门起重机检算

乌鲁木齐市轨道交通1号线工程11标段工程门式起重机检算乌鲁木齐轨道交通一号线工程11标段门式起重机检算编制：日期审核：日期审批：日期中铁一局集团有限公司乌鲁木齐轨道交通1号线工程11标段项目经理部二〇一四年八月新疆.乌鲁木齐门式起重机检算1、主梁计算主梁的截面高度取决于强度、刚度条件，一般取h=（~）L=2333.3~2000主梁计算的最不利工况为：起重机带载（小车在任意位置）运行起、制动并发生偏斜的情况。主梁承受的载荷有：结构重量，小车载荷，起升或运行冲击力，运行惯性力，偏斜侧向力。1.1载荷与内力主梁承受垂直载荷与水平载荷，应分别计算。主梁在垂直平面内的计算模型应按门式起重机的各种工况分析确定。当门式起重机静止工作时，由于超静定门架的刚性支腿下端有水平约束,而使主梁减载、支腿加载；当门式起重机带载运行工作时，却能明显地减小超静定门架支腿下端的水平约束，甚至降低到零，这时主梁受载最大。因此，应取简支梁计算模型。对门式起重机的静定门架，不管其工况如何，主梁始终为简支梁模型。（1）载荷1）主梁自重载荷——自重载荷可参照相近的结构估算，也可根据预选的主梁截面推算，已知一根主梁质量mG=21070kg，则一根主梁的单位重量（N/m）Fg==7101.5N/m小车轨道重量Fg=mgg=24×9.81=235.4N/m主梁的均布载荷Fq=Fq’+Fg=7336.9N/m2）小车集中载荷小车轮压根据提升机构和运行机构的设计布置，近似看成吊钩铅垂线中心通过小车中心O，小车重心也在O点，l1=400mm，l2=400mm计算小车轮压：提升载荷为PQ=（mQ+m0）g=99081N小车重量为PGx=mxg=6867N满载小车的静轮压为Pj1=0.5PQ（1-l1/b）+PGx×l2/2b=26487NPj2=0.5PQl1/b+0.5PGx（1-l2/b）=26487NΣP=Pj1+Pj2=52974N空载小车轮压为P1’=0.5m0g（1-l1/b）+PGx×l2/2b=1717NP2’=0.5m0gl1/b+0.5PGx（1-l2/b）=1717N3）冲击力——自重载荷与小车载荷还应考虑起重机工作时的动力效应。起升冲击系数——φ1=1.1起升动载系数——φ2=1+0.7Vq=1+0.7×5/60=1.0583运行冲击系数——φ4=1.1+0.058vd=1.1+0.058×32/60=1.130（h=1mm）统一取较大值φ4=1.13通常根据运行速度可以查表得到φ4的值为1.0综上所述：φ4=1.0（2）内力小车位于跨中央对主梁产生的垂直弯矩Mcv=φ4（）=1089834.2主梁在水平平面内采取一侧与支腿铰接另一侧与支腿刚接的简支梁模型，以便传递偏斜侧向力产生的力偶作用，这种模型计算最简单，载荷主梁在是水平面内承受大车运行起、制动产生的惯性载荷和偏斜侧向力作用。1）大车运行起、制动的惯性力——大车运行起、制动时由结构自重和小车质量产生的水平惯性力，与大车主动轮的轮数及其分布有关，因：主动轮数为全部轮数的一半且分配与下横梁的四角，所以结构或小车的惯性力分别取为各自重量的一根主梁的惯性力PGg=20669.7N大，小车都是4各车轮，其中主动轮各占一半，按车轮打滑条件确定大，一根主梁上小车的惯性力为Pxg=ΣP/2×7=52974/14=3783.9N大车运行起、制动惯性力为（一根主梁上）PH=ΣP/2×7=52974/14=3783.9NFH=Fq/2×7=524.1N/m主梁跨端设备惯性力影响小，忽略2）偏斜运行侧向力门式起重机偏斜运动时，大车轮的轮缘与轨道侧面接触而产生水平侧向力。