龙门吊设计计算书

贵阳至遵义高速公路扎佐至南白段改扩建工程第十
合同段
50米T梁预制场龙门吊设计计算书
一、设计依据
1、《公路桥涵设计规范》（合订本）（人民交通出版社1995年出版，交通部公路规划设计院）
2、《公路施工手册——桥涵》（人民交通出版社2000年出版，第一公路工程局编）
3、《公路桥涵施工常用数据手册》（人民交通出版社1996年出版，杨文渊编）
4、《实用土木工程手册》（人民交通出版社2000年出版，杨文渊编）
5、《装配式公路钢桥多用途实用手册》（人民交通出版社2002年出版，黄绍金等编）
6、《材料力学》（高等教育出版社1994年出版，孙训方等编）
7、《装配式公路钢桥使用手册》（交通部交通战备办公室，喻忠权编）
8、《扎佐至南白高速公路改扩建工程50米预应力混凝土连续T梁设计图》
二、结构布置
1、龙门吊为两组，每组的立柱和横梁都由两个三排单层的贝雷桁架组成，横梁上、下弦设加强弦杆，具体结构布置见《T梁预制场龙门吊设计图》；
2、结构分析简图
根据桁架的结构特点，为分析内力方便，简化为内部静定的桁架。

考虑销接处中心与端杆中心之距t数值小，而杆件相对刚度大，进一步可不计t的影响，即t=0，两中心重合。

三、材料特性
龙门吊用军用贝雷片拼装，其材料特性如下：
1、桁架单元杆件性能表
2、桁架几何特性表
3、桁架容许内力表
四、荷载计算
1、 T梁自重：N1＝60.17 m3×2600㎏/m3×9.8N/㎏＝1533131.6N；
2、卷扬机及平车等自重：N2＝9000㎏×9.8 N/㎏＝88200N；
3、横梁上钢轨自重：N3＝1000㎏×9.8 N/㎏＝9800N；
4、横梁上钢枕自重：N4＝500㎏×9.8 N/㎏＝4900N；
5、桁架横梁自重（加强三排单层）：N5＝（2700+1600）N×3×4＝51600N；
6、桁架立柱自重（加强三排单层）：N6＝2700N×3×3＝24300N；
每三排单层桁架横梁承受载荷为：集中载荷＝（N1+N2）/4×1.5＝607999.4N；分布载荷＝〔（N3+N4）/4+N5〕×1.2＝5527.5N/m。

五、结构计算
1、横梁计算
结构简化：在此我们以三排单层桁架作为一个整体来验算受力简化为最不利情况，受力简化见图1：
图中：p—30米T梁与吊具等重量（动荷载）
q—贝雷梁、钢轨等恒载产生的均布荷载
（1）、跨中弯矩
M=PL/4+qL2/8=607999.4×12/4+5527.5×122/8=1923493.2N·m
（3）、贝雷梁应力计算
б=M/W=83.3Mpa< [б]=273Mpa，满足要求。

因此横梁安全。

六、立柱计算：
假设立柱的三片桁架是整体工作均匀受力，这样我们就可以把立柱看成一个矩形截面的梁。

立柱受力断面及立柱受最不利荷载可简化如下图所示：
此时最大压力为F=P+qL/2+N6＝641164.4N
立柱惯性矩：Ix＝I0+ 2×A0×452cm4＝104383.8 cm4
面积：A＝3×A0＝76.44 cm2。

回转半径：
长细比：
缀条取桁架四根腹杆，其型号为8号工字钢，A8＝9.53×4＝38.12cm2 有缀条折算长细比
28.41
查表得ψ＝0.9
б=P/Aψ=93.2Mpa<[б]=273Mpa，满足要求。

七、挠度计算
集中力跨中时挠度最大，在此只考虑集中力跨中的情况。

1、横梁的挠度：
①集中力P产生的最大挠度
f1=PL3/48EI=0.0063米
②分布载荷q产生的最大挠度
f2=5qL4/384EI=0.0004米
③非弹性挠度
f3=0.05n2=0.45厘米=0.0045米
总为f= f1+ f2 + f3=0.0112米<L/250=0.048米，
所以挠度满足要求
八、结论
从以上计算可知，静载安全系数为1.2，动载安全系数为1.5，经过结构计算，整个龙门吊系统在吊50米T梁（重78.3吨）时安全。