桥式起重机主端梁连接计算分析

３ 对 螺栓 进行 校验 ３１ 螺栓 抗 剪承 载 力的检验 ．
｝ ．
∈
图 ２ 法兰板螺栓示意
（） １每个 螺 栓 的许 用 承载 力为 口 ：
（） ２ 由于起重机采用 的是偏轨箱形梁结构 ， 在 偏 心 轮 压 的作 用 下 产生 一 个 力矩 。该力 矩 作 用 在 法 兰 连 接 的接 缝 平 面 内 ， 法 兰 绕 通 过 螺 栓 组 中 使 心 而 与接 缝 平 面垂 直 的轴线 回转 。同 时该 力矩 也 需 要 法 兰板 间产 生 的摩 擦力 矩 来 平衡 。若 假定 每 个 螺 栓 所 产 生 的摩 擦 力 均 集 中在 螺 栓 中心 ， 而 从 形 成 与 图 ３ 示 ｒ 线 垂 直 的各 集 中力 ， 最 外 所 ｒ 则 侧螺 栓 所受 的最 大扭 转 剪力 可表 示 为”：
Ｐ计 ｛ 一 小车 计算 轮压 ／ ，， 厂 Ｎ； 系数 ，ｔ１ ～ ．； ｑ＝ ． １ ２ ３
一
多 －
Ｇ ， ， 轨 Ｇ电 — 大车传 动 机构 、 传 Ｇ主 Ｇ ， — 主梁 、 轨 道 、 电滑 架 等所受 重 导
力， Ｎ。
图 ３ 垂直的各集中力
卜 卜 卜 卜 （ 《 （ Ｅ
．
一 — —
Fra Baidu bibliotek
式中：
螺栓 组 中所需 产生 的最 大摩 擦 力Ｉ Ｎ； 一 — — 每个 螺栓 中心至 螺栓 组 中心 的 ｎ
一
表 １ 摩擦 系
距 离／ ｍｍ； 在偏 心轮 压 的作用 下产 生 的力 矩／
（ ｍｍ） Ｎ・ ； 轨道 中心 线 至主 梁 弯 曲中心 的距 离／
【 ｅ ｏｄ ］ ｖｒｅｄ ｒｎ，ａ ｇ，ｉ —ｔ ｎｔ ｂｌ ｃｍ ｕ ｔ ｎ ａ ｓ Ｋ ｙ ｒｓＯ ｅ ａ ａｅｆ ｎｅｈ ｈ ｓｅｇ ｔ ｏ ｐ ｔｉ ａａ ｌ ｉ ｗ ｈ ｃ ｌ ｇ ｒ ｈ ｏ， ａｏｌ ｎ ｙ ｓ
桥 式起重机 的桥架 大部 分为偏轨箱型结构 ，
主梁 与端 梁 间 的 连 接 是采 用 两块 厚 度 ２ｍｍ以上 ０ 的法 兰 板 ， 别 焊在 主梁 和 端 梁上 ， 分 然后 用 高 强 度 螺 栓 通 过法 兰板 将 主 梁 和端 梁 连接 起 来 。这种 型
【 ｂｔ ｃ】 ｈ ｏｎｃｏ ｐｓ ｆｈ ａ ｎ ｅｍ ｒ ｖｒ ａ ｒ ｅａ ｔ ｄ ｃｄ Ｉ Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｃｎｅｔｎｔ ｅ ｏ ｔ ｍ ｉ ｅｄｂａ ｓ ｏ ｅ ｅｄｃ ｎ ｒ ｉ ｒ ｕｅ．ｎ ｒ ｉ ｙ ｅ ｎ ｆ ｏ ｈ ａ ｅｎｏ
ｐ ｒｉｕ ａ ｈ ｏ ａ ｔｃ ｌｒｔ ｅｃ ｍｐｕ ａｉ ｎ ｌ ｎ ｌｓｓｏ ｅｃ ｎ ｅ ｔｎ ｏ ｔ ｓｍａ ， ｎ ｏ ｃ ｕ ｉ ｎｉ ｒ ｗｎｆｏ ｉ． ｔｔｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｈ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇｂ ｌｓｉ ｄｅ ａ ｄ ａｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓｄ ａ ｒ ｍ ｔ ａ ｔ
