70t跨线移动龙门吊设计计算

５ 结构受力分析
5.1 支座及吊重位置图 吊重时天车轮子位置分别取图 ３ 三处计算
（图中 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 为支点位置）。 对于各种工况组合，需检算龙门吊的各种工
作状态下，在各不利吊点的受力情况。受纵向风荷 载作用的工况，由于结构本身的对称性，可在吊点 １、吊点 ３ 两个位置中选择一处检算（尽管起吊点 和天车前后轮位置并不相等，但是影响很小，可以 忽略不计），同时检算吊点 ２ 在横向风力作用下， 选择最不利吊点 ３ 进行检算即可。 5.2 计算建模
工作状态最大风压：PⅡ＝２５０ Ｐａ，风力系数：C＝１．７０；
工作状态风荷载：PW＝CpA。
迎风充实率：φ＝
０．１２×２＋０．０７５×２＋０．０７５×１．４１４ ２×２
＝
０．１２４，ｂa ＝１
挡风折减系数：η＝０．８７９ ２，按 ４ 片桁架考虑：
顺桥向总迎风面积：Ax＝
１－ηｎ １－η
φAx０＝
１－０．８７９２４ １－０．８７９２
据，采用极限状态法对某高速铁路钢桁梁提梁用 ７０ ｔ 移动龙门吊进行结构受力计算及稳定性分析。该文重点介绍了门式起重机
按规范进行荷载取值和荷载组合，以及采用 ｍｉｄａｓ ｃｉｖｉｌ 进行建模计算和优化设计的方法。
关键词：龙门吊机；设计计算；结构受力；稳定性分析
中图分类号：Ｕ４４５．３２ 文献标识码：Ｂ
Ｃ２：起重机非工作状态，有非工作状态风载。 Ｃ３：起 重 机 动 载 试 验 下 ，有 试 验 状 态 风 载 ，提 升起重结构。 Ｃ４：大车速度 ν１＝０．１６ｍ／ｓ＜０．７ ｍ／ｓ，此工况不 予考虑。 Ｃ５：考 虑 施 工 现 场 状 况 ，不 考 虑 倾 翻 力 ，现 场 在起吊时应严格控制起吊位置速度，保证起吊结 构与周围结构的安全距离，严禁不规范操作。 Ｃ６：正常工作状况下，意外停机。 Ｃ７：起 重 机 带 额 定 起 升 重 量 ，机 构 失 效 ，对 于 该门吊结构，此项与 Ｃ６ 相同。 Ｃ８：因该结构重要级别未达到，该项目不予考 虑。 Ｃ９：起重机安装拆卸工况，该结构系参考某桥 ５５ ｔ 移动龙门吊设计，安装拆卸对比后，可不予考 虑。 Pmax＝（γ１Px１，γ２Px２，……），其中 γ１ 为分项系数； Px１ 为各个荷载设计值；Pmax 为荷载组合计算结果。 各工况各个荷载分项系数及动力系数如表 １ 所列。
6.1.2 横桥向稳定验算
横桥向风压：hf＝８５．１７ ｋＮ，作用位置离门吊最
低点：z０＝２３ ｍ，分项系数 １； 吊件受到的风压：hf＇＝８．５ ｋＮ，作用位置离门吊
最低点：z０＇＝５４ ｍ，分项系数 １； 最不利状况考虑该风载，与天车走行时刹车
（停机）组合，刹车产生的惯性力：
吊重的惯性力：g１＝９０ ｋＮ，作用位置离门吊最
姨 h ＝１．１２。 天 车 横 向 运 行 冲 击 系 数 ：φ４２＝１．１＋０．０５８ ν２·
姨 h ＝１．１０。 （６）采用普通吊具的无级变速控制的连续变化
变速驱动的流动式起重机驱动机构引起的荷载变 动系数：φ５＝１．２。
