架桥机受力计算书.docx
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架桥机受力计算书
160吨40米跨架桥机计算书
1、架桥机设计依据与验收标准
〔1〕架桥机设计制造标准
①GB3811-2008起重机设计标准
②GB6067-85起重机械平安规程
③GB/T14405-93通用桥式起重机
④GB10212-98铁路钢桥制造标准
⑤GB17-88钢构造设计标准
⑥JG581-91建筑钢构造焊接标准
⑦JSJ041-2000公路桥涵施工技术标准
⑧国家质量监视检验检疫总局文件,国质检[2003]174号
⑨特种设备平安监察条例〔国务院373号令〕
〔2〕架桥机检验、验收标准
①GB/T14406-1993通用架桥机
②GB5905-86起重机试验标准和程序
③GB6067-85起重机械平安规程
④GB10183-83桥式和架桥机制造和轨道安装公差
⑤GB1005.1~88起重吊钩
⑥GB5972-86起重机械用钢丝绳检验和报废实用标准
⑦GB50205-95钢构造工程施工及验收标准
〔3〕架桥机设计图纸设计图纸主要有:
QJ160/40、QJ160/40-1、QJ160/40-2、QJ160/40-4、QJ160/40-6、QJ160/40-6-5、QJ160/40-7、QJ160/40-8、QJ160/40-12、QJ160/40-15。
2、主要工程应用
①本设计为实用型桥梁吊装起重设备;
②本设计应能适应目前国内高速公路或国道桥梁建立中的中小吨位,160吨40米跨以下混凝土大梁的起吊要求;
③不同规格的起重机可对应起吊各种长度及重量的混凝土预制梁,同时也适应各种型号及各种规格的混凝土预制梁(如:
T型梁、箱梁、空心板梁),并可直接给大梁安装到位。
④本设计应符合国情、应有实用性、经济性,便于推广应用。
3、设计指标
〔1〕门机主要技术参数
1起重量:
160t
2主梁构造形式:
桁架组合式双导梁
3产品型号:
QJ160/40
4起升高度:
5米
5架桥机过孔行走速度:
3.4m/min
6吊梁纵移行走速度:
3.5m/min
7小车横移速度:
2/min
8小车起升速度:
0.42/min
9总功率:
76.2kw
10总重:
107t
11外形控制尺寸:
长、宽、高68×7×11.8
12控制方式:
手动、电控
〔2〕卷扬机起升机构
①选用卷扬机
滑轮组采用上10下11滑轮组倍率m=11,22绳钢丝绳最大静拉力S=Q/2mn=70/2×12×0.9=3.53t
钢丝绳选用NAT6×37+1φ19.5,破断力为21.85吨,
钢丝绳平安倍数K=21.85/3.53=6.19
起重绳平安系数是4.54.5<K=6.89满足平安要求。
GB/T3811-2008
选用5吨慢速卷扬机
卷扬机参数起重量:
5吨
卷筒直径:
400m
卷筒宽度:
780
平均绳速:
8.7m
绳径:
19.5mm
电机:
YEJ160M-4,11KW
减速器:
XWD-6-17-11
重量1400kg
〔3〕电机减速器主要参数
一
前脚动力性能参数
运行速度
m/min
3.24
减速器
型号
SAF77-130-M1
电动机
型号
YEZ-4
额定转速
r/min
10.6
额定转速
r/min
1380
额定功率
kW
2.2
额定功率
kW
2.2
传动比
130
二
中托动力性能参数
运行速度
m/min
3.2
减速器
型号
XWD-7
电动机
型号
YEJ132M2-6
额定转速
r/min
16.2
额定转速
r/min
960
额定功率
kW
5.5
额定功率
kW
5.5
传动比
59
三
中托轮箱性能参数
运行速度
m/min
3.4
减速器
型号
SAF77-123.2-M1
电动机
型号
YEZ-4
额定转速
r/min
11.2
额定转速
r/min
1380
额定功率
kW
2.2
额定功率
kW
2.2
传动比
123.2
四
辅助台车动力性能参数
运行速度
m/min
3.4
减速器
型号
SAF77-123.2-M1
电动机
型号
YEZ-4
额定转速
r/min
11.2
额定转速
r/min
1380
额定功率
kW
2.2
额定功率
kW
2.2
传动比
123.2
五
天车纵移性能参数
运行速度
m/min
3.5
减速器
型号
SAF77-107.83-M1
电动机
型号
YEZ-4
额定转速
r/min
12.8
额定转速
r/min
1380
额定功率
kW
2.2
额定功率
kW
2.2
传动比
107.83
六
天车横移性能参数
运行速度
m/min
2
减速器
型号
SAF77-130-M1
电动机
型号
Y112M-6
额定转速
r/min
7.38
额定转速
r/min
960
额定功率
kW
2.2
额定功率
kW
2.2
传动比
130
七
卷扬机性能参数
