40米架桥机计算方案

40米架桥机计算书1、架桥机概况

架桥机由主梁总装、前支腿总装、中托总装、后托总装、提升小车总装、后支腿总装、液压系统及电控部分组成，可完成架桥机的过孔，架梁功能，架桥机的高度可由安装于前支腿、后托的液压系统调节，整个架桥机的所有功能可由电控系统控制完成。

2、架桥机的结构计算

2.1、架桥机主梁的承载力计算

计算架桥机主梁承载力，要分别考虑架桥机的三个情况。

a过孔

过孔时计算主梁上、下弦的强度，此工况，梁中的弯矩，可能是主梁所承担的最大弯矩，所以校核此状态时可计算主梁的强度。

b架中梁

此工况时，前提升小车位于主梁41米的跨中，弯矩可能出现最大值

c架边梁

当提升小车偏移架桥机主梁一侧时，此侧主梁中的剪力最大，所以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。

=717t·m

M

m ax 架中梁时，当提升小车位于主梁41米的跨中时，梁中的最大弯矩(如图)

=477t·m

M

m ax

此较两处的弯矩可知过孔时的弯矩是主梁承受的最大弯矩，也是控制弯矩，按此弯矩来校核主梁上、下弦的强度

=717t·m

M

m ax

主梁截面如图：

上弦是两根工字钢32b，中间加焊10mm芯板。

下弦是四根槽钢25a，中间加焊8mm芯板。

截面几何参数如表所示：

主梁的正应力:

/W X=717×104×10-9

σmax=M

m ax

=153MPa＜［σ］=170Mpa

主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa

所以过孔时主梁是安全的。

梁中的最大弯矩

M

=477t·m

m ax

主梁的正应力:

/W X=477×104×10-9

σmax=M

m ax

=102MPa＜［σ］=170Mpa

主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa

工作应力小于Q235B的许用应力，满足强度条件，所以架中梁时，弦杆是安全的。

2.1.2弦杆的接头销板及销轴的强度计算

过孔时的悬臂端的根部，尺寸如图所示，材质Q235。

销板、销轴所承受的最大轴力为

N max=285t

销轴材质为45#钢，销轴的工作直径φ50mm，销轴的布置如图所示。

上弦单块销板的轴力为：N max上=N max/4=71.25t

上弦单块

销板的面积为

A上=8136x10-6m2

销板的工作应力为

σ销板上=N max上/A上=71.25×104/8136x10-6=87.57Mpa<［σ］=170Mpa

上弦销板满足抗拉强度。

下弦单块销板的轴力为：N max下=N max/4=71.25t

下弦单块销板的面积为

A下=6600x10-6m2

销板的工作应力为

σ销板下=N max下/A下=71.25×104/6600x10-6=108<［σ］=170Mpa

下弦销板满足抗拉强度。

单根销轴所承担的剪力为

F上=285t/3=95t

销轴中的工作剪力为

τ=（F上/8×104）/（3.14/4×502×10-6）=60.5Mpa<［τ］=110Mpa

45#钢许用剪应力［τ］=110Mpa，上弦销轴满足抗剪强度条件.

单根销轴所承担的剪力为

F上=285t/6=47.5t

销轴中的工作剪力为

τ=（F 下/4×104）/（3.14/4×502×10-6）=60.5Mpa<［τ］=110Mpa

45#钢许用剪应力［τ］=110Mpa ，上弦销轴满足抗剪强度条件.

架边梁时，提升小车不位于架桥机的中心，而是偏移架桥机主梁的一侧，此侧主梁承担的剪力最大，而剪力是由腹杆承担的，设计腹杆时，将它放在最不利位置。 取卷扬小车偏移一侧的主梁为研究对象，由平衡方程可求解，前支及中托处的反力

N 中=110t

N 前=95t

主梁中的最大剪力发生在中托附近及前支附近，所以腹杆选用12#槽钢对扣，在中托附近及前支附近加强，打花撑旨在增加抗剪面积。

主梁中的最大剪力为N 中=110t

腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出，

F 腹杆=115t

此轴力由八根12#槽钢承担，

腹杆的截面面积为

A 腹杆=15.366×8cm 2

腹杆的工作应力为

σ腹杆=腹杆腹杆A F =4

4108366.1510115-⨯⨯⨯=93.55Mpa<[σ]=170Mpa 腹杆满足强度条件。

f c =pl 3/48EI x =32×41003/48×2100×6249466,1818

=3.5cm<[4100/600]=3.83cm

主梁的刚度满足要求。

经上面对主梁弦杆、销板、销轴及腹杆的强度、刚度及稳定分析，可知，架桥机主梁可安全承载，主梁是安全的。

2.2前支、中托部分的强度计算

计算前支腿的强度时，将前支腿放在其最不利的工作状况，既架设边梁时，提升小车偏移一侧主梁，此时前支腿受力最大，

所受的最大轴向力为：N 前=95t

前支腿立柱选用箱型截面如图：

材质为Q235B ，由无缝钢管φ325*12及四周12mm 厚钢板焊接而成。

截面几何参数如表所示：

前支腿立柱的工作应力为：

σ前支=前前A N =4410

538.2091095-⨯⨯=45.3Mpa<[σ]=170Mpa 支腿立柱满足强度条件。

下横梁由钢板组焊而成，W 前x =4821.6cm 3

工作应力σ下横梁=X W 前前M =6410

6.48213.01095-⨯⨯⨯=59.1Mpa<[σ]=170Mpa 前支腿定位销直径φ80，材质为45#钢

销轴的受剪面积为A=100.5cm 2

销轴中的工作剪力为F s =95t

销轴中的工作剪应力为：

τ=As Fs =4410

5.1001095-⨯⨯=94.5Mpa<[τ]=110Mpa 从以上计算中可知，前支腿各部分满足强度条件，可安全承载。

弯梁截面：W 弯x =5945.213cm 3

工作应力σ弯梁=X W 弯弯M =6

4105836.2663.01055-⨯⨯⨯=28.3Mpa<[σ]=170Mpa