高速公路40mT梁架桥机计算书
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附件三：架桥机计算书
一、主梁过孔时强度计算:
1、自重荷载：（1）单桁架主梁自重q主=5.76KN/m
（2）前支承自重q前=20.5KN
（3）前支自重q前支=70KN
（4）天车横移、纵移q横纵=100KN
过孔时梁中的最大弯矩:
Mmax=q前/2×41×104+41×0.49×41/2×104
=2.05/2×41×104+41×0.575×41/2×104+23×7×104
=(42.025+483+161) ×104
=686×104N.m
上下弦所承受的最大轴力:
Nmax=Mmax/h
=686×104N·m/2.415m
=284×104N
上弦杆(上弦杆32b工字钢钢对扣,上贴12*240钢板,侧贴12*300钢板)的面积为:
A=(12*300*10-6+12*240*10-6+55.1*10-4)*2
=239.8*10-4
上弦杆的工作应力
σmax= Nmax/A
=284×104N/(239.8×10-4)m
=118 MPa
考虑组合因素安全系数n=1.33,上下弦材料采用:Q235-B σS=210 MPa
许用应力[σ]= σS/1.3=161Mpa
工作应力: σmax=118 Mpa<161Mpa, 过孔时上弦满足强度条件。
下弦杆(下弦杆25b槽钢对扣,上贴10*230钢板,侧贴10*220钢板)的面积为:
A=(10*230*10-6+10*220*10-6+2*39.91*10-4)*2
=124.82*2*10-4
=249.64*10-4
下弦杆的工作应力
σmax= Nmax/A
=284×104N/(249.64×10-4)m
=113.8 Mpa
考虑组合因素安全系数n=1.33,上下弦材料采用:Q235-B σS=210 MPa
许用应力[σ]= σS/1.3=161Mpa
工作应力: σmax=113.8Mpa<161Mpa, 过孔时下弦满足强度条件。
2、过孔时悬臂达到最长时，悬臂端处的挠度：
主梁截面对中性轴的惯性矩：
上弦截面积为A1=239.8, 下弦截面积为A2=249.6,主梁上下截面合计为:A=489.4×10-4
Iy=489.4×(2.415/2)2×10-4
=713.6×10-4m4
E=210*109 Mpa
考虑简单计算：桥机过孔时为悬臂的外伸梁，图中为过孔时为保证不倾覆所加的配重，利用叠加原理计算悬臂端的挠度。
设定单桁架主梁前支承自重产生的挠度为f1
f1=PL3/3EI=2.05/2×104×413/（3×210×109×349.6×10-4）
=70644.025×104/220248×105
=0.032m
设定单桁架主梁前支自重产生的挠度为f1
f1=PL3/3EI=7/2×104×233/（3×210×109×349.6×10-4）
=42584.5×104/220248×105
=0.019m
设定主梁自重产生的下挠度为f2
f3=qL4/8EI
=0.576×104×414/(8×210×109×349.6×10-4)
=0.277m
总和下挠度为f= f1+ f2+ f3
=0.032+0.016+0.277
=0.325m
根据钢结构设计规范f 总体下挠度小于许用下挠度,满足刚度要求。 3、过孔时，销板及销轴的强度计算 （一）过孔时，当上弦单块销板及销轴处于最不利位置，此时其受力最大； （1）销板的抗拉强度要求： 此时单块销板的受力为:284×104N 销板材料为1Q235-B, 考虑组合因素安全系数n=1.33, σS=215 Mpa 许用应力[σ]= σS/1.3=165Mpa 挤压应力为[σ挤压]= 1.6*[σ]=264 Mpa 其挤压强度为: 销板最溥弱部位抗拉强度为: f拉=284×104N /(310-90)*80*10-6m2 =161Mpa f拉<[σ],满足强度要求。 （2）销轴的剪切及抗拉强度要求 销板材料为:40Cr 屈服强度σS=340Mpa,安全系数取1.3 许用应力[σ]= σS/1.3=261 Mpa 许用剪切应力为: [σ剪切]= 261 Mpa×0.6=156 Mpa 许用挤压应力为:[σ挤压]= 261 Mpa×1.6=418Mpa 销轴的剪切强度计算: 单根销轴的受力为: 284×104N/2=142×104N 销轴为双面剪,受剪面积为:AQ=πd2×2/4=3.14×902×2×10-6/4 =12717×10-6m2 销轴的工作剪应力:τ=Q/ AQ =142×104N/12717*10-6m2 =112 Mpa 工作剪应力: σmax=112Mpa<[σ剪切], 销轴满足抗剪强度条件。 （二）过孔时，当下弦单块销板及销轴处于最不利位置，此时其受力最大；（1）销板的抗拉强度要求： 此时单块销板的受力为:284×104N/2=142×104N 销板材料为1Q235-B, 考虑组合因素安全系数n=1.33, σS=215 Mpa 许用应力[σ]= σS/1.3=165Mpa 挤压应力为[σ挤压]= 1.6*[σ]=264 Mpa 其挤压强度为: 销板最溥弱部位抗拉强度为: f拉=142×104N /(240-90)*80*10-6m2 =118Mpa f拉<[σ],满足强度要求。