架桥机计算书

1、一. 设计规范及参考文献 2.二. 架桥机设计荷载 2.三. 架桥机倾覆稳定性计算 3.四. 结构分析5.五. 架桥机1号、2号车横梁检算7.六. 架桥机0号立柱横梁计算 9.七. 1号车横梁及0号柱横梁挠度计算 11八. 150型分配梁：（1号车处）13九. 0 号柱承载力检算 14十、起吊系统检算15十一 .架桥机导梁整体稳定性计算16十二.导梁天车走道梁计算18十三.吊梁天车横梁计算 18一、设计规范及参考文献（一）重机设计规范（GB3811-83（二）钢结构设计规范（GBJ17-88）（三）公路桥涵施工规范（041-89）（四）公路桥涵设计规范（JTJ021-89）（五）石家庄铁道学院

2、GFJT-40/300拆装式架桥机设计计算书（六）梁体按30米箱梁100吨计。二. 架桥机设计荷载（一）.垂直荷载梁重:Qi=100t单个天车重：Q=20t （含卷扬机、天车重、天车横梁重）主梁、桁架及桥面系均部荷载：q=0.67t/m x 1.1=0.74t/m前支腿总重：Q 3=4t中支腿总重：Q=2t1号承重梁总重：Q=34t2号承重梁总重：Q=34t2#号横梁Q=12t梁增重系数取：1.1活载冲击系数取：1.2不均匀系数取：1.1（二）.水平荷载1. 风荷载a. 设计取工作状态最大风力，风压为 7级风的最大风压：25=19kg/mb. 非工作计算状态风压，设计为11级的最大风压；2q2

3、=66kg/m（以上数据参照石家庄铁道学院GFJT-40/300拆装式架桥机设计计算书）2.运行惯性力:=1.1三. 架桥机倾覆稳定性计算（一）架桥机纵向稳定性计算架桥机纵向稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段， 该工况下架桥 机的支柱已经翻起，1号天车及2号天车退至架桥机尾部作为配重，计算简图 见图1 （单位m）:图中PSPI P2P3PlP6115z.11 广上0 .2231 图1Pi=4t（前支柱自重）P2=0.74 X 22=16.28t（导梁后段自重）P3=0.74 X 30=22.2t（导梁前段自重）P5= P4=20t（含卷扬机、天车重、天车横梁重）P6为风荷载，按11级风的

4、最大风压下的横向风荷载，所有迎风面均按实体 计算，P6=2 CKnqAi =1.2 X 1.39 X 66X （0.7+0.584+0.245+2.25+0.3+0.7+0.8+1.5）X 12.9=10053kg=10.05t作用在轨面以上5.5m处M抗=16.28 X 11+20X（ 11+4+5） +20X （11+5） =899.08t.mM倾=4X 30+22.2 X 15+10.05 X 5.5=508.275t.m架桥机纵向抗倾覆安全系数n=M抗/M 倾=899.08/（508.275 X 1.1）=1.611.3 1.3 可）2. 非工作条件下稳定性计算架桥机悬臂前行时自重荷载

5、全部由车体承担，在横向风荷载作用下，其稳 定性见图3。P4 起重小车与图2相比，架桥机在提的梁为倾覆作用时，架桥机有N=2.26的横向抗倾系数， 而图3中已经没有提梁，故此不用计算而得出结论它的抗倾系数满足要求。结论：架桥机稳定性符合规范要求四. 结构分析（一）、荷载取值：桁架及桥面系均部荷载0.67t/节X 1.1=0.74t/节（单边），荷载（100+20X 2） X 1.2=168.00t。其余荷载取值见前。纵向走行天车轮距为2m ,当天车居于天车横梁跨中时，单片空载轮压集中 力为（20+6） /4=6.5t，负荷轮压集中力为（6+168） /4=43.5t，架边梁时轮压集 中力为（重边

