龙门吊结构验算文档格式.docx

龙门吊结构验算文档格式.docx

《龙门吊结构验算文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《龙门吊结构验算文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

方案一

方案二

工程进度

万能杆件组拼进度较慢

框架结构，加工较快，可节约大量时间

材料准备难易程度

万能杆件紧缺，到浙江一带工地调拨需大量的人力和财力，且不易准备齐全各种杆件。

现场有大量的Ф900钢管桩，而且在本工地已经没有用途了，如果不利用，下一个工地也只能当废品处理。

经济性

比较

万能杆件组拼需大量的连接螺栓，且必须新买，而立柱的120t万能杆件在钱江五桥施工完成后（24个月）租金需要18多万元，连接螺栓新买需10万元左右，人工费、调运费等总需成本费用40万元左右。

整个两台龙门吊如果外加工需要费用4万元左右，如果自行加工需要费用约2万元左右，钢管桩成本3万元左右，相对方案一可以节约成本35万元。

外观形象

外观不美观，结构视觉感到不协调、不安全

外观美观，结构形式新颖，有助树立企业形象。

无论大型、中型还是小型龙门吊，合理的利用现有的材料，在满足结构受力要求和施工需要的前期下，如何设计能使成本降为最低、效益最高是施工企业的难点，通过上述两个方案比较，最后选择方案二。

三、MD28m－100t龙门吊结构受力验算

（一）横梁万能杆件拟订结构组合图：

见图（六）。

（二）、龙门吊在最大荷载情况下受力简图：

见图（七）。

（三）、龙门吊验算参数：

1、计算荷载

龙门吊最大吊重为100t

龙门吊自重（万能杆件部分）约80t

天车及吊具重量约12t，天车轨道梁及钢轨重量约8t,立柱总重约40t

（1）集中荷载

吊重100t，根据“公路桥梁施工手册”规定，当吊重大于15t时，动荷载系数取1.5，W＝1.5×

100t＝150t

因门架上方天车轨道的刚度相对桁架的刚度要小得多，吊重仅分配在上弦5个节点上，则吊重通过轨道梁传给桁架的5个节点，在集中荷载作用下，按四跨连续梁计算其5个节点的受力，求得：

