JQⅢ150t-40m通用架桥机设计计算书(综合一队)

JQⅢ150t-40m型

架桥机

挠度计算书温州合力建设机械有限公司

设计计算过程简要说明:由于架桥机工作状态时，存在两种危险截面的情况:Ⅰ种为移跨时存在的危险截面；Ⅱ种为运梁、喂梁、落梁时存在危险截面，故此须分别对其进行验算和受力分析。

一、主体结构验算参数取值

1、双主梁导梁自重（包括轨道）：0.47t/m（单边导梁）

2、平车：12t/台

3、卷扬机：6t/台

4、验算载荷（40mT梁）：150t

5、起重安全系数：1.05

运行冲击系数：1.15

结构倾覆稳定安全系数：≥1.5

6、基本假定

主梁现场拼装时重心最大偏差：e=0.1m

架桥机纵向移动时吊装T梁钢丝绳倾角：β=±2°

二、总体布置说明：

1、导梁中心距：5.4m

2、导梁全长：72m，前支点至中支点的距离为43.5m；

3、架桥机导梁断面：3.015m×1.5m；

4、吊装系统采用：2台天车(含卷扬机、滑轮组)，2台横梁纵移平车；

5、行走系统采用：前部、中部四台平车带动导梁横移。

三、结构验算

1、施工工况分析：

工况一：架桥机完成拼装或一孔T梁吊装后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况，需验算算主要内容：

⑴、抗倾覆稳定性验算；

⑵、支撑反力的验算；

⑶、桁架内力验算；

⑷、悬臂挠度验算；

工况二、架桥机吊梁时，前部天车位于跨中时的验算，验算内容：

⑴天车横梁验算；

⑵支点反力的验算；

⑶桁架内力验算；

三、架桥机吊边梁就位时的验算

⑴前支腿强度及稳定性验算（架桥机各种工况见附图01、02、03）。

⑵前、中部横梁强度验算

2、基本验算

2．1工况一、

架桥机拼装完或吊装完一孔T梁后，前移至悬臂最大时为最不利状态，验算内容：⑴抗倾覆稳定性的验算；⑵悬臂时刚度的验算⑶支点反力的验算⑷主桁内力的计算

2．2．1施工中的荷载情况

⑴主桁梁重：q1=9.4kN/m（两边导梁自重，含钢轨）

⑵天车横梁总成（包括天车横梁、横梁支腿、天车、横梁纵移平车等）自重（单

套天车横梁总成）

Q2=12.2t

(3)前部平车总成：Q1=6t

(4)尾部平车总成：Q2=2.1t

2．2．3施工验算

⑴抗倾覆稳定性的验算（见计算模式图）

由于移跨时架桥机前端悬臂,此时为了生产安全,移跨之前应对架桥机尾部适当的配重,设计过程中以40t计算):

取B点为研究对象,去掉支座A,以支反力R B代替(由力矩平衡方程):

注:配重天车位于A 点横梁之上;

(2P2+400KN)×28m+ q1l12/2=P1×43.5m+ q1l22/2+R A×28m

(其中l1=24.6m, l2=43.5m);

R A= [(2P2+400KN)×28m+ q1l12/2- P1×43.5m- q1l22/2]÷28m

=[(300+400)KN×28m+9.4KN/m×24.62m2/2-80KN×43.5m

-9.4KN/m×43.52m2/2]÷28m

=360KN

R A远大于零,故是安全的.

悬臂端弯距：M1=1/2×q1×43.52＋P1×43.5m

=1/2×9.4×43.52＋80×43.5m

=12373.57kN.m

支撑端弯距:M2=1/2×q1×24.62＋(400+150×2+15)×24.6

=1/2×9.4×24.62＋730×24.6

=20802.25kN.m

抗倾覆安全系数K=M2/M1=20802.25/12373.57=1.68＞1.5满足规范要求.

⑵支点反力的计算(采用计算模式图示)

当架桥机导梁最前端前部平车总成与盖梁垂直时,悬臂最长,中支点受力最大.这

里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下:R A=360kN

R B=400+2×150+80+9.4×72-360=1096.8kN

⑶主桁内力验算

a、主桁弯距验算

中支点处断面所受弯矩最大：中部特制双主梁桁架截面如图所示

其抗弯截面模量

惯性矩I1=5234637.3×2=10469274.6cm4, ymax1=126cm，

则可得W1=I1/ymax=83089.5cm3

σ=Mmax1/W1=12373.57N.m/83089.5cm3=147.6Mpa＜[σ]=156Mpa，即中部特制双主梁桁架抗弯强度满足施工要求。

双主梁桁架截面如图所示：其抗弯截面模量

W2=4 ×[4I28b+4A28b×（H/2）2]/（H/2）=99177.44 cm3

其惯性矩I2=W2×（H/2）=13388954.4 cm4

此工况时双主梁桁架所承受最大弯矩

M3=P1×(3×11.9)+ 1/2×q1×(3×11.9)2=9929.06 kN.m

σ=M3/W2=132.5Mpa＜[σ]=156Mpa，即双主梁桁架抗弯强度满足施工要求。

㈡刚度校核:f max=f1+f2｛f1=-P1L3/(3EI2)=-80kN×43.53m3/(3EI2);f2=-q1l4/(8EI2)= -9.4KN/m×43.54m4/8EI2｝

得f max=-80kN×43.53m3/(3EI2) –9.4kN/m×43.54m4/8EI2

=-80kN×43.53m3/(3×210×109N/m2×13388954.4m4×10-8)- 9.4KN/m×43.54m4/(8×210×109N/m2×13388954.4m4×10-8)

=-0.22m

此时由于双主梁桁架自身装配间隙,产生架桥机前端下沉0.2m,故架桥机头部总下挠量为0.43.5m.

b、销子抗剪验算

销子所受剪力为Q= R B =1243.75/4=310.94KN

σ=Q/A=310.94/πR2=110 Mpa＜[σ]=300Mpa，销子材料为40Cr（淬火），满足施工要求。

c、桁架各杆件的内力验算：

中部支座反力R B =1096.8KN,根据节点法求得：单片桁架竖压杆最大内力为F1=1096.8/4=274.2 KN，斜杆最大内力为F2=1096.8/4sin45=193.9KN 由于竖压杆和斜杆均为短压杆,无需验算其稳定性,只需验算其拉压应力：

σ1= F1/2 A[10=107Mpa＜[σ]=160Mpa，截面为两根[10槽钢，A[10=12.748cm2σ2= F2/2 A[10=76Mpa＜[σ]=160Mpa,截面为两根[10槽钢，A[10=12.748cm2 中部特制双主梁单片桁架其上下弦杆受力为F3= M1/4H=114.57t,

截面为两根[28b槽钢加贴δ10钢板，其面积A=141.268cm2

σ3= F3/2 A=81.1Mpa＜[σ]=160Mpa

双主梁单片桁架其上下弦杆受力为F4= M3/4H=91.94t,

截面为两根[28b槽钢，其面积A=91.268cm2