双导梁架桥机结构计算.docx
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双导梁架桥机结构计算
200T双导梁架桥机结构计算
1桥机概况
桥机由两根主承重梁(全长78m),前支腿局部,中托局部,后支局部,天车局部,液压系统及电控局部组成,可完成桥机的过孔,架梁功能,桥机的高度可由前、后支的液压系统调节,整个桥机的所有功能可由电控系统控制完成(见图1).
2桥机的结构计算
2.1荷载统计
主梁:
0.75t/m;前支腿:
3t/根;天车:
6t/台.
2.2桥机主梁的承载力计算
计算桥机主梁承载力,要分别考虑桥机的以下三种情况:
1)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
主梁所承当的最大弯矩,所以校核此状态时需计算上、下弦的强度.
2)架中梁.此工况时,天车位于主梁50m的跨中,弯矩为了最大值.
3)架边梁.当天车偏移桥机主梁一侧时,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.
2.2.1过孔时上下弦杆及后支腿的强度计算
1)上下弦杆的强度计算.
当桥机前支腿到达前桥台,尚未支撑时,悬臂端根部的最大弯矩(平安起见,忽略后端配重)见图2.
3t+W3t3t
q=Q.75
9
「丁
26m-J
52m
图2桥机受力图
Mmax=352+0.75X52x(52/2)=1170t-m
Nmax=Mmax/h=1170/2.7=433.3t.
在悬臂端的根部,上、下弦杆的面积为了A=49.9X4+1.0X
26X4=303.6cm2(30号b槽钢对扣,在槽钢内外各部贴两块310mm!
勺钢板补强,材质为了Q235B),见图3.
Mt】工字钢
994后下精罪斯面图
弦杆中的工作应力:
.max=142.7MPa<切]=170MPa
所以过孔时上下弦强度满足要求.
2)后支腿的配重计算.
按桥机最大悬臂52m,加配重过孔,起重机稳定系数不小于1.3,最低
配重量:
p>(1170X1.3-0.75X262X1/2-3X24-3X25)/25=45t.
2.2.2架中梁时上下弦及销板、销轴强度计算
1)上下弦强度计算.
架中梁时,主梁的最不利位置在跨中(见图5),梁中的最大弯矩:
Mmax=1/»0.75乂522+1/4X50x52=903.5t-m
Nmax=Mmax/h=334.61
A=49.9X4=199.6cm2o
.=N/A=167.6MPa满足强度条件,所以架中梁时,弦杆是平安的.
51
ru
图5主梁的不利位置图
95L95
挽也销板的尺寸圈
2)弦杆的接头销板及销轴的强度计算.
a.考虑销板及销轴的重要性,将销板放在最不利的位置.设销板位于
过孔时的悬臂端的根部,销板的厚度为了40mm尺寸如图6所示,销孔的
直径50mm四块销板所承受的最大轴力为了:
Nmax=433.3t.
单块销板的轴力为了:
N=Nmax/4=108.4t.
销板的净面积为了:
A=(270-50)x40X10-6=8800X10-6m2.
销板的工作应力为了:
.=N/A=123MPa<侦].
销板满足抗拉强度.
b.销轴材质为了45号钢,销轴的工作直径50mm单根销轴所承当的剪力
为了:
Fs=433.3/3=144.4t.
上弦中的销轴为了八面受剪,销轴中的工作剪力为了:
r=(Fs/8)/(3.14/4X502X10-6
)=91.9MPa<[r]=110MPa
销轴满足抗剪强度条件.
销轴的抗挤压计算:
挤压力为了:
Fc=144.4t.
挤压面积为了:
Ac=50X40X4X10-6=8000X10-6m2.
挤压应力为了:
.c=Fc/Ac=180MPa销轴满足抗挤压强度条件.
2.2.3架边梁的受力分析
1)天车轮箱支撑力.
架边梁时,天车不位于桥机的中心,而是偏移桥机主梁的一侧,此时天车轮箱的支撑反力分别为了F1,F2(见图7)
图7天车轮箱的受力图
图村前支及中托受力图
计算当卷扬小车偏移时,天车梁两处的支反力,由平衡方程
可求得:
F1=100X4.1/5=82t.
