架桥机计算书.doc

架桥机计算书.d o c -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

DF30/70Ⅲ型架桥机

稳

定

性

计

算

书

计算单位：郑州大方桥梁机械有限公司校核单位：湖南对外建设有限公司张花高速28标

2011 年 6 月 10 日

1 主参数的确定：

DF30/70Ⅲ型架桥机依据“DF30/70型架桥机设计任务书”而设计的混凝土预制梁架设安的专用设备，起吊能力 70 吨；适应桥梁跨径≤30 米，并满足斜（弯）桥梁的架设要求。主要技术参数如下：

起吊能力：70t

适用桥梁跨径：≤30m

适用最大桥梁纵坡：±3%

适用斜桥角度：0-450

适用弯曲半径：250m

小车额定升降速度：min

小车额定纵向行走速度：min

主梁空载推进速度：min

大车横向行走速度：min

运梁平车轨距：2000mm

运梁平车空载速度：17m/min

运梁平车重载速度：min

本架桥机的设计是依据 Q/ZDF010-1999《安装公路桥梁用架桥机通用技术条件》 [1]，并参照 GB3811-83 《起重机设计规范》 [2]、GBJ17-88《钢结构设计规范》[3]及起重机设计手册[4]进行。

2 整机稳定性计算：

架桥机纵向稳定性分析

架桥机纵向稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段，该工况下架桥机的支柱已经翻起，1号天车及2号天车退至架桥机尾部作为配重，整机稳定系数Kw≥。

架桥机受力如下图所示：

其中导梁前支腿Q

前腿=，导梁重量简化至其结构中心，Q

导梁

=，主梁支点中心前

一段重Q

主梁=，支点中心后一段Q

主梁

=。两天车重心相距3m，Q

车

=6t。

PW=CKhqA ，

C —风力系数查[4]表1-3-11，C取

Kh —风压高度变化系数查[4]表1-3-10，Kh取1 q —计算风压查[4]表1-3-9，q 取25kg/m2

A —迎风面积A=7 m2

则：PW=×1×25×7=245 kg H=6m

倾覆力矩 M1=×32+×27+×+×6 =293t·m

稳定力矩 M2=×+6×+6×+4×=450 t·m

稳定系数 Kw=M2/M1=450/293=> 符合要求

架桥机横向稳定性计算

根据本架桥机的结构特点，架桥机提的梁为抗倾覆作用，因此只需分析非工作条件下架桥机的稳定性。

2. 结构计算：

由于架桥机用于公路桥梁工程预制梁的安装，每年工作约 6-8 个月，每天连续工作不超过6 小时，故只对结构进行强度和刚度计算，而不进行其疲劳强度的计算。

主梁结构计算：

本架桥机主梁采用双梁组合，标准节采用“A”字桁架，每节长 8米，最后一节长 4 米，导梁采用“A”字变截面，长 10 米，主梁全长54 米，采用销轴连接，每条梁7 节(含1 节导梁)，见下图。

计算荷载：

安装中梁时，P 中=（Q车/2+Q梁/4）×K1

安装边梁时，P 边=（Q车/2+Q梁/2）×K2

式中： P 中---------安装中梁时作用于单根“A”字桁架主梁的荷载

P 边---------安装边梁时作用于单根“A”字桁架主梁的荷载

Q车----------起吊小车质量，Q车=6000kg

Q梁----------预安装混凝土梁（板）的质量, Q梁=70000kg

K安装中梁时的综合系数，取K1=

K2-----------安装边梁时的综合系数，取K2=

计算荷载为：P 中=24600kg

P 边=45600kg

计算方法：利用 SAP91 钢结构有限元分析计算程序进行主梁的强度及刚度检算，采用许用应力计算方法，满足：

σmax≤[σ]=σs/n=2350/=1760 kg/cm2 Q235材质

τmax≤[τ]= [σ]=1000 kg/cm2 Q235材质

σjy≤ [σjy]=[σ]=3525 kg/cm2 Q235材质

fmax≤[f]=L/(700～1000) L为主梁计算跨度

计算工况：

工况Ⅰ：架桥机空载前移，前端悬臂约32m，如下图：

工况Ⅱ：导梁前支腿到位，前支腿悬挂过孔，如下图：

工况Ⅲ：前小车吊梁走到跨中，后小车还没起吊梁，如下图：

工况Ⅳ：前小车走到距前支腿，后小车起吊梁，如下图：

工况Ⅴ：架设边梁，载荷作用于前、中支腿附近，如下图：

主梁结构计算分析：

针对工况Ⅰ、工况Ⅱ、工况Ⅲ、工况Ⅳ和工况Ⅴ，对主梁结构进行有限元计算，计算结果如下：

工况Ⅰ：应力超过1700kg /cm2的杆件分布范围如下：

最大应力：σmax=2022kg/cm2 (下弦杆)

最大挠度：f max=–42cm (主梁前端)

支反力：R前=0

R中=14498×2=28996kg

R平=1473×2=2946kg

主梁接头处最大轴力：

上弦Nmax= +×105kg

下弦Nmax= ×105 kg

工况Ⅱ：没有应力超过1700Kg/cm2的杆件：

最大应力：σmax=1597kg /cm2 (上弦杆) 最大挠度：f=–3cm

支反力：R导前=3744×2=7488kg

R中=8212×2=16424kg

R平=5977×2=11954kg

主梁接头处最大轴力：

上弦Nmax= ×105 kg

下弦Nmax= +×105 kg

工况Ⅲ：应力超过1700kg /cm2的杆件分布范围如下：

最大应力：σmax= 3024kg /cm2 (上弦杆) 最大挠度：f=–10cm (跨中)

支反力：R前=12390×2=24780kg

R中=14791×2=29582kg

主梁接头处最大轴力：

上弦Nmax= ×105 kg

下弦Nmax=+×105 kg

工况Ⅳ：应力超过1700kg /cm2的杆件分布范围如下：

最大应力：σmax= 2564kg /cm2 (上弦杆)

最大挠度：f=– (跨中)

支反力：R前=12150×2=24300kg

R中=19526×2=39052kg

R顶=6340×2=12680kg

主梁接头处最大轴力：

上弦Nmax= ×105 kg

下弦Nmax=+×105 kg