摇臂式桅杆起重机其吊杆危险截面位置计算确定及检验.docVIP

摇臂式桅杆起重机其吊杆危险截面位置计算确定及检验 　　摘要：文章对大型建筑安装工地中常用的摇臂式桅杆起重机其吊杆进行受力分析，并建立数学模型进行精确计算，从而确定吊杆危险截面的准确位置，同时通过实践证明了其正确性。最后，针对该危险截面附近进行重点检验---即有针对性检验。 　　关键词：摇臂式桅杆起重机；吊杆；受力分析；危险截面位置；计算确定；实践证明；针对危险截面的重点检验 　　中图分类号：U667.1文献标识码： A 文章编号： 　　在大型建筑安装工地的大型工业设备安装工程中，桅杆起重机是经常使用的吊装工具。桅杆的安全是整个吊装工程安全的关键。为确保桅杆的安全，首先要找到桅杆危险截面的正确位置，然后有针对性地对该危险截面及其附近加强检验及监控，必要时在桅杆危险截面及其附近采取加强其强度和刚度等相应措施，确保桅杆起重机吊装安全！ 　　桅杆起重机俗称桅杆，金属桅杆可分为金属管式桅杆和桁架式（格构式）桅杆，按桅杆的结构组成分为两大类，一类是独杆式桅杆起重机，另一类是摇臂式桅杆起重机，也称回转式桅杆起重机。 　　下图是摇臂式桅杆起重机的简图。 　　 　　摇臂式桅杆起重机主要由主桅杆、副桅杆（吊杆）、变幅滑轮组、起重滑轮组和缆风绳等组成。摇臂式桅杆起重机可以变幅，也可以绕主桅杆轴线回转，但难以实现360°回转。因此，摇臂式桅杆起重机既能垂直起吊重物，又可以在一定范围内将重物在空中水平移动，因而它比其他类型桅杆起重机更实用，应用更广泛！ 　　摇臂式桅杆起重机的主桅