第 ３ 卷 ２ １ 年第 １ 总第 １７ ） ０ ０２ 期（ ５期
问题研究
桥 式起重机主端梁连 接计算分析
（ 太钢装备 部
俞利岗 太原 ０ ０ ０ ） ３ ０ ３
【 要】 对桥式起重机主端梁的连接形式加以介绍， 摘 着重对该处的连接螺栓进行了分析计算 ， 并得 出结
【 关键词 】 桥式起重机 法兰 高强度 螺栓 分析计算
Ｃａ ｃ ａ ｉ ｎ ｎｄ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＭ ａ ｎ Ｅｎ Ｂｅ ｍ ｎｎ ｃｉ ｎ ｏ ｌｕｌ ｔｏ ａ ｌ ｓｓｏ ｉ ｄ ａ Ｃｏ ｅ ｔｏ ｆ ｒ
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５ 结束语
当 防雷 装 置受 到 雷 击 时 ， 闪器 、 接 引下 线 和 接 地 极 上 都会 产 生 很 高 的 电位 ， 果 建 筑 物 内的 电 如
气设备 、 电线 和其他金属管线 与防雷装 置的距 离 不 够 时 ， 们 之 间就 会 发生 放 电 ， 种 现象 称 之 为 它 这 反 击 。其 结 果可 能 引 起 电气 设 备 绝 缘 破 坏 ， 属 金 管 道烧 穿 ， 而引起 火 灾 、 炸 及 电击等 事故 。 从 爆 从 流 散 电 流 的 原 理 来 看 ， 有 在 距 离 接 地 极 只 ２ｍ远 的位 置 ， ０ 电位 才 等 于 零 ， 就 是 说 接地 极 之 也 间 的 距离 要 相 距 ４ｍ才 能彼 此 不受 影 响 。但 在 生 ０ 产 厂 区按 照 防 雷 的要 求 离 开 防雷 引 下线 一 定 的距 离 ， 往 也 是 困难 的 。 由于 没 有 正 确 的设 计 和 合 往 理 的安 装 理 念 ， 自行 事 ， 使 一 些 防雷 设施 非 但 各 致 不 能 防雷 ， 至 更 容 易招 引 到 雷击 ， 是 因为 雷击 甚 这
距离 ／ ｍ； ｍ
ｎ —— 螺 栓个 数 。
厶， 厶… 一 螺栓 轴线 至法 兰板 上 边沿 的 口 — 小车 前轮 至端 梁 支撑点 的距 离／ ｍ； — ｍ 主梁支 反力 ／ Ｎ； 起 重机 跨度 ／ ｍ； ｍ
— —
— — 一
小车 轮距 ／ ｍ； ｍ
－∈ ＿
、
，
ｒ
ｍ 近似为ｅ＝６ｄ／ ６ ＋ ）其 中 ｍ， ｚ：（ 。 ，
，广 ， 主、 副腹 板厚 度／ 出 一 ｍｍ；
（） ２螺栓 计算 剪 力 ：＝ ，Ｎ Ｎ Ｎ＋ Ｇ。 （ ） 栓 的校核 条件 为 ： Ｎ 。 ３螺 Ⅳ≤［Ｉ
３２ 螺栓 抗拉 承 载 力的校 验 ．
主、 副腹板中心线间距 ； 系数 ，＝ ．５ ０９ ； Ｋ ０９～ ．８
的主 要原 因 。 ４ 低 压 防雷 措施 不力 据 有 关 资 料 显 示 ， 压 主 供 电线 路 上 感 应 雷 低
