下趕場溝特大橋龍門吊檢算
2017-11-13
高速公路某合同段下趕場特大橋共計后張法梁片615 片，其中96 片20 m板梁，519 片30 m箱梁，最大梁板重70 t。梁場設(shè)雙滾軌道貝雷桁架龍門吊進行移梁和架設(shè)。
一、龍門吊組成
本預(yù)制場龍門吊橫梁由貝雷片拼成，門柱由鋼管和型鋼組成；計算跨徑為24m。
1、門柱
一個門柱用2根Φ325mm、δ=10mm的鋼管作主立柱，立柱上采用２根［25b槽鋼作斜撐。立柱頂上設(shè)置2根[30b槽鋼作橫梁，貝雷片直接作用于橫梁上。立柱底部通過20mm厚A3鋼板與單軌平車連接。每個門柱兩個平車，一個主動，一個被動。
2、橫梁
一組橫梁用6排9片貝雷片，設(shè)置上下加強弦桿。橫梁的上下面均用支撐架連接加固，除兩端頭上表面用（90-115-90）×118cm支撐架外，其余用90×118cm支撐架。橫梁一邊通過吊帶懸掛28#工字鋼設(shè)10T電動葫蘆，吊帶距離間隔為1m。橫梁與門柱用桁架螺栓連接，再用Φ20U型螺栓加固。
二、橫梁檢算
根據(jù)本龍門吊的受力特點和功用進行如下簡化計算，橫梁和腳架分別按簡支梁和受壓格構(gòu)柱進行計算，斜撐起穩(wěn)定作用不作受力計算。
1、荷載計算
橫梁自重：q=11.7 KN/m
天平及滑輪自重：P1=25KN
起吊重量：P2=370KN
2、橫梁力學計算模型
3、內(nèi)力計算
?。?）最大彎矩
當集中荷載作用于橫梁的跨中位置，產(chǎn)生跨中最大彎矩，此時A、B支點也產(chǎn)生最大的負彎矩。其中
RA=RB=(11.7×27+740÷2)÷2=343KN
下弦彎矩：MA=MB=1/2*ql2=13.2 KN·m
上弦彎矩：MCmax=RA×12-11.7×(27÷2)2÷2=3050KN·m
?。?）最大支點反力計算
當集中荷載作用在距離支點2.5m時，該支點的反力最大。
由∑MA=0 則
Vmax =RB=（11.7×28×12.5+395×21.5）÷24=524.5KN
4、強度計算
6排上下加強貝雷片的抗彎截面模量W分別為
W上=W下=6×3570×2=42840 cm3
考慮6排貝雷片荷載不均勻系數(shù)為k=0.8，下弦桿受拉，其拉應(yīng)力為
上弦桿受壓，其壓應(yīng)力為
因此，橫梁的抗應(yīng)力滿足要求。
5、上弦桿受壓局部穩(wěn)定驗算
一片上下加強貝雷片的上弦桿受壓壓力為
A=50.96 cm2
N=457.1 KN
Ix=2×396.6+2×25.48×52=2067cm4
Iy=6×25.6+(1.52+4.1)2×50.96=1763cm3
貝雷片橫向每3.0M設(shè)一支撐架，所以取了loy=300cm，lox=75cm，
由λx=51.0得穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.804，
橫梁上弦壓桿穩(wěn)定，符合要求。貝雷片允許彎壓應(yīng)力為210 Mpa，按經(jīng)驗，壓應(yīng)力不大于190 ，只要加強橫向連接，弦桿穩(wěn)定性較好。
6、橫梁撓度計算
取集中荷載作用于跨中進行計算
單片貝雷片慣性矩 I=250500cm4
彈性模量 E=2.1×105MPa
6片下加強貝雷片慣性矩
I=6×250500=1.503×10-2 m4
按簡支梁進行計算：
?。?）在集中力作用下（P1+P2）撓度
（2）在均勻自重荷載作用下?lián)隙?br />
以上撓度合計
f=f1+f2=5.2cm以上撓度符合結(jié)構(gòu)要求。
三、腳架檢算
1、門架上橫梁計算
?。?）橫梁力學計算模型
根據(jù)龍門吊橫梁的布置圖，可得腳架頂上橫梁的力學模型如下：
?。?）內(nèi)力計算
根據(jù)橫梁的受力簡圖，可知支座反力
RA=RB=Vmax /2=524.5/2=262.3KN。
P= Vmax /6=524.5/6=87.4KN
?。?）彎矩計算
根據(jù)橫梁的受力簡圖，可知其彎矩圖如下：
MA=MB=87.4×0.45=39.3MPa
（4）強度計算
橫梁為2根[30b槽鋼，Wx=366×2=732cm3，Ix=5130×2=10260cm4，E=2.1×105 MPa。因此得
所以橫梁強度滿足要求。因作用點位于支點上，故橫梁的撓度也可忽略不計。
2、腳架計算
?。?）腳架計算力學模型
根據(jù)龍門吊腳架的構(gòu)造圖，可得腳架的力學模型如右：
?。?）內(nèi)力計算
根據(jù)腳架的受力簡圖，可知
P=Vmax /2=262.3KN。
所以可得鋼管的軸力
?。?）強度計算
腳架為2根Φ325mm、δ=10mm的鋼管，Wt=1512cm3，Ix=12286.5cm4，ix=11.42cm，A=98.96cm2。
鋼管長l=750cm，因此有 可查得φ=0.739，
因此，鋼管腳架的整體穩(wěn)定符合要求。
根據(jù)以上驗算，龍門架橫梁承載力能滿足74T梁的吊裝要求。
四 結(jié)論
通過以上過程的檢算，使我們清楚地知道了在龍門吊作業(yè)過程中，我們根據(jù)要架設(shè)的預(yù)制梁重量情況和跨徑就可以快速準確地計算出滿足施工要求的雙滾軌道貝雷桁架龍門吊。只要材料和設(shè)備具備，就可以很方便的現(xiàn)場制作出龍門吊投入使用。