（７）走行大车制动时间取：t＝２．５ ｓ，水平惯性力， 天车及大车水平惯性力系数：φ５a＝０．０６４×５＝０．０９６ （此处 φ５ 取值不同于上面 φ５），小于建筑结构荷载 规范规定，按 ０．１ 取值，门吊质心分布详见图 ２ 所示。
图（单位：cm）
２ 计算依据及主要参数
（２）龙 门 吊 起 升 荷 载（含 下 滑 轮 组 及 吊 钩 、吊 具和钢丝绳）：ＰＱ＝９００ ｋＮ。
（３）自重振动荷载：φ１PQ＝１．１×２ ２４３＝２ ４６７．３（ｋＮ）。 （４）起升状态为 ＨＣ２，β２＝０．３４，φ２ｍｉｎ＝１．１０。 参考 ＧＥ Ｆａｎｕｃ 系列门 吊 ， 取 稳 定 起 升 速 度 νq＝νｑｍｉｎ＝１０ ｍ／ｍｉｎ＝０．１６７ ｍ／ｓ。 φ２＝φ２ｍｉｎ＋β２νq＝１．１６ 起升动荷载：φ２PQ＝１．１６×９００＝１ ０４４（ｋＮ）。 （５）轨道高差取：h＝５ ｍｍ，大车走行速度为： ν１＝０．１６ｍ／ｓ，天车走行速度为：ν２＝０．０２５ ｍ／ｓ。则： 大 车 纵 向 运 行 冲 击 系 数 ：φ４１＝１．１＋０．０５８ ν１·
１２２ 桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１３ 年 ７ 月第 ７ 期
70 t 跨线移动龙门吊设计计算
董柏富
（富阳市交通运输局，浙江富阳 ３１１４００）
摘 要：某高速公路跨江特大桥，主桥为下承式连续钢桁拱结构，孔跨布置为（１３２＋２７６＋１３２）ｍ，主桥全长 ５４０ ｍ。在工程施工中，
主桥在两边跨各设置一台 ７０ｔ 跨线移动龙门吊，用于边跨钢梁的拼装及钢梁杆件的上桥的提升。以 ２００８ 版起重机设计规范为依
＝５．９０ ＞１ （按 起 重 机 规
范）。
6.2 非工作风压下门吊稳定验算
6.2.1 顺桥向稳定验算
顺桥向门吊风压：sf＝３８９．５ ｋＮ，作用位置离门
吊最低点：z０＝３６ ｍ，分项系数 １．２；
２０１３ 年 ７ 月第 ７ 期
城市道桥与防洪
桥梁结构 １２５
门吊自重：PG＝２ ２４３ ｋＮ，吊具自重：PD＝２００ ｋＮ， 对最前面的轮箱作用位置：y１＝７ ｍ，实际作用距离 约 ８ ｍ，分项系数 １。
K＝（P１G．+２PsfD）z０y１ ＝１．０２＞１（按起重机规范），在此 工况下，龙门吊机稳定性满足要求，但也要求设置 斜“八“字缆风，锁定走行大车，以确保龙门吊机结 构的安全。 6.2.2 横桥向稳定验算
横桥向风压：hf＝５６８．９ ｋＮ，作用位置离门吊最 低点：z０＝２３ ｍ，分项系数 １．２；
门吊自重：PG＝２ ２４３ ｋＮ，吊具自重：PD＝２００ ｋＮ， 对最外侧的轮箱作用位置 x１＝１６ ｍ，分项系数 １。
K＝（P１G．２+hPfD）z０y１ ＝２．４９＞１（（按起重机规范）。 6.3 突然卸载情况门吊稳定验算 6.3.1 顺桥向稳定验算
顺桥向门吊风压：sf＝３８９．５ ｋＮ，作用位置离门 吊最低点：z０＝３６ ｍ，分项系数 １；
该项设计依据《起重机设计规范》（ＧＢ／Ｔ ３８１１－ ２００８） 进行设计，龙门吊结构基本形式如图 １ 所 示，采用 Ｎ 型万能杆件拼装而成；净高 Hj＝５０ ｍ，净 跨度 Lp＝２８ ｍ。