电阻值 ， 而不 是接 地极 的接地 电阻值 。 （） ３ 防雷 技 术落 后 ： 内现 在流 行 的消雷 器 有 国 半 导 体 消雷 器 和长 针 消雷 器 ， 于 雷 电 多发 区 ， 对 输 电 线 路 的 防雷 常 采 用 阵 列 型 导 体 消 雷 器 ， 些 先 这 进 的 防 雷 技 术 ， 钢 和 很 多 厂 一 样 采 用 得 少 。过 本 去 以角度法计 算避 雷针 的保 护范 围 的做法 已取 消 ， 目测 法 检 查 避 雷 针 的 保 护 范 围 是 不 可 靠 用
高强度螺栓所承受的轴 向拉力不允许大于许 ［ 下转第６ 页］ ３
一
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问题研究
严 重 ， 疑接 地 失效 ， 怀 开挖 后 发 现接 地 线 与接 地 极
第３ 卷２１年第１ 总第 １７ ０ ０２ 期（ ５ 期）
时 能 产 生 反 击 的缘 故 所 造 成 。这 就 是 一 处 受 雷
Ｎ ＝ Ｍ ｅ ｌ ｅ ｒ／
Ｉ＝ Ｉ
、＝ ． （ ｌ１ Ⅳ ） ， ０７ 尸 ． Ｐ 】 ｍｆ － ４
ｒ
胍 ＝ ＰＩ＋ ） （ 计 Ｐ计ｅ Ｋ
式 中：． Ｏ ——系数 ， ７ 考虑连接受压变形见效螺栓的 预 拉力 ； ７广一 蝎 、＿ ７ Ｉ 自身利ｊ 线方向所受 夕￣Ｊ／； ［ － ＇ ｊ Ｎ ｍ ——传 力摩擦面的数量 ； 产 —一 摩擦 系数 ， 据 接触 面材 质及表 面处 根 理 不 同而不 同 ， 详见 表 １ 。 Ｐ － 螺栓 预 紧力／ Ｐ ０６－Ｆ Ｎ， ＝ ． ｉ ｏ 高强度螺栓材料经热处理后的抗拉强 度 极 限／Ｎ ｒｍ ） （ ／ ； ａ 螺栓计算面积（ 内径计算 ） ｍ 。 按 ／ ｍ
的。用 Ｇ ５０ Ｔ １９ （ Ｂ ０ ５ － ９４ 建筑物 防雷设计规范》 规 定 的 滚 球 法 确 定 检 查 已 安 装 的 避 雷 针 的 保 护 范 围 ， 可靠 又 简单 方便 ， 是 强 制 性 国家 标 准 ， 既 这 但
是 很 多 单 位还 未 采 用 实施 。对 于避 雷 器 的在 线 带
Ｐ
Ｉ
式 的连接是通 过施加给螺栓 的预 紧力 ， 使法兰板 间产 生 强 大 的 压 紧 力 ， 用 构 件 接 触 面 间 的摩 擦 利
一
力来传递 剪力 ， 螺栓本身并不受剪切和挤压 。实
践 证 明 ， 种 连 接 方 式 无 论 在 起 重 机 的制 造 还 是 这 在 运输 安 装 方 面 都 显 示 了它 的 优 越性 。下 面 ， 通 过 对 螺 栓 的受 力 分 析计 算 ， 出 所需 螺 栓 的 大 小 得
６ 一 ０
ＡＰｔ（ Ⅱ ， Ｐ计 厶一 — ＝ 计 一 ） ＋ ２（ ａ ） ＋ Ｇ ＋ ＋ 轨 Ｇ电 ， 传 Ｇ主 Ｇ ＋ ） ２ 式 中 ： — — 螺栓 所 承受 的最 大外 拉 力／ ⅣＰ Ｎ；
一
问题 研 究
一
第 ３ 卷 ２ １ 年第 １ （ ０ ０２ 期 总第 １７ ） ５期 法兰 板所 承受 的弯矩／Ｎ・ ｍ） （ ｍ ；
已数 处 锈蚀 断 裂 ， 新安 装 接地 装 置 后 ， 重 接地 系统 恢 复 正 常 。 有 的 防 雷设 施 虽 有 检 测 ， 是 方 法 不 但