6、）：6/4+168/2=85.5t ，（轻边）6/4=1.5t.吊梁小车轮压集中力 168/4=42t （轮距 1.6m）。（二）、分析计算：根据以上荷载值，按桁架进行分析，计算过程由有限元分析程序 SAP 93来 完成。工况取：（1）架桥机前移，（2）1号天车提梁，（3）2号天车提梁，（4）1号天 车至跨中、（5）中梁就位，（6）边梁就位6种工况进行计算，计算得前悬臂端最大挠度852.6mm考虑到桁架空多，加 1.1的系数，852.6 X 1.仁937.86mm,待架孔导梁跨中最大挠度71mm考虑到桁架空多，力卩1.1的系数，71X 1.仁78mm 天车横梁跨中最大挠度？28mm导梁结构图见

7、图4各杆件在工况1, 5, 6的杆件内力见附加图各工况的轴重见图5前行时0.78ri15n33572fg储提梁时一,宀332#提梁时W15r1#天车行到跨中时“y 7口6P亍 I 汕33n-38,8b架中梁时兀3J 3C、空架边梁时（重边）47却学2 图5 （单位:杆见最大内力汇总表名称计算最大内力（T）允许内力（T）备注上弦杆+232.79272工况1B附近下弦杆-228.02266工况1B附近立杆-90.408119.0工况6C附近斜杆-57.673.6工况6C附近注：受拉为+,受压为-6 种工况各支点最大反力（单边）如下：（单位：吨）、支点工况、ABC工况12.34598.730工况26

8、7.14540.42923.333工况369.1474.9523.14工况445.45777.57140.502工况526.3976.8960.245工况6重边25.86111.38395.29轻边26.9342.39825.406五. 架桥机1号、2号车横梁检算架桥机1号、2号车横梁设计采用16Mn钢，顶板厚度为12mm底板厚度为piT. p匚111 JrwvC 1厂43(图612mm用160X 168X 14.5两根工字钢做支撑，截面形式如图 6截面特性如下：查工字钢表有 S=146.45cm,l=68512.5cm4A=145.45X 2X 100+12X 406 X 2=3903 mr

9、n1=68512.5 X 104X2+12X406X (560+6)2X2=4.49十计算图示如下图7(单位m):架桥机在吊边梁对位时由导梁传到横梁的最大压力为93.75t.1. 应力计算两导梁中心距L=5.1m悬臂长度L=1m最大集中荷载P=93.75t横梁支点弯矩：M=93.75X仁93.75t m则翼缘板应力：93.75 0.2920.0044926097t/m60.97MPa210MPa腹板最大应力:maxQSI93.75 (12 406 (5606) 101985t/m20.004492 14.5 1019.85MPa140MPa局部压应力FcTwLz93.75 1.35 10416

10、2 2 14.5269.39MPa 320MPaLz=22X 4+(12+25) X 2=162mm换算应力：y2 3r2. 60.972 3 19.85270.0MPa 1.1 231MPa2. (1)整体稳定性b o=268-14.5=253.5mmh/b 0=584/253.5=2.36l/b 0=11600/253.5=45.76 65故不必计算其整体稳定性(见钢结构设计手册P28) o(2)局部稳定性计算翼缘板局部稳定bo/t=253.5/12=21.125 bo /t=33 可b/t=76.75/12=6.4 b /t=12.4可腹板局部稳定:56038.62匹80 235t 14

11、.5th80 345235 66不需设加劲板。为安全起见，在直接受力处加了厚10mm勺内加劲肋和厚16mm勺外加劲肋，同时，其他位置布置间距为1m的,厚10mm的内加劲肋。由于焊缝按一级焊缝质量验收，其强度与钢板相同，故在此不检算而其强度认为其强度足够。经计算联结处强度满足要求。六. 架桥机0号立柱横梁计算1. 设计说明和基本依据架桥机前支柱由支柱横梁和立柱组成，立柱共计4根，在工作状态下，仅考虑外侧2根立柱承受竖向荷载，内侧2根只起横向稳定作用。前支腿最大荷载发生在架桥机吊梁就位时，端构架竖杆内力为36.8t (由电算分析)，此时由导梁传向横梁的荷载为 P=71.14t.2. 立柱横梁承载力