F2=18t.
2)前支、中托支反力.
取卷扬小车偏移一侧的主梁为了钻研对象,由平衡方程可求
解,前支及中托处的支反力(见图8):
FA=96.5t,FB=126t.
3)前支定位销轴受力分析.
前支腿定位销直径110,材质为了45号钢:
销轴面积:
A=95cm2
销轴承受的最大剪力:
Q=96.5t.
销轴承受的剪应力:
r=Q/2A=50.8MPa前支腿伸缩筒选用<426X10的无缝钢管(见图9),材质为了Q235B面积
A=130.6-11x1X2=108.6cm2.
伸缩筒的工作应力为了:
.=Q/A=88.9MPa<W].
销轴的受挤压面积为了:
Ac=1ix1.0X2+1.6X11x2=57.2cm2.
销轴受到的挤压应力为了:
.=FA/Ac=168.7MPa<[.c].
从以上计算中可知,前支腿各局部满足强度条件,可平安承载
4)中托轮组较座受力分析.
S9无缝钢管示意图图m选用销轴示重圈
中支反托轮箱的连接较座销轴选用<80的销轴(见图10),材质45号
钢:
较座销轴抗剪面积A=1/4X3.14X82X10-4=50.24x10-4m2.
销轴剪应力r=FB/4A=62.7MPa<[t].
连接较座的耳板选用524的.
受挤压面积Ac=4X24X80x10-6=7680X10-6m2.
销板挤压应力.c=FB/Ac=164MPa<切c].
所以销轴和销板较座是平安的.
5)中支横移轨道悬臂弯矩分析及内力分析.
架设边梁时,中支轮箱偏移中横移轨道最外支撑点的距离最远,可达
1.2m,此时中横移轨道所受的弯矩最大.中横移轨道选取6根40号b工字钢对焊,见图11.
M1=12软1.2=151.2t-m
IZ=6x22780=136680cm4
WZ=136680/20=6834cm3
.=166.6MPa<[^]=170MPa,平安.
6)前支横移轨道悬臂弯矩分析及内力分析.
架设边梁时,前支轮箱偏移前横移轨道最外支撑点的距离最远,此时前横移轨道所受的弯矩最大,前横移轨道选取4根40号b工字钢对焊,见图12.
图H中槽K轨道示♦睢圈12前横挣妹通示廊圈
M2=96.5X0.8=86.85t-m
一一-一----3
W=4X1140+1.0X40x10X2=5360cm.
.=162MPa<"]=170MPa,平安.
7)腹杆内力分析及稳定校核.
架边梁时,单侧主梁受力,中托附近的剪力最大(见图7),所以腹杆选用10号槽钢对扣,在中托附近增强,打花撑旨在增加抗剪面积,降低腹杆的长细比(见图13).
圈13嫂料示意图SU打花律后81杆示童圈
主梁中腹杆的最大剪力Qmax=126-0.75X26=106.5t.
腹杆所受轴力N=57.75t.
腹杆长L=2.928mo
面积A=12.748X4=51cm2
工作应力.=N/2A=56.6MPa腹杆满足强度条件.
腹杆中有受拉杆也有受压杆,对受压杆必须进行稳定计算,腹杆打花
撑后腹杆的长度变小(见图14).
腹杆的惯性矩Ix=198.3x2=396.6cm4
腹杆的惯性半径ix=3.95cm.
长细比入x=pL/ix=2.928/(2x3.95x10-2)=36.7.
稳定系数取<=0.910.
稳定许用应力[.Ww]=<[(r]=0.910x170=154.7MPa
腹杆的工作应力(T=56.6MPa<[.Ww]
腹杆满足稳定性条件,不会失稳.
2.3天车梁的受力分析及强度计算架设中梁时,天车所承受的弯矩最大,如图15所示,天车横截面为了箱形双梁,其截面形状见图16.
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图15天车第受力图
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图16天车娘|£面圈
天车梁跨中的最大弯矩为了:
Mmax=1/4<50x5=62.5t-m
Iz=1/12(6003x280-5603x252)x10-12=135206cm4
工作许用应力:
iV/maxVmax
°max=A'=138.7MPa<[0]0