桥塔塔机悬挑支座

1、塔式起重机悬挑支座的设计计算 江苏省建筑科学研究院有限公司 李 明摘 要 在某些情况下，塔式起重机塔身不能座落在混凝土基础上，需采用悬挑支座支承塔身。设计时应使该支座能承受塔身的各种载荷，并有足够的安全储备。主题词 塔式起重机 基础 悬挑 支座1 概述贵州某悬索桥索塔总高度202.32m，北索塔拟用一台H3.36B型塔式起重机施工。该塔式起重机安装桥墩承台上，以其作为混凝土基础。因桥墩承台平面狭小，塔身四根主弦杆中仅有两根安装在桥墩承台上，另两根则悬空在承台外，因此必须在承台侧边设置两个悬挑支座承托两根悬空的主弦杆，见图1。该悬挑支座不但应能承受塔身的各种载荷，而且应具有较好的工艺性。 图1

2、塔式起重机在某桥梁索塔工程中的安装方案2 悬挑支座设计方案21 设计资料及载荷本悬挑支座设计时参考了该桥梁北索塔塔式起重机安装方案（参考文献1）、H3.36B型塔式起重机使用说明书（参考文献2）、GB/T13752-1992塔式起重机设计规范（参考文献3）及GB5144-1998塔式起重机安全规程（参考文献4）。由参考文献1知，本工程中塔式起重机的最大独立高度为230m；由参考文献2知，最大独立高度、最大使用高度时塔身对基础的载荷见表1。表1 H3.36B型塔式起重机对基础的载荷 工 况载 荷最大独立高度51.7m最大附着高度230m工作工况非工作工况工作工况非工作工况垂直力 F （kN）95

3、291022962254弯 矩 M （kN·m）27502859250422水平力 H （kN）441533011022 悬挑支座设计方案根据塔式起重机安装方案，塔身两根主肢杆安装在承台上，两根悬空主弦杆由悬挑支座承托，见图2。在起升平面（垂直平面）内，塔身主肢杆支腿根部焊接在悬挑支座横杆（2-36a槽钢）上，横梁（2-36a#槽钢）内端焊接在桥墩侧面的预埋件（20mm钢板）上，两侧焊有竖向加强板（20mm钢板）；焊接在横梁外端下方的斜支撑杆（2-36a#槽钢）可承受表1的水平载荷、垂直载荷及弯矩；在回转平面（水平面）内，悬挑支座两侧设置水平斜撑杆（36a#槽钢）承受表1中的水平载荷

4、（含回转惯性扭矩、风载荷扭矩产生的水平载荷）。在各工况中承受上述载荷时，悬挑支座应有足够的强度与一定的安全储备。3 悬挑支座强度计算31 悬挑支座载荷计算（1）起升平面内的垂直载荷 起升平面内的垂直载荷由垂直力、弯矩产生的垂直载荷组成：1） 垂直力在每根支腿上产生的垂直载荷： （1） 图2 H3.36B型塔式起重机悬挑支座结构图 最大独立工况： 工作状态 ，非工作状态 ； 最大附着工况： 工作状态 ，非工作状态 。2）弯矩在每根支腿上产生的垂直载荷： （2） 最大独立工况： 工作状态 ，非工作状态 ； 最大附着工况： 工作状态 ，非工作状态 。3）每个悬空支腿上的总垂直载荷 最大独立工况： 工

5、作状态 ，非工作状态 ； 最大附着工况： 工作状态 ，非工作状态 ；最大附着工况、非工作状态中每根悬挑支腿上的总垂直载荷为最大值，用于计算悬挑支座的强度。（2）水平载荷每根支腿上的产生的水平载荷： （3） 最大独立工况： 工作状态 ，非工作状态 ； 最大附着工况： 工作状态 ，非工作状态 。最大独立工况、非工作状态中每根悬挑支腿上的总水平载荷为最大值，用于计算悬挑支座的强度。32 悬挑支座结构杆件内力计算本悬挑支座上每根支腿承受的垂直载荷由横梁与斜撑杆构成的一榀桁架承受，水平载荷由两榀桁架之间的水平连杆与水平斜撑杆承受。悬挑支座载荷计算简图见图3。 （a）垂直面的内力 （b）水平面的内力 图3

6、 悬挑支座杆件内力计算简图（1）垂直面的内力计算1）横杆： ， （拉力），2）斜撑杆：，（压力）。（2）水平面的内力计算水平斜撑杆（考虑其中一根失效）： 。33 悬挑支座杆件几何特性计算（1）横梁（2-36a#槽钢）： 截面积： ； 惯性矩： ， ； 抗弯模量： ， ； 回转半径： ， ； （4） 长细比： ， （5）； （6） 稳定系数： ， 。（2）斜撑杆（2-36a#槽钢） 长细比： ，； 稳定系数： ， 。（3）水平斜撑杆（36a#槽钢） 截面积： ； 惯性矩： ，； 抗弯模量： ， ； 回转半径： ， ； 长细比： ，； 稳定系数： ， 。（4）焊缝各种杆件与预埋件的焊缝，在槽钢翼缘

7、部分的高度为16mm，在腹板部分的高度为12mm。各构件焊缝的几何特性如下：1）横梁： （7）；2）斜撑杆： （8）；3）水平斜撑： （9）。34 悬挑支座结构强度计算（1）杆件强度1）横梁： ，（10）2）斜撑杆： ， （11）3）水平斜撑杆： ， （12）横梁、斜撑杆及水平斜撑杆的强度与稳定性满足，使用安全。（2）焊缝强度计算1）横梁： ，（6）2）斜撑杆： ， （7） 3）水平斜撑杆： 横梁、斜撑杆及水平斜撑杆的焊缝强度满足，使用安全。如在斜撑杆杆身与预埋钢板之间增补加强板用以增加焊缝长度，可进一步提高安全性。4小结在工程应用中，塔式起重机混凝土基础经常遇到基础地耐力不足、基础安装位置狭小等问题。在编制塔式起重机安装方案时，可采取扩大混凝土基础平面尺寸（同时可适当减薄厚度）、打桩、增加压重或设置悬挑支座等措施解决上述问题，但上述措施必须符合参考文献3、4的要求，且在塔式起重机生产厂家或相关专业技术人员的指导下实施，确保使用安全；此外，利用以上各杆件的计算