮子行走范围内,应将焊缝表面磨平,保证悬挂运输设备平稳行驶。
轨道与支承结构连接一般包括连接螺栓(受拉螺栓、受剪螺栓)、连接件(底板、竖板),可按有关规范和手册进行计算。
轨道分简支轨道和连续轨道,所以受拉螺栓按连接节点一侧螺栓计算,并考虑撬力作用。
受剪螺栓应按同时承受剪力和杆轴方向的拉力的作用进行计算,按《钢结构设计规范》[3]GB 50017-2003中公式(7. 2.1-8)进行计算,保证剪力设计值<0.8倍受剪螺栓的受剪承载力设计值。
底板设计:(1)当连接节点一侧受拉螺栓采用单排时,底板可按双向受弯计算。
(2)当连接节点一侧受拉螺栓采用双排时,底板可按单向受弯计算。
竖板分别按承压和抗拉进行计算,并满足构造要求。
5.算例已知某多层厂房,楼面梁下悬挂一台额定起重量为16t的电动葫芦,电动葫芦自重标准值为1340kg,轨道工字钢型号适用范围为I36a~ I63c,,其车轮踏面曲率半径为167mm,轮子数n=8,其轨道为直线段轨道,计算跨度为4.5m,试选用轨道工字钢型号、允许悬臂长度及连接件编号。
解:⑴设计参数及简图额定起重量所对应的荷载标准值为16*9.8=156.8KN集中荷载标准值P=156.8+1.340*9.8=169.932 KN轨道釆用反算法,初步选定轨道工字钢为I63a,钢材Q235-B钢材Q235-B,,,轨道工字钢选用I63a,单轨吊车梁自重121.675 Kg/m,,直线段轨道按单跨单跨简支梁考虑,计算简图如下:图4 轨道梁计算简图⑵轨道梁计算a)抗弯强度计算满足要求b)挠度计算满足要求c)稳定计算满足要求d)下翼缘折算应力计算由吊车制造厂家提供的轮子数据估算:c=4mm,R=167mm查k-ξ曲线图得:,一个车轮的最大轮压设计值1点处局部应力为3点处局部应力为5点处局部应力为1点处折算应力为3点处折算应力为5点处折算应力为折算应力不满足要求,工字钢型号已不能加大,将轨道钢材由Q235改为Q345。
显而易见,折算应力不超过修改后的钢材强度设计值,满足要求。