出绳速度
m/min
8.7
起升高度
m
8
起升速度
m/min
0.6
减速器
型号
XWD-6
电动机
型号
YEJ160M-4
额定转速
r/min
85.9
额定转速
r/min
1460
额定功率
kW
11
额定功率
kW
11
传动比
17
4、QJ160/40架桥机受力计算
〔1〕QJ160/40架桥机受力工况参数
桥梁长度
跨度
高度比系数
桁架高
梁长度
单吊重量
桥梁重量
C
L
K
h
A
P
G
40
42
17.50
2.400
68
35
160
导梁数
桁架数
桁架间距
节间长
架底宽
斜杆长
应力平安系数
m
n
L1
a
c
d
K
2
2
5
1.71
1.05
2.324
1.34
天车重量
单位梁重
起重系数
动力系数
导梁轨距
吊距
天车右边距
W
q1
K1
K2
L1
f
b
9.00
0.515
1.25
1.1
5
38
2.5
单节长
竖杆长
单节重
主材屈服应力
主材屈服应力
16Mn许用应力
16Mn剪切应力
a1〔m〕
d2
W1
σs1〔Mpa〕
σs2〔Mpa〕
[σ]
[τ]
9.00
2.21
3.92
345
235
257.46
140
斜杆夹角
节间夹角
平撑斜杆夹角
平撑竖杆长
平撑斜杆长
桁架上插销
桁架下插销
α
β
γ
c2
d2
φ
φ2
79.00
72
31.00
0.852
1.65
80
58
〔2〕QJ160/40架桥机过孔工况
①工况1:
架桥机过孔前原始状态
QJ160/40架桥机过孔工况一受力示意图
受力点:
Na—前支、Nb—中托、Nc—辅助台车、Nd—千斤顶
自重:
W—前支、G—天车、q—导梁单位重量。
Na=8.9t
Nb=41.76t
②工况2:
千斤顶顶起状态
Na=21.47t
Nd=29.19t
Nb=Nc=0
③工况3:
架桥机中托往前移动40米,千斤顶不受力。
Na=0
Nb=10.85t
Nc=39.81
④工况4:
导梁向前移动18.5米。
Na=0
Nb=31.21t
Nc=19.44
运梁车对桥面压力Ny=83t
⑤工况5:
辅助台车前移动25米。
Na=0
Nb=10.82t
Nc=39.83
运梁车对桥面压力Ny=83t
⑥工况6:
主梁往前移动15.5米时。
Na=0
Nb=50.66t
Nc=0
运梁车对桥面压力Ny=83t
⑦工况7:
主梁往前移动21.5米时(在工况6再往前移动6米)过孔完成。
Na=0
Nb=62.70t
Nc=0
左弯矩Mz=641.18右弯矩My=364.26tm
需要平衡弯矩Mp=Mz-My=276.93tm
所需配重g=Mp/(C+c-b)=12.04t
架桥机过孔平安储藏配重G1=2g=24.1t
运梁车对桥面压力Ny=70.96t
导梁移动到位,解开配重梁,使前支放在桥台上(Na受力),过孔完成。
辅助台车与千斤顶均可利用使其受力,并将架桥机及主梁进展锚固,为架桥机吊梁过孔做准备。
〔3〕架桥机架梁过孔工况
①工况1:
1号天车距中托2米处吊梁
Na=6.35t
Nb=88.05t
中托处弯矩M1=377.51t·m
②工况2:
1号天车吊梁行驶于跨中
Na=32.8t
Nb=61.6t
跨中弯矩M2=481.95t·m
中托处弯矩M3=-281.01t·m
③工况3:
2号天车距中托2米处吊梁
Na=50.54t
Nb=87.61t
跨中弯矩M2=114.17t·m
中托处弯矩M3=280.76t·m
④工况4:
2部天车架梁过孔到指定位置
Na=60.42t
Nb=77.73t
弯矩小于架边梁,弯矩在架边梁分析
⑤工况5:
架边梁时2部天车吊梁过孔到指定位置
前支最大剪力Na=94.86t
中托最大剪力Nb=110.55t
跨中弯矩M2=152.56t·m
中托处弯矩M3=-184.26t·m
经以上计算结果弯矩最大值是1号小车吊梁在跨中处,架桥机过孔时中托弯矩最大,架边梁时中托处剪力最大。
吊梁时跨中最大弯矩(1号小车行至跨中):
M1=481.95t·m吊梁时中托最大弯矩(1号小车在中托后吊梁):
M2=377.51t·m架桥机过孔时中托最大弯矩(前支刚到位):
M3=637.75t·m架边梁时前支最大剪力:
Q1=96.9t
架边梁时中托最大剪力:
Q2=114.54t
160吨40米跨架桥机受力计算成果表
主梁长度68m跨度40重160t
序号
计算工程
主材构造
计算结果
充许值单位
占空比
1
架桥机过孔时最大弯矩
641
t·m
2
架桥机过孔时上弦工作应力
28a工+12×300+60×36
160
175.4
Mpa
91.19
3
架桥机过孔时下弦工作应力
18a槽+10×180+60×36
158
175.4
Mpa
90.33
4
架桥机过孔时最大挠度
37.49
41.50
cm
90.33
5
过孔配重所需平衡力
12.04
6
架桥机过孔平安储藏配重
