龙门吊设计计算.

陕西安康公路发展项目安康至陕川界

（毛坝）高速公路

AME15合同段

100T龙门吊设计计算书

中交第二公路工程局有限公司

二零零九年十二月

安毛高速AME15合同段

100T龙门吊设计计算书

（共一册）

设计编号：

设计计算：

项目负责：

审核负责：

局总工程师：

设计单位：中交第二公路工程局有限公司

技术中心

交图日期：

安毛高速15标

100T龙门吊设计计算说明书

（共一册）

中交第二公路工程局有限公司

二○○九年十二月

目录

1 设计依据 (1)

2 龙门吊总体构造 (1)

3 基本设计参数 (1)

4 龙门吊设计计算 (2)

4.1荷载组合 (2)

4.2吊具计算 (2)

4.2.1 钢丝绳验算 (2)

4.2.2 横吊梁计算 (3)

4.3平车设计 (5)

4.4轨道梁 (6)

4.5轨道枕梁 (6)

4.6龙门桁架计算 (7)

4.7龙门桁架柱脚阴头垫座复核计算 (11)

4.8龙门桁架柱脚阴头垫座下箱梁弯曲应力复核计算 (12)

4.9龙门桁架柱脚阴头垫座下箱梁抗剪复核计算 (14)

4.10龙门桁架立柱柱脚连接座焊缝复核计算 (15)

5 龙门吊稳定性验算 (16)

5.1龙门桁架稳定性验算 (16)

5.2龙门桁架支腿斜撑稳定性验算 (16)

安毛15标100T龙门吊设计计算说明书

1 设计依据

（1）《钢结构设计手册》；

（2）钢结构设计规范（GB 50017-2003）；

（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》( JTJ025－86 )；

（4）简明施工计算手册（第三版）；

（6）地基与基础（第三版）；

（6）基础工程（第三版）；

（7）《建筑结构设计荷载规范 2006年版》（GB50009-2001）。

2 龙门吊总体构造

龙门吊桁架采用采用标准贝雷架组拼，桁架高11.43m，跨径20.45m，采用单层12排贝雷组拼，贝雷片之间采用450×1180mm标准花架和自制花架连接，贝雷龙门吊总体构造见下图2.1。

图2.1 100t贝雷龙门吊总体构造图

3 基本设计参数

（1）龙门吊桁架系统均采用贝雷架和贝雷连接花架搭设。贝雷架材料为16Mn 钢，其它材料采用Q235B钢。具体性能参数如下：

根据我国行业标准，贝雷桁片材料均为Q345钢，按钢结构设计手册，临时结构

材料容许应力可提高30％，贝雷桁片材料容许应力[σ]＝210×1.3＝273MPa，容许剪应力[τ]＝120×1.3＝156MPa，桁架销子材料为30CrMnTi，双剪状态下容许剪力550kN，弦杆螺栓容许剪力150kN，单个贝雷桁片设计参数见表3.1所示：

表3.1 单个贝雷桁片设计参数

桁片各项目外形尺寸

(CM)

弦杆截面

积A(CM2)

弦杆截面模

量W X(CM3)

弦杆纵向容许

受压荷载(KN)

桁片截面模

量W0(CM3)

桁片允许

弯矩(KNM)

设计性

能参数

300×150 25.48 79.4 663 3570 975 对于Q235材料，[τ]＝85MPa，[σ]＝140MPa，临时结构容许应力可提高30％。，材料容许应力[σ]＝140×1.3＝182MPa，容许剪应力[τ]＝85×1.3＝110MPa。

（2）安毛15标箱梁重160t，龙门吊额定吊装为100t。设计计算采用计算机电算和手算相结合的方式，电算程序采用midas专业结构设计软件。

（3）设计荷载

自重系数：1.05；

动荷载系数： 1.25

α=；

超载系数：1.05；

箱梁重量160t，额定吊装按100t设计；

滑车组及吊钩：按1.5t计；

起吊平车+卷扬机（含钢丝绳）：8t；

龙门吊桁架设计竖直荷载：(100 1.05+1.5+8) 1.05 1.25=150.3t

⨯⨯⨯；

水平荷载取0.1G（G为吊重）：0.1150.315t

⨯=；

龙门吊结构自重由计算程序计入。

4 龙门吊设计计算

4.1 荷载组合

龙门桁吊设计荷载包括：恒载、钢筋笼起吊荷载和风荷载。龙门吊最大工作风速不超过6级，超过此风速时停止工作，因此龙门吊设计时荷载组合如下：组合I：恒载＋极限风荷载；

组合II：恒载＋工作风荷载＋额定起吊荷载；

4.2 吊具计算

4.2.1 钢丝绳验算

龙门吊起重设备采用卷扬机起吊，卷扬机最大输出张力10t ，卷扬机与100t 滑车组相连，滑车组绕11线，钢丝绳直径36mm 、最大破断拉力72.5t ，取安全系数5，则吊具理论吊装重量72.5t 11/5=159.5t t ⨯＞150.3，满足要求。 4.2.2 横吊梁计算

横吊梁采用2C25a 型钢，支点处设加劲板，跨度2.1m 。C25a 型钢截面参数：

234.91cm A =，4x =3359.1 cm I ，3=268.7cm x w ，x i 9.8cm =；4y 175.9cm I =,

3y =30.7cm w ，y i 2.24cm =。0z 2.07cm =， g 274.1/m N =。

2C25a 型钢截面参数：

2234.9169.82cm A =⨯=总，4x =23359.1 =6718.2cm I ⨯总3=2268.7=537.4cm x w ⨯总

；

x i 9.8cm =

=总，2

4y 2.02175.934.917.8 2.073514.2cm 2I ⎡⎤

⎛⎫=⨯+⨯+-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦

总, 3y 3514.2

=

=399.3cm 1.0+7.8

w 总，

，y i 7.1cm ==总。

（1）横吊梁的长细比核算

[]0x x l 210

21.4i 9.8

λλ=

=

=总

＜=150，满足要求。 0y y l 210

29.6i 7.1

λ=

=

=总

， 缀板间净距为50cm ，则[]y 505022.340i 2.24λλ=

===＜。 Y —Y 轴的核算长细比：

[]hy 37.1150λλ====＜，

满足要求。

（2）横吊梁的内力计算

g 2g 1.22 1.2274.1657.9N/m 0.66N/mm =⨯=⨯⨯=≈总。

由横吊梁自重产生的跨中弯矩：

2

2x 011g l 0.662100363825mm 88

M N ==⨯⨯=⋅总。

侧向弯矩：y x 1

M M 36382.5mm 10

N ==⋅。

吊重对横吊梁的轴向压力N ：