预制场龙门架计算书

诸永高速公路温州段第三合同段

预

制

场

龙

门

架

计

算

书

浙江省宏途交通建设有限公司

2005年12月16日

预制场龙门架计算书

一、工程概况

诸永高速公路温州第三合同段预制场主要承担621片梁板预制，其中40米T梁275片，30米T梁15片，28米T梁15片，35米箱梁312片，25米箱梁4片，40米T梁（边板）最大吊装重量为111.2吨，由于是两个龙门吊抬一片梁，预制场龙门架的最大起吊重量按55.6吨来考虑。T梁边跨边梁模板自重为5.2吨。

二、龙门架设计框架

预制场龙门架采用国产贝雷桁架结构，行走系统采用43E钢轨双排。龙门架上横梁采用平行8排10片上下加强贝雷构成，计算跨径27米。支腿采用6排2片上下加强贝雷构成。上横梁与支腿连接采用贝雷销子和槽钢等加工件，下横梁采用4排4片贝雷连接，横排之间采用小框架连接。天梁上布设起吊能力为70T的天车（简图附后）

三、基本力学参数

1、贝雷规格3米×1.5米，重273千克/片，加强弦杆80千克/支，销子3千克/只，小框架24千克/只，弦杆螺栓2千克/个。

2、40米T梁1/2自重55.6吨，卷扬机8吨，动滑轮组20吨（10股钢丝绳），电动葫芦8吨。

3、贝雷力学指标：

（1）加强贝雷单片惯性矩：I0=577450cm4,抵抗矩：W0=7700cm3弦杆载面积A=25.48cm2，单位抵抗矩：W0=3570cm3

（2）加强贝雷弹性模量：E=2.1×106千克/cm2

(3) 加强贝雷容许弯矩[M0]=975KN.M，弦杆加强后[M0]=1680KN.M

（4）贝雷容许弯抗应力：[δ0]=2730千克/m2

（5）贝雷容许剪应力：[ζ0]=2080千克/m2

（6）、弦杆纵向容许荷载【P0】=638KN

（7）、三排以上贝雷组拼门架，荷载分布不均匀系数采用0.9。（8）、T梁超载系数取1.05。

（9）、冲击系数取1.20。

（10）、桁片惯性矩I0＝250500cm4，桁片断面率W0＝3570cm3

四、荷载组合情况

1均布荷载（龙门架自重荷载）

（1）、贝雷桁架W1＝151kg/m×8＝1208kg/m（已包括各种附件重20kg在内）

（2）、天梁上轨枕W2＝35kg/m×2＝11.9kg/m（上轨枕为双倍14＃槽钢，间距为60cm，每根轨枕重量35kg）见附图

（3）、天梁上钢轨W3＝43kg/m×2＝86kg/m

（4）底梁（30c＃工字钢）及连接件W4＝57.5kg/m×2＝115kg/m 均布荷载q＝（W1+ W2+ W3+ W4）×1.025＝1567kg/m（1.025为材重不均匀系数）

2集中荷载

（1）、起重平车自重P1＝3t

（2）、40mT梁（边跨边梁）55.6t，采用超载系数1.05和冲击1.20 P2＝55.6×1.05×1.20＝70.06t

P＝P1+P2＝73.1t

五、简化力学模式

龙门架上横梁受力按简支结构验算为最不利，它承受均布荷载q和集中荷载p，受力如图所示，当集中荷载p位于跨中时弯矩最大，当p 接近支座端时简力最大，此时跨中弯矩Mp近似为零。

六、上横梁桁架计算

1、强度验算

（1）、均布荷载产生的最大弯矩（跨中最大弯矩）

Mq＝1/8×1.567×272＝142.79t*m

（2）集中荷载产生最大弯矩

MP=P.L/4=73.1×27/4=493.43 t.m

则Mmax=Mq+Mp=636.22 t.m

δmax=Mmax/W0=636.22×103×102/7700=8262.60 t.m 单片贝雷，考虑荷载分布不均匀系数0.9。则有

M=636.22÷(8×0.9)=88.36 t.m

[M0]=0.9×168=151.2 t.m

因为M＜[M0]

所以满足要求.

δ=8262.6/（8×0.9）=1147.6千克/cm2

δ0=0.9[δ0]=0.9×2730=2457 kg/cm2

因为δ＜[δ0]

所以满足要求.

（3）均布荷栽和集中荷栽共同作用下产生的最大剪应力（支点处最大）

Pmax=q×27÷2+P=1.567×27÷2+73.1=94.3 t

ζmax=94.3×1000/（8×0.9×25.47）=514.02 kg/cm2

[ζ0]=0.9×2080=1872 kg/cm2

因为ζmax＜[ζ0]

所以满足要求.

2、刚度验算：

集中荷载产生的最大挠度

f1=PL3/48EI=73.1×10×27003/48×2.1×104×577450×8=3.09cm （2）均布荷栽产生的最大挠度

f2=5qL4/384EI=5×15.67×27004/(384×2.1×106×577450×8)=1.12cm

则fmax=f1+f2=3.09+1.12=4.21cm

fmax/L=4.21/2700=1/641.3<1/400 满足要求。

七、竖向贝雷桁架计算：由6排2片，高度H＝6m

1、强度验算

单排竖向受压Pmax＝1.567×30/（2*6）+73.1/6+0.273×2＝16.65t 【Po】＝638÷9.81＝65.04t

Pmax<【Po】

满足要求

2、稳定性验算

弦杆相对于整体截面的回转半径：（桁片惯矩Io＝250500cm2）

R＝Io/Wo＝250500/3570＝70.2cm

长细比:λ＝H/R＝600÷70.2＝8.55<【λ】＝100满足要求

贝雷纵向弯曲系数Ф＝0.953

δmax＝Pmax/A＝16650/25.48＝653.5kg/cm<0.953×【δo】＝0.953×730＝695.7kg/cm2 满足要求

八、下横梁验算

P1＝P2＝73.1×9.81×（27-3）/27×2+1.567×9.81×30/4+0.273×