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预制梁场小型龙门吊机的设计与计算 　　摘 要:龙门吊因结构简单、快速轻巧等一系列优点,被广泛应用于桥梁施工预制场起吊移运模板、钢筋等现场施工作业.结合某高速公路跨江特大桥预制梁场的T梁预制施工,对小型龙门吊的设计、安装、管理、使用等方面进行了简单介绍。 　　关键词:龙门吊 设计 计算 　　中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-001-04 　　1工程概况 　　本工程为某高速公路跨江特大桥,两岸引桥为29孔40m跨预制T梁,全桥一共为319片T梁。预制梁场设置在桥台后面,配置有两台65t的桁架式龙门吊,考虑到施工高峰期,T梁的架设与预制需要同时进行,需要增设一台小型龙门吊机用于梁场预制T梁时吊装模板与钢筋,龙门吊机起重吨位按照15t进行设计。 　　215t龙门吊机结构说明 　　2.1结构说明 　　 　　图1龙门吊机结构图 　　本设计龙门吊结构基本形式如上图,最大吊重15t,取17t进行保守验算,计算跨度20米;主梁采用双排间距0.9米贝雷桁架,电动葫芦走道梁采用工40b,其他分配梁采用工22b,龙门吊立柱采用 194*8钢管及 133*8钢管,立柱联结系采用等边∠75*6,立柱顶部横梁采用2[20a,立柱底部走行采用2[32a。 　　龙门吊运行速度为0.63m/s,加速度取0.19m/s2; 　　风荷载按《起重机设计规范》GB3811-83计算,遇到6级以上大风,停止起重作业。 　　2.2采用材料及其特性值 　　根据《钢结构设计手册》及《装配式公路钢桥使用手册》查得本设计采用的材料特性及其相关数据如下: 　　表1钢材容许应力 (MPa) 　　 　　表2贝雷梁桁架几何特性表 　　 　　3龙门吊机验算 　　3.1龙门吊机横梁验算 　　双排贝雷桁架上布置分配梁工22b,工22b通过焊接于电动葫芦走到梁工40b连接,通过电动葫芦吊重 。 　　3.1.1 贝雷桁架验算 　　本设计龙门吊机跨度20米,由16片双排贝雷桁架构成横梁主梁。查表得贝雷桁架结构特性值如下: 　　单片贝雷桁架惯性矩 Ix= 250497cm4 　　单片贝雷桁架截面弹性模量 Wx= 3578.5cm3 　　单片贝雷桁架允许弯矩 Mp= 788.2Kn.m 　　桁片允许剪力Q= 24.5t 　　(1)荷载计算及组合 　　1)贝雷桁架、销子、花窗、工40b、工22b及U型螺栓的自重: 　　贝雷片、销子、U型螺栓及花窗按500kg每片计算,工22b总重=1.3*36.4*14=662.5kg,工40b总重=19.3*73.8=1424kg。 　　q=(500*16+662.5+1424)/24=0.42t/m 　　2)吊重荷载,G=17t(分三种工况:作用于桁架跨中、桁架端头、桁架跨度1/4处) 　　3)制动过程中产生的最大水平力 　　龙门吊机停止过程中会产生一个水平力F: F = Gctg =G [L2-(L-△h)2]0.5/(L-△h) 　　其中L= 9m(净高)- 6m(最高吊重)=3m 　　△ h=V2/(2g)=0.02m,G为最大吊重17t。 　　F=17*[3*3-(3-0.02)2]0.5/(3-0.02)=2.0t 　　 　　图2水平分力图 　　4)风荷载Pw=CKhqA,模拟成集中荷载,作用于桁架梁底。 　　其中C-风力系数,按桁架取1.6; 　　Kh-风压高度变化系数,取1; 　　q―计算风压,q=0.613V2,工作状态在六级风以下,风速V为10.8-13.8m/s,取V=13.8m/s计算得q=116.74N; 　　A―有效迎风面积,A= A1,A1=24*1.5=36m2,按桁架 取0.5,计算得A=18m2(由于双排桁架间距较小,根据单片结构进行计算); 　　故 Pw=CKhqA=1.6*1*116.74*18=0.336t 　　注:以上根据《起重机设计规范》p13-p16进行计算。 　　计算式按最不利荷载进行组合:①+②+③+④ 　　(2)内力计算 　　 　　图3贝雷桁架受力简图 　　运用有限元软件建立模型,加载荷载工况,得最不利工况作用于跨中,其内力图如下: 　　 　　图4贝雷桁架弯矩图 　　 　　图5贝雷桁架剪力图 　　最大弯矩:Mmax=74t.m; 　　最大剪力:Qmax=25t; 　　1)强度验算 　　M=74t.m/2=370KN.m 　　组合应力: =( max12+ max22)0.5=91.1mpa1.3满足规范要求 　　结构在空载的时候稳定。 　　②吊重17t时,倾覆稳定验算: 　　倾覆力臂:M倾=M1+M2+M3+M4=35