龙门吊轨道梁受力验算

1、编制依据

《钢结构基本原理》

《结构力学》

《建筑施工计算手册》

《简明施工计算手册》

2、工程概况

本站为郑州市轨道交通6号线京广中路站，车站全场166.2米，标准段宽22.5米。两端端头井长14.8米，宽25.5米。本站计划安装一台10+10t龙门吊，作为垂直运输所用，以配合现场施工。其轨道基础直接采用车站围护结构冠梁。由于两端端头井较标准段较宽，故在端头井处需设置两道轨道梁，以便龙门吊能够在端头井上工作。

3、轨道梁设计

3.1 轨道梁布置

轨道梁布置在端头井两侧冠梁上，并往南侧偏300mm。如图3-1和图3-2所示。

图3.1-1 轨道梁平面布置图

图3.1-2 轨道梁纵断面布置图

3.2 轨道梁截面设计

本站龙门吊轨道梁是由2根63c 工字钢及两块钢板焊接形成，其截面如图3.2-1所示。

图3.2-1 轨道梁截面图

弹性模量：910210⨯=E Pa

惯性矩：102250=工x I cm 4 76.512

2.1401233=⨯==bh I x 板cm 4 移心后的钢板惯性矩：

44.494652.1401.3276.522=⨯⨯+=+=A a I I x x 板移心板cm 4

组合后的2工63c 工字钢惯性矩：

88.30343022=+=移心板工x x I I I cm 4

3.3 轨道梁计算模型

车站围护结构连续梁冠梁设计成轨道梁的受力支柱，跨度14.8m ，计算模型见图3.3-1。

图3.3-1 轨道梁计算模型

图3.3-2 轨道梁计算模型（计算器计算模型）

4、轨道梁验算

4.1 截面弯矩计算

轨道梁各截面弯矩由梁外受力（龙门吊工作时对轨道梁所施加的力,龙门吊最大轮轨16.7t ）和轨道梁自重两个方面共同作用形成。

63c 工字钢理论重量：141.189Kg/m

12mm 厚400mm 宽钢板理论重量：68.37012.04.01085.73=⨯⨯⨯Kg/m

（钢板理论重量7.85g/cm 3）

38.357710)268.372189.141(=⨯⨯+⨯=q N/m

16700010107.163=⨯⨯=F N

两支座处的支座反力： 612.193472216700028.1438.35772221=⨯+⨯=+==F ql F F N 依次计算轨道梁各截面弯矩：

212.7273372

21111=-=ql l F M N*m 664.749248)(2

1222212=---=l l F ql l F M N*m 212.727337)(2

1323313=---=l l F ql l F M N*m 其弯矩图如图4.1-1所示。

图4.1-1 轨道梁弯矩图（计算器计算模型）

由上图可知，轨道梁理论上的最大弯矩为：

664.749248max =M N*m

在龙门吊工作过程中，考虑设备动荷载和结构安全，分别取系数

1.4和1.2，从而可计算出龙门吊实际最大弯矩：

756.12587372.14.1max max =⨯⨯=M M 实N*m

所需截面抵抗矩：59.58541021510756.12587372

2=⨯⨯==m f M W cm 3 （m f ——抗弯强度，Q235的抗弯强度215N/mm 2）

通过计算得出：

59.5854659623298>=⨯=x W cm 3

所以，满足要求。

4.2 端头抗剪计算

端头支座剪力：

61.1934721==F V N

见图4.2-1 轨道梁剪力图

图4.2-1 轨道梁剪力图（计算器计算模型）

轨道梁抗剪强度：

61.1934725700000125104562>=⨯⨯=⨯='v f A V N 所以，满足要求。

4.3 挠度计算

挠度计算模型见图3.3-1。轨道梁位移计算见图4.3-1。

图4.3-1 轨道梁位移计算图（计算器计算模型） 轨道梁最大挠度：

)43(242121max l l EI

Fl w -= )9.348.14310

88.30343010210249.3612.1934722289⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-（ 029.0=m

所以，满足要求。