通常侧向力仅作用在一侧支腿架底部，一根主梁的重量为PG=mQg=206696.7N一根端梁单位长度的重量为Fq1=kρAg=1.5×7850×0.026×9.81N/m=3003.3N/m一根端梁的重量为PGd=Fq1B=3003.3×5.9N=17761.5N满载小车在主梁跨中央左侧端梁总静轮压按下图计算PR1=0.5（PQ+PGx）+0.5（2PG）+PGd=277432.2N由L/B0的数值可查得λ=0.175侧向力为Ps1=0.5PR1λ=24275.3N满载小车在主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压为PR2=（PQ+PGx）（1-e1/L）+0.5（2PG）+PGd=224458.4N侧向力为Ps2=0.5PR2λ=19640.1N（2）内力1）垂直载荷计算大车传动侧得主梁，在固定载荷与移动载荷作用下，主梁按简支梁计算，如图所示固定载荷作用下主梁跨中的弯矩为Mq=φ4（FqL2/8+PGjd1/2）=1（+8829×）=721885.6N跨端剪切力为Fqc≈φ4（0.5FqL+PGj）=1×(0.5×7336.9×28+8829)=111546N移动载荷作用下主梁的内力a．满载小车在跨中。跨中E点弯距为Mp＝φ4ΣＰ（Ｌ－b１）２／4L轮压合力ΣＰ与左轮的距离为b1=b/2=0.45m则Mp=52974×（28-0.45）2/4×28=358995N·m跨中E点剪切力为Fp≈0.5φ4ΣＰ（1－b１/L）=26061.39N跨中内扭矩为Tn=0.5（φ4TP+TH）=23176.1·mb。满载小车在跨端极限位置。小车左轮距梁端距离为c1=e1-l1=0.263m跨端剪切力为ＦＰＣ=φ4ΣＰ（L－b１－c１）／Ｌ＝51719.7N跨端内扭矩为Ｔn1＝（φ4Ｔp＋ＴＨ）（１－e１／Ｌ）=46055.9N主梁跨中总弯矩为Ｍx＝Ｍq＋ＭＰ＝1080880.6N·m主梁跨端总剪切力（支承力）为ＦＲ＝ＦＣ＝ＦqＣ＋ＦＰＣ＝163265.7N水平载荷a.水平惯性载荷。在水平载荷ＰＨ作用下，桥架按刚架计算。因箱形主梁与端梁连接面较宽，应取两主梁轴线间距Ｋ'代替原小车轨距Ｋ构成先的水平刚架，这样比较符合实际，于是Ｋ'＝Ｋ＋２x1=2+2×0.225=2.450000mb=0.5Ｋ'=1.225ma=0.5（B0－K‘）=2.1375m水平刚架计算模型如下图所示：①小车在跨中。刚度的计算系数为r1=1+2abI1/[3（a+b）LI2]=1.0232 跨中水平弯矩与单梁计算相同MH=17670.8N·m跨中水平剪切力为FPH≈0.5PH=3153.5N跨中轴力为NH=（a-b）（FHL2/12+PHL）/abr1=-23681.4／r１②小车在跨端。跨端水平剪切力为Ｆ‘ＣＨ＝ＦＨＬ／２＋PH（１－e1/L）=6334.6N2）偏斜侧向力。在偏斜侧向力作用下，桥架也按水平刚架分析这时，计算系数为rS=1+K‘I1/3LI2=1.0654①小车在跨中。侧向力为PS1=8681.96N超前力为PW1=PS1B0/L=3307.4N端梁中点的轴力为Nd1=0.5PW1=1653.7N端梁中点的水平剪切力为Fd1=1450.52N主梁跨中的水平弯矩为MS=221.2N·m主梁轴力为NS1=7231.44N主梁跨中总的水平弯矩为My=17892N·m同理小车在跨端时的应力也能计算出来：侧向力Ps2=13246.6N超前力PW2=5046N端梁中点的轴力为Nd2=2523N端梁中点的水平剪切力为Fd2=2213.1N主梁跨端的水平弯矩为Mcs=Ps2a+Fd2b=13583.8N·m主梁跨端的水平剪切力为Fcs=Pw2-Nd2=0.5Pw2=2523N主梁跨端总的水平剪切力为FcH=F’cH+Fcs=8857.6N小车在跨端时，主梁跨中水平弯矩与惯性载荷下的水平弯矩组合值较小，不需计算。2．强度需计算主梁跨中截面危险点的强度（1）主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶距离为hy=107+5=112mm主腹板边的局部压力应为σm=32.22Mpa垂直弯矩产生的应力为σ01=Mxy/Ix=58.4MPa水平弯矩产生的应力为σ02=Myx1/Iy=1.58MPa惯性载荷与侧向力对主梁产生的轴向力较小且作用方向相反，应力很小，故不计算主梁上翼缘板的静矩为Sy=1654800mm3主腹板上边的切应力为τ=1.25Mpa该点的折算应力为σ0=σ01+σ02=59.98Mpaσ=σ02+σm2-σ0σm+3τ2=51.96Mpa<[σ]=2\*ROMANII=259M