龙门吊工作级别：属于门式轨道起重机，工作 级别为 Ａ５。
３ 计算荷载
3.1 常规荷载 （１）龙门吊自重：ＰＧ＝２ ２４３ ｋＮ。
动载试验荷载系数：
φ６＝０．５（１＋φ２）＝１．１５５。
４ 荷载组合
应用极限应力法计算，工况如下： Ａ１：无风载下，起吊地面物品。 Ａ２：因该吊机无突然卸除部分起升重量的工 况，不予考虑，现场应注意检查吊装结构各部位的 连接、捆绑。 Ａ３：无风载下，吊起结构重力与吊机运动组合。 Ａ４：无风载下，起重机在不平的道路或轨道运行。 Ｂ１：有工作状态风荷载下，起吊地面物品。 Ｂ２：因该吊机无突然卸除部分起升重量的工况， 不予考虑，现场应注意检查吊装结构各部位的连 接、捆绑。 Ｂ３：有工作状态风荷载下，吊起结构重力与吊 机运动组合。
２０１３ 年 ７ 月第 ７ 期
表 1 各个荷载分项及动力系数一览表
工况 起重机自重 起升质量 不平道路冲击 非起升驱动力 全部驱动力 工作风荷载 非工作风荷载
Ａ１
１．１６／φ１
１．３４／φ２
０
０
０
０
０
Ａ３
１．１６／１
１．３４／１
０
０
１．５５／φ５
０
０
Ａ４
０
０
１．１６／φ４
１．５５／φ５
０
０
０
Ｂ１
１．０５／φ１
１．２２／φ２
０
０
０
１．１０／１
０
Ｂ３
１．０５／１
１．２２／１
０
０
１．４１／φ５
１．１０／１
０
Ｂ４
０
０
１．０５／φ４
１．４１／φ５
０
１．１０／１
０
Ｃ２
１．０５／１
０
０
０
０
０
１．１０／１
Ｃ３
１．０５／φ１
０
０
０
０
１．０５／１
０
Ｃ６
１．０５／１
１．１０／１
０
０
０
０
０
试验荷载 ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
１．１／φ６ ０
采用 Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ 建模，将以上工况荷载组合 带入运行计算，计算模型见图 ４ 所示。计算模型经 反 复 修 改 ，使 最 终 万 能 杆 件 结 构 的 挠 度 、内 力 、稳 定计算均满足规范或万能杆件的承载能力要求， 此外还应对薄弱节点、孔壁挤压等细节进行校核。
１２４ 桥梁结构
城市道桥与防洪
×
０．１２４×３３２＝１３７．２（ｍ２）
横
桥
向
总
迎
风
面
积
：Ay＝
１－ηｎ １－η
φAy０＝
１－０．８７９２４ １－０．８７９２
×０．１２４×４８５＝２００．４（ｍ２）
正常工作状态风压：
Pwx＝ＣPⅡAx０＝５８．３１（ｋＮ）； Pwy＝CPⅡAy０＝８５．１７（ｋＮ）。 3.3 特殊荷载
3.3.1 非工作状态风荷载
吊最低点：z０＝３６ ｍ，分项系数 １； 吊件受到的风压：sf＇＝８．５ ｋＮ，作用位置离门吊
最低点：z０＇＝５４ ｍ，分项系数 １； 最不利状况考虑该风载，与门吊走行时刹车
（停机）组合，刹车产生的惯性力：
门吊的惯性力：g１＝２２４．３ ｋＮ，作用位置离门吊
最低点：z１＝３２ ｍ，分项系数 １；
吊重的惯性力：g２＝９０ ｋＮ，作用位置离门吊最
ｆ／Ｌ＝ １／１０３８（满足要求）； （３）门吊在非工作状态风况（纵向风力）下，Ｂ、