龙门吊

MD28m－100t龙门吊设计与验算

2007-10-27 19:14:56| 分类：施工技术| 标签：论文|字号大中小订阅

备注：作者－林树奎，在《交通工程建设》上已发表。

钱江五桥是杭州市绕城高速公路南段上的一座特大型桥梁，桥梁全宽26m，分成上、下两幅，上部结构为先简支后连续预制T梁结构，其中50mT梁240榀、25mT 梁324榀。50mT梁单榀最大重量为165t，25mT梁单榀最大重量为43t，根据施工现场地形及预制场位置情况，需制作净跨度为28m、最大吊重为100t（已包含了龙门吊天车、吊具的重量）的两台龙门吊，来满足钱江五桥T梁预制、安装施工需要。两台MD28-100t龙门吊自2001年9月份投入使用以来，其使用情况一切良好，很好的完成施工中的各项作业。随着现代化都市建设、发展，有大量的公路桥梁在规划、在建设，其跨度大、起吊能力大的龙门吊日益所需，但在施工单位自行设计、验算和制作中有一定的难度，本文就MD28m－100t大型龙门吊的设计、验算和制作谈谈

自己的一些体会，供同仁参考。

预制场布置示意图见图（一）：

一、设计参数

1、总跨度32m，净跨度28m；

2、最大吊重能力为100t；

3、龙门吊行走速度为10m/min，驱动系统扭矩5t.m；

4、龙门吊天车行走速度为3.6m/min，起升速度为0.9m/min，驱动系统扭矩为

2.0t.m；

5、总高度为19m，净空高度为15m；

6、定、动滑轮组由五门滑车组成，理论起重能力为50t/单组。

二、MD28m－100t龙门吊设计方案比选

一般的装配式龙门吊均采用万能杆件和一般非标准构件拼装而成，为门式刚架

钢结构。

1、方案一：采用N型万能杆件组拼，结构形式见图（二）、图（三）。

2、方案二：龙门吊主体结构由立柱及横梁组成，立柱用Φ900、δ＝14mm钢管桩焊接成“A”型组拼而成，

横梁为四组合N型万能杆件组拼而成，结构形式见图（四）、图（五）。

3、方案比较、拟定

一般的设计与制作均按照常规模式全部采用万能杆件组拼，这种龙门吊需要大量的万能杆件、连接螺栓，杆件不但数量大，而且种类多，大量的万能杆件在大型的工程中占用时间长，租金费用高，增加了施工成本。一般施工单位在施工大型桥梁桩基时有大量的废护筒、钢管桩，如果能利用，将节约大量成本，不但费用低，

而且制作时间短，方案二采用钢管桩作为立柱材料只需要焊接，然后与横梁组拼即

可。

求和施工需要的前期下，如何设计能使成本降为最低、效益最高是施工企业的难点，通过上述两个方案比较，最后选择方案二。

三、MD28m－100t龙门吊结构受力验算

（一）横梁万能杆件拟订结构组合图：见图（六）。

（二）、龙门吊在最大荷载情况下受力简图：见图（七）。

（三）、龙门吊验算参数：

1、计算荷载

龙门吊最大吊重为100t

龙门吊自重（万能杆件部分）约80t

天车及吊具重量约12t，天车轨道梁及钢轨重量约8t,立柱总重约40t

（1）集中荷载

吊重100t，根据“公路桥梁施工手册”规定，当吊重大于15t时，动荷载

系数取1.5，W＝1.5×100t＝150t

因门架上方天车轨道的刚度相对桁架的刚度要小得多，吊重仅分配在上弦5个节点上，则吊重通过轨道梁传给桁架的5个节点，在集中荷载作用下，按四跨

连续梁计算其5个节点的受力，求得：

最边上P1＝2.63t，其次P2＝12.94t,中间P3＝56.25t（单片桁架）。

（2）自重

顶部轨道梁及轨道重约8t，平均分配在横梁上部的33个节点上，即：

P梁=8/33=0.24t（横梁上弦每个节点）

万能杆件自重共80t（经验值2.5t/m），平均分配给280个节点上，即：

P自=80/280=0.286t/每个节点

（3）横向风荷载

根据公路规范，取杭州地区的基本风压值W0=600N/m2,构件单位面积风压：W风=K1K2K3K4W0=1×1.3×1×1×0.6=0.78KN/m2=0.078t/m2

桁架的总风压：W1=0.5×34×4×0.078=5.3t

立柱的总风压：W2=0.8×13×0.9×0.078×2=1.46t

2、计算工况

（1）工况一：在最大荷载作用下天车居中。

（2）工况二：在最大荷载作用下天车靠边。

（3）工况三：自重＋风载

3、龙门吊各杆件结构特征

上、下弦杆：m1-4N1 4∠100×100×12 A1=77.28cm2

中弦杆： m2-2N1 2∠100×100×12 A2=38.64cm2

竖杆： m3-4N4 4∠75×75×8 A3=38.6cm2

斜杆： m4-4N3 4∠100×75×10 A4=52.88cm2

斜撑： m5-4N125 4∠125×125×12 A5=92.5cm2

立柱边斜杆：m6-2N125 4∠125×125×10 A6=42cm2

立柱三角桁架横杆、斜撑：m7-2I10 A7=28.66cm2

立柱钢管桩：m8-Φ900、δ=14mm钢管桩 A8=389.7cm2

4、龙门吊计算简图与构件标号见图（七）。

（四）龙门吊结构受力验算

龙门吊结构受力验算采用了两种计算方法，一种是简化计算，去掉横梁的零杆，用节点法手工计算，求出各个编号杆件内力；另一种是运用计算机计算程序计算即电算，将各个结构特征参数输入求得。主要以电算为准，利用节点法简化计算来校核，两种计算方法计算出的结果相差很小，说明验算结果正确可靠，节点法计算过程在这里不过多阐述，现将计算结果列表如下。

1、工况一：天车居中吊重，横梁的变位及杆件内力

（1）横梁变位：