24.08
7
架梁跨中最大弯矩
481.95
8
上弦工作应力
28a工+12×300+60×36
127.27
175.4
Mpa
72.57
9
上弦节间工作应力
28a工+12×300+60×36
144
175.4
Mpa
82.03
10
下弦工作应力
18a槽+10×180+60×36
158.41
175.4
Mpa
90.33
11
中托处上弦最大工作应力
-71
175.4
Mpa
40.76
12
中托处下弦最大工作应力
-70
175.4
Mpa
40.13
13
下弦节间工作应力
144
175.4
Mpa
82.28
14
架梁过孔时最大挠度
9.66
10.4
cm
93.08
15
过孔时销轴及销板计算
16
上弦销轴销板受力计算
17
上弦销轴的剪切工作应力
2×φ80×227
177.2
210.53
Mpa
84.15
18
上弦销轴孔壁挤压应力
2×φ80×76
91
511
Mpa
17.75
19
销板公头抗拉强度
2×36×800
175
257
Mpa
67.95
20
销板母头抗拉强度
2×46×540
150
257
Mpa
58.30
21
b-b方向的拉应力
2×120×214
118
257
Mpa
45.68
22
下弦销轴销板受力计算
23
销轴的剪切工作应力
2×φ58×177
126
211
Mpa
60.04
24
销轴孔壁挤压应力
2×φ58×177
140
511
Mpa
27.47
25
销板公头抗拉强度
2×28×160×777
185
257
Mpa
71.90
26
销板母头抗拉强度
2×28×149×540
189
257
Mpa
73.32
27
b-b方向的挤压应力
2×28×87×160
110
257
Mpa
42.84
28
架梁时销轴及销板计算
29
上弦销轴销板受力计算
30
销轴的剪切工作应力
2×φ80×227
100
211
Mpa
47.44
31
销轴孔壁挤压应力
2×φ80×76
136
511
Mpa
26.68
32
销板公头抗拉强度
2×36×800
131
257
Mpa
51.07
33
销板母头抗拉强度
2×46×540
119
257
Mpa
46.13
34
b-b方向的挤压应力
2×120×214
92
257
Mpa
35.62
35
下弦销轴销板受力计算
36
销轴的剪切工作应力
2×φ58×177
95
211
Mpa
45.13
37
销轴孔壁挤压应力
2×φ58×177
106
511
Mpa
20.65
38
销板公头抗拉强度
2×28×160×777
139
257
Mpa
54.04
39
销板母头抗拉强度
2×28×149×540
142
257
Mpa
55.11
40
b-b方向拉应力
2×28×87×160
73
257
Mpa
28.30
41
天车受力计算
42
纵移天车主梁弯矩
2×40a工+50×60+12×40+12×270
59
43
纵移天车主梁工作应力
2×40a工+50×60+12×40+12×27
175
175.4
Mpa
99.88
44
横移天车主梁
2×28a工钢
150
175.4
Mpa
85.70
45
定滑轮主梁工作应力
3×32a工钢
144
175.4
Mpa
82.31
46
腹杆工作应力
47
节间竖杆最大工作应力
90×5方形钢
224.09
257
Mpa
87.04
48
节间斜杆最工作应力
90×5方形钢
235.63
257
Mpa
91.52
49
中托支座处竖杆工作应力
100×10方形钢
228.58
257
Mpa
88.78
50
中托支座处斜杆工作应力
100×10方形钢
240.34
257
Mpa
93.35
51
前脚支座处竖杆工作应力
100×8方形钢
218.17
257
Mpa
84.74
52
前脚支座处斜杆工作应力
100×8方形钢
229.40
257
Mpa
89.10
53
中托横梁工作应力
3×40a工+2×400×14
168.43
175
Mpa
96.04
54
前支横梁工作应力
55
前支下横梁工作应力
2×〔420×10+430×10〕
210.37
257
Mpa
81.71
56
前支上横梁工作应力
16Mn钢板不等截面
168.2035
257.5
Mpa
81.71
57
前支腿销轴剪切工作应力
φ80
87.91
154.1
Mpa
57.05
58
前支销轴挤压应力
φ80
276.19
374.3
Mpa
73.80
59
前支腿外管工作应力
φ377×8×1600
77.66
257.5
Mpa
30.17
60
前支腿内管工作应力
φ325×8×3000
94.21
257.5
Mpa
36.59
5、设计成果结论
经以上计算构造:
该架桥机按上述工况下工作,主要受力部位均能满足设计要求。