妥， 数据 不 准 ， 试结 果 可 能是 电缆 接 地 网的接 地 测
击 ， 处 发 生 事 故 ； 压 受 雷 击 ， 统 大面 积 停 电 多 高 系
电检测技术 ， 定期定点检检查还未推广应用 ， 防雷 技术落后也是雷电事故多发的一个重要 因素。
３ 雷 电反 击 危害 大
过电压约 ６Ｖ， ｋ 电流约 ｌｋ ； Ｏ Ａ 信号线路上感应过 电 压 约 ５ Ｖ， ｋ 电流 约 １５ 且 概 率 约 为 ５ ％。雷 电 电 ２ Ａ， ０ 流通 过各 种 外部 导体 、 电力线 等设 施侵 入建 筑 物 。 现 在 不 但 低 压 供 电系 统 防 雷 设 施 性 能差 ， 就 是计 算 机 系 统 的 防 雷 装 置 也 不 够 完 善 ， 当有 关 设 备受到感应雷击时 ， 感应过电压， 通过电源线 、 信号 线 侵入 系统 ， 其值大大 超过设 备的绝缘承受 能力 ， 造 成 设 备 损坏 。现 在一 些 电子信 息 设备 的工作 电压 仅 几伏 ， 水平很低 ， 容易受 浪涌电压 的危 害。 耐压 更 当低压 用户 发生 雷击 事故后 ， 因变 电所 高压 开关 跳 闸， 事故现场故障电压消失 ， 事故原因无从查明， 更 难 查 出事故 是 雷 电浪涌 电压所 造 成 。这 种 雷 电危 害被长期掩 盖具有更 大的危险性 。
Ｍ ｐ ＲＡ ＝ ａ
（） １在载荷作用下 ， 连接接缝处仍保持 为平面 接触 。 （） ２ 所有高强度螺栓的直径和长度相同。 （） ３ 所有高强度螺栓 的预紧力相 同。
（） ４ 法兰板 的凹凸台只起定位作用 ， 不传递作
用力。
（ ） 车 前 轮 运行 至法 兰 连 接 的接 缝 处 ， 小 ５小 且 车处 于 满载 下 降制 动状 态 （ 图 １ 。 见 ）
ｆ Ｊ － ｌ
（） ３ 因小 车 的 计算 轮 压 和 主梁 、 车运 行 机构 大 等 自重 产 生 的作 用 力 在 法 兰板 接 缝 处 产 生 剪 切 ， 该 切 力 同样 需 要 法 兰板 间 的摩 擦 力 来 平 衡 ， 个 每 螺 栓所 受 的剪力 应 为 Ｎ ＝ ｄ 。 ￣Ｒ ｎ
和数 量 。
图 １ 小车 制动 状态
（）
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２ 法兰 螺栓 受 力分析 计 算 在 以上 假 定 条 件 下 ， 对法 兰 螺 栓 进 行 如 下 受
１ 连接 形 式 的设计 计 算
对 于这 种连 接形 式 的设 计计 算 ， 先假 定 ：
力分 析 和计算 ： （） 兰 连 接 接 缝 处 距 端 梁 支 撑 点 有 一 段 距 １法 离 ａ 因此 法 兰 板 承 受 弯 矩 作 用 而 使 螺 栓 受 拉 ， ， 假 定 因弯矩作用使法兰板绕最上边一排螺栓 中心轴 线转 动（ 图２ ， 见 ）则距此轴线最远的螺栓在其轴线 方 向上所 承受 的外拉 力 最大 ， 该力 ： ＾ ＝ （—。２ （一。 ＋ｚ ２ …（一， ］ Ｍｐ ｉ ） ［ｚ ｆ （一。 ＋ ２ｚ ／ｚ ／ ） ， ） ）