最边上P1＝2.63t，其次P2＝12.94t,中间P3＝56.25t（单片桁架）。

（2）自重

顶部轨道梁及轨道重约8t，平均分配在横梁上部的33个节点上，即：

P梁=8/33=0.24t（横梁上弦每个节点）

万能杆件自重共80t（经验值2.5t/m），平均分配给280个节点上，即：

P自=80/280=0.286t/每个节点

（3）横向风荷载

根据公路规范，取杭州地区的基本风压值W0=600N/m2,构件单位面积风压：

W风=K1K2K3K4W0=1×

1.3×

1×

0.6=0.78KN/m2=0.078t/m2

桁架的总风压：

W1=0.5×

34×

4×

0.078=5.3t

立柱的总风压：

W2=0.8×

13×

0.9×

0.078×

2=1.46t

2、计算工况

（1）工况一：

在最大荷载作用下天车居中。

（2）工况二：

在最大荷载作用下天车靠边。

（3）工况三：

自重＋风载

3、龙门吊各杆件结构特征

上、下弦杆：

m1-4N1 

4∠100×

100×

12 

A1=77.28cm2

中弦杆：

m2-2N1 

2∠100×

A2=38.64cm2

竖杆：

m3-4N4 

4∠75×

75×

8 

A3=38.6cm2

斜杆：

m4-4N3 

10 

A4=52.88cm2

斜撑：

m5-4N125 

4∠125×

125×

A5=92.5cm2

立柱边斜杆：

m6-2N125 

A6=42cm2

立柱三角桁架横杆、斜撑：

m7-2I10 

A7=28.66cm2

立柱钢管桩：

m8-Φ900、δ=14mm钢管桩 

A8=389.7cm2

4、龙门吊计算简图与构件标号见图（七）。

（四）龙门吊结构受力验算

龙门吊结构受力验算采用了两种计算方法，一种是简化计算，去掉横梁的零杆，用节点法手工计算，求出各个编号杆件内力；

另一种是运用计算机计算程序计算即电算，将各个结构特征参数输入求得。

主要以电算为准，利用节点法简化计算来校核，两种计算方法计算出的结果相差很小，说明验算结果正确可靠，节点法计算过程在这里不过多阐述，现将计算结果列表如下。

1、工况一：

天车居中吊重，横梁的变位及杆件内力

（1）横梁变位：

单位：

cm

Zmax

Ymax

Xmax

-1.67

0.739

0.00

允许挠度［Z］＝2.67cm

（2）杆件内力：

弦杆 

单位：

t

上弦

下弦

备注

计算轴力

-68.8

82.175

允许轴力

－154.6

154.6

上下弦杆原拟定4N1

斜杆 

Zy平面内

Zx平面内

43.00

-42.26

1.14

-1.14

4N3105.8连接82.4

2N538.6连接8.8

-13.6

竖杆与横撑 

-24.39

0.98

-0.98

4N4-77.2连接35.2

2N438.6连接17.6

2、工况二：

天车靠近立柱，立柱的变位与杆件内力

（1）立柱变位：

0.61

0.318

0.051

（2）立柱杆件内力：

竖杆

斜杆

-43.48

-19.44

4N1-154.6连接68.7

2N352.9连接41.2

3、工况三：

空载时候在风荷载的作用下稳定性验算

MG=140×

4.5=630t·

m

M1=5.3×

16=84.8t·

M2=1.46×

7.5=10.95t·

M风=M1+M2=84.8+10.95=95.75t·

MG=630t·

m>

M风=95.75t·

m 

结构稳定

4、龙门吊结构构件重新选择

根据计算结果分析，龙门吊结构有足够的刚度与强度，完全满足使用，而且强度较为富余，从杆件内力计算结果看，不论是横梁的弦杆、斜杆和立柱的竖杆强度均有富余，因此根据计算结果合理选取结构组合：

上弦杆

下弦杆

横撑

斜撑

立柱

最大轴力（t）

原选型号

4N1

4N3

4N4

2N5

4∠125

Φ900

允许轴力（t）

－155.5

155.5

105.8

-77.2

38.6

现选型号

2N1

2N3

2N4

-77.8

52.9

-38.6

5、龙门吊机沿轨道行车的稳定性计算

大跑车行走速度V=10.0m/min，减速时间3.2s，碰撞0.5s，最大减速度a=0.4m/s2，间距B=9.0m。

（1）主机空载行走时稳定性：

碰撞力F=G0×

a=140t×

0.4m/s2=56.0t

倾覆力矩MK=h0×

F 

h0=1m 

MK=1m×

56.0t=56.0t·

稳定力矩MW=G0×

B/2 

G0=140t 

B/2=4.5m 

MW=140t×

4.5m=630.0t·

稳定系数η0=MW/MK=11.25>

2.5 

满足起重机规范《GB3811－83》要求。

（2）满载运行时的稳定性：

碰撞力F'

=G0'

×

a=240t×

0.4m/s2=96.0t

倾覆力矩MK'

=H0×

F'

H0=1m 

MK'

=1m×

96t=96.0t·

稳定力矩MW'

=G0'

G0'

=240t 

MW'

=240t×

4.5m=1080.0t·

稳定系数η0'

=MW'

/MK'

=11.25>

6、龙门吊机主梁的刚度计算

（1）因螺栓与螺栓之间的安装间隙而产生的挠度f1

建立公式 

（4000-f1）2+（1/2L0）2=40002 

1/2L0=14.0m

则 

f1＝3cm

（2）因主梁自重的影响而产生的挠度f2

f2=5qL04/384EI 

I=3258694cm4

f2=2.82cm

（3）因起重负荷的影响而产生的挠度f3

f3=PL02/24EI（3-4a2/L0）

f3=2.28cm

（4）龙门吊机工作时主梁的最大挠度∑f

∑f=f2+f3=5.1cm

现场施工观测到的实际∑f挠度为4.9cm，与设计相符。

刚度（挠跨比）N=5.1cm/3300cm=1/647＜1/400，满足要求

四、结束语

1、挠度值偏差，实际观测挠度值较设计容许挠度值小的多，一方面说明龙门吊万能杆件横梁有足够的刚度，另一方面是横梁在吊装过程中已经将因螺栓连接而产生的间隙消除掉；

2、空车在风荷载作用下经计算不会产生倾覆，但可以产生滑动，龙门吊机本身没有刹车系统，主要是靠自重（或加荷载）的作用下使其火车轮与轨道产生摩阻力来完成由运动到静止，空车情况下摩阻力只有1.4t，横向风荷载为6.76t，所以在没有使用时要注意，做好防护措施，避免事故发生；

3、在最大荷载作用下，尽量避免在跨中起吊、运行等连贯操作，应在行走大车不动时起吊，而后横移到一侧，再运行大车，喂梁到位，主要是减小冲击荷载。

虽然在使用过程中没有出现危险情况，但此种操作增加了其安全性；

4、在荷载作用下，立柱与轨道接触部分产生了很大的水平力，这就要求轨道基础要牢固、轨道要顺直，使用过程中要不断调整，以免由于基础的不均匀沉降使龙门吊机在运行过程中出现脱轨现象。

5、无论在风荷载以及外力作用下其稳定系数都远远偏大，造成设计富余，可以适当的减小行走系统底盘结构尺寸，节约材料、降低成本。