12、检算(1)应力检算支柱横梁采用箱形断面，如图 &设计采用16Mn钢板，顶板和底板厚度为14mm腹 板厚 10mm特性如下：l=0.380 X 0.463-(0.38-2 X0.01) X 0.432 3/12=0.000664m导梁支点悬出立柱中心位置 0.85 m，贝UM=71.14X 0.85=60.469t m翼缘应力:60.469 0.230.00066416025t/m2209.56MPa 210MPa可腹板剪应力:maxQSI71.14 (14380 (230 7) 100.000664 210 106358.48t/m263.58MPa 140MPa局部压应力4F 71 .14

13、1.35 10 cc cr r、 cccw c90.95MPa 320 MPaTwLz 528 2 10l z=(120 X 2+10) X 2+2X 14=528mm 2 2209.563 63.58换算应力:236.7MPa1.1 230MPa可焊缝强度与钢板等强，可不必进行计算3. (1)整体稳定性b 0=200-10-10=180h/b q=460/180=2.5566l/b q=11600/180=64.4465故可不必进行整体稳定性验算(2)局部稳定性计算 翼缘板局部稳定：bo/t=18O/14=12.86 b o/t=33b/t=90/14=6.43=pl/4=1 X 31.55

14、332 X 0.7/4=5.5216 t m（T =5.522 X 104/287.2=192.26MPa c =400满足规范要求。2. 工字钢行走时：M= pl/4=1 X 17.988 X 0.7/4=3.1479 t mc =3.1479 X 104/14仁223.26Mpa1.05 c =215 X 1.05=225.75Mpa 可1米一根工字钢不能少。3. 架梁时由于轮压增加，在架梁时轮下工字钢按0.5米一根放置十三.吊梁天车横梁计算（一）受力计算架桥机天车横梁设计采用16Mn钢，顶板厚度为20mm底板厚度为20mn截面形图1510 2 60式如图15 截面特性如下：A=20X 2

15、X 460+16X (800-40)=30560 mm2I=20 X 460X 4002x 2=2.944X 10-3n4架桥机在架梁全过程中弯矩最大为活载在跨中, 应力计算横梁支点弯矩：M=16.25X 2X 11.6/4=94.25t m则翼缘板应力:MyI494.25 100.42.944 10128.06 106 Pa128.06MPa210MPa腹板最大应力:19.80 106 paQS 16.25 2 104 (0.46 0.016 0.39)I2.944 10 3 0.01619.38MPa 140MPa局部压应力54.84MPa 320MPaF 16.25 2 1.35 104

16、 cTwLz500 16换算应力:(t2 3r2128.062 3 19.802 132.57MPa 1.1 231MPa(二).天车横梁稳定性计算0001C_J57匚1中1&图171 横梁整体稳定性计算见图17(1) 惯性力产生的倾覆力矩P=QV/gt Q 为自重， V 为行车速度，V=3.0m/ming 为重力加速度,取10m/S2, t为刹车时间,t=2s 小车产生的惯性力矩Q=10t h 1=1.85m一 10 3 1.854M惯 1=0.04625t m10 2 60 横梁惯性力矩Q 2=6.4t h2=1.1m6 431 1M惯 2=0.0176t m10 2 60 混凝土梁体产生

17、的惯性力矩Q=80X 1.仁 88t h 3=3.05m-88 3 3.05M 惯 3=0.671t mM惯=M 惯 i+ M 惯2+ M 惯 3=0.73485t ?m(2) .风力产生的倾覆力矩按7级风力计算，q=19kg/m2=0.019t/m 2,迎风面积均按实体计算。P风二艺 CKnqAi,c=1.6, K=1.39 小车风力产生的力矩R=1.6 X 1.39 X 0.019 X 2X 2=0.169tM=0.169 X 1.85=0.313 t.m 横梁风力产生的力矩B=1.6 X 1.39 X 0.019 X 13.1 X 0.8=0.443tM=0.443 X 1.1=0.48

18、7 t.m 混凝土纵向风力产生的力矩R=1.6 X 1.39 X 0.019 X 3.2 X 2.5=0.338tM=0.338 X 3.05=1.0309 t.mM 风=M1+ M2+ Ma=1.8309 t.mM 倾=M 风 + M 惯=2.56575 t.m(3) .梁体自重产生的抗倾覆力矩小车自重：W=10t, 横梁自重：W=6.4t混凝土自重：W=80 X 1.仁88t抗倾覆力矩为(d=1.0m,轮间距为2.0m)W= W 1+ W/+W/2=10+6.4+88/2=60.4t贝U M 稳=60.4 X 1.0=60.4 t.m(4) .抗倾覆安全系数n= M稳/ M 倾=60.4/

19、2.56575=23.541.3可因此，横梁整体满足稳定性要求。2 横梁单个稳定性计算见图15和16由于工字钢两端有连接，计算长细比时按0.46米，外加0.75的系数以考虑工字钢两端有连接11.6 X 0.75/0.46=18.920可1. 讨论最大受力当 P仁P2=71.93 t 时 M a=71.93 T.M Q a=0当 P仁93.75 t P2=32.73 t 时有 R=100.11 t R y=26.37 tM=63.24 T.M Q a=93.75-32.73=61.02 t(偏安全)有 MAma=71.93 T.M 假定 Qma=93.75-32.73=61.02 t2. 构造要

20、求：2 X 90.2=180.4200 mm 可1.5 X 90.2=135.3140 mm 可3 X 90.2=270.6304 mm 可3. 销子受弯：(14.5+32+40) X 2=1735X 90=450 mm可以不考虑销子受弯而认为强度满足要求。4. MAma和Qma的共同作用计算简图见右(图中销子为 90mm中心距为304mm：有 MAma=71.93 T.M Q ama=61.02 t 贝UT=MmaX0.304=71.93/0.304=236.61 tQ= CAma/2=61.02/2=30.51 t销子的面积 S=0.25X 3.14 X 902=6361.7 mm2(1)

21、 T 的作用下：t=T/S=236.61 X 1076361.7=371.93 MPa500MPa(2) Q 的作用下：q=Q/S=30.51X 1076361.7=47.96 MPA500MPa打 3T J371.932 3 47.9$381.10MPa(3)合力的作用1.1 550MPa5 连接钢板(1).从上图中(1)的位置破坏(架为内侧的钢板)：S=200X( 14.5+32 )x 2=18600 mrnS =200x 40x 2=16000mmt=T/S=236.61 x 104/18600=127.21 Mpa 210MPa t =T/S=236.61 x 104/16000=14

22、7.88 Mpa 210 MPa 满足要求。(2) 1-1截面上破坏:1=12 X 2X 406X (560+6) 构造要求:=3.12 X 109mri=3.12 X 10-3ni4My 71.93 10 O.29267.32MPa 210MPaI0.00312满足要求。.Q的作用2S=(584-90.2 X 2) X 14.5 X 2=11704.4mmt =Q/S=61.02X 10000/11704.4=52.13Mpa140MPa(4).合力作用y2 3r2、67.322 3 52.132 112.63MPa 1.1 231MPa 1 二.0# 横梁连接处计算1 .讨论最大受力图见下页由前面讨论知，有 MAma=44.89 X 0.65=29.1785 T.MCUx=71.14-18.63=52.51 tP1P22 X 70.5=141200 mm可1.5 X 70.5=105.75 100 mm可3 X 70.5=211.5260 mm 可3. 销子受弯：(10+32+40)X 2=1645X 70=350 mm可以不考虑销子受弯而认为强度满足要求见右 为 为4 . MAma;和Qama的