目 录
1、设计依据 ......................................................................................................................... 1 2、龙门吊总体结构 ............................................................................................................. 1 3、计算荷载 ......................................................................................................................... 1
3.1 计算荷载 ................................................................................................................. 1 3.2 荷载组合 ................................................................................................................. 3 4、龙门吊结构计算 ............................................................................................................. 4
4.1 吊具计算 ................................................................................................................. 4 4.2 起吊平车吊梁计算 ................................................................................................. 4 4.3 门吊主梁、支腿结构计算 ..................................................................................... 5 4.4 门吊行走平车支座反力及抗倾覆稳定性计算 ................................................... 11 5、结论 ............................................................................................................................... 11
1、设计依据
(1)《XX长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计》 (2)《XX长江公路大桥E06合同段60T龙门吊设计图》 (3)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(4)《装配式公路钢桥多用途使作手册》(人民交通出版社) (5)《起重机设计规范》(GB/T 3811-2008) (6)《机械设计手册》 (7)《钢结构设计手册》
2、龙门吊总体结构
60T龙门吊采用轨道行走式,轨道间距27m,净高约13.5m。门吊主梁采用贝雷组拼桁架,每个主梁采用4排200型贝雷,门吊支腿采用钢管结构,支腿内立柱采用φ325×10钢管、外立柱采用Φ273×7钢管,支腿平联及斜撑采用φ159×5钢管。起吊设备采用1台8t卷扬机,80t滑车组绕12线。
龙门吊总体构造见图1。
图1 60T龙门吊总体构造图
3、计算荷载
3.1 计算荷载
1
(1) 结构自重荷载:PG?630KN (不包括起吊小车重量),由计算程序自动加入。 (2) 起升荷载:
吊重荷载600kN,吊具30kN,起吊小车80kN 合计:PQ?1.1?(600?30)?80?773kN (3) 起吊小车行走制动荷载:
按起升荷载10%取值,PT?PQ?10%?773?10%?77.3KN (4) 龙门吊行走制动荷载:
按结构自重和起升荷载的10%取值,
门吊行走时起升荷载产生的制动荷载:PMQ?PQ?10%?773?10%?77.3KN 门吊行走时结构自重产生的制动荷载:PMG?PG?10%?630?10%?63KN (5) 风荷载: ① 工作状态风荷载
风荷载的计算按《起重机设计规范》(GB3811-2008)进行,工作状态计算风速15.5m/s,对应计算风压150N/m2。风荷载计算公式:
PWⅡ?CpⅡA
式中PWⅡ——作用在起重机上的工作状态下的风载荷,单位为N
pⅡ——与设计工况相对应的计算风压,单位为N/m2,pⅡ?150N/m2 C ——风力系数,龙门吊主梁桁架C=1.7,龙门吊支腿钢管C=0.7。 A ——起重机构件垂直于风向的实体迎风面积,单位为m2,它等于构件迎风面积的外形轮廓面积A0 乘以结构迎风面充实率φ ,即A0 = Aφ。对于平面桁架结
1??n?A0 构A?1?? η——桁架结构挡风折减系数,η=0.75 φ——桁架结构的充实率,φ=0.20 n——桁架排数,8排贝雷n=8
每延米桁架轮廓面积A0 =1m×2.234m=2.234m2
2
1??n1?0.408?A0??0.20?2.234?0.74m2 A?1??1?0.40工作状态龙门吊主梁桁架每延米风荷载:
PWⅡ?CpⅡA?1.7?150?0.74?188.7N/m?0.1887KN/m 工作状态龙门吊立柱钢管每延米风荷载:
PWⅡ?CpⅡA?0.7?150?A0?105A0(N/m)?0.105A0(KN/m2) ② 非工作状态风荷载
风荷载的计算按《起重机设计规范》(GB3811-2008)进行,非工作状态计算风速28.3m/s,对应计算风压500N/m2。风荷载计算公式:
PWⅢ?CKhpⅢA
式中PWⅢ——作用在起重机上的非工作状态下的风载荷,单位为N pⅢ——非工作状态计算风压,单位为N/m2,pⅢ?500N/m2 Kh——风压高度变化系数,Kh=1.13 非工作状态龙门吊主梁桁架每延米风荷载:
PWⅢ?CKhpⅢA?1.7?1.13?500?0.74?704.48N/m?0.704KN/m 非工作状态龙门吊立柱钢管每延米风荷载:
PWⅢ?CKhpⅢA?0.7?1.13?500?A0?395.5A0(N/m)?0.395A0(KN/m) 3.2 荷载组合
组合1:小车在跨中起吊重物
(1)+(2)+(5)(顺门吊行走方向风压150N/m2) 组合2:小车起吊重物在跨中横梁上行走
(1)+(2)+(3)+(5)(顺门吊行走方向风压150N/m2) 组合3:小车起吊重物在一侧支腿处横梁上行走
(1)+(2)+(3)+(5)(顺门吊行走方向风压150N/m2) 组合4:吊重在跨中情况下龙门吊行走
(1)+(2)+(4)+(5)(顺门吊行走方向风压150N/m2) 组合5:吊重在一侧支腿处情况下龙门吊行走
3
(1)+(2)+(4)+(5)(顺门吊行走方向风压150N/m2) 组合6:非工作状态组合
(1)+(5)(顺门吊行走方向风压500N/m2)
4、龙门吊结构计算
4.1 吊具计算
龙门吊起重设备采用卷扬机起吊,卷扬机最大输出张力8t,卷扬机与80t滑车组相连,滑车组绕12线,钢丝绳直径24mm、最大破断拉力317KN,取安全系数5,则吊具理论吊装重量317×12/5=760.8KN>1.1×(600+30)=693KN,满足要求。 4.2 起吊平车吊梁计算
起吊平车轨道间距3.0m,吊梁采用HW428×407型钢,吊梁跨中承受吊重荷载及吊具荷载:P?1.1?(600?30)?693KN。
(1) 吊梁计算
HW428×407截面参数:
A?361.4cm2,Ix?119000cm4,Wx?5560.7cm3,Sx?3120cm3,b?20mm
弯矩Mmax?PL693?3.0??519.75KN?m 44剪力Vmax?P/2?693/2?346.5KN
Mmax519.75?106 ?? ??93.5MPa?????14M0Pa3Wx5560.7?10Vmax?Sx346.5?103?3210?103 ?? ??45.4MPa?????85MPaIx?b119000?104?20(2) 吊耳计算
起吊平车吊梁连接吊耳结构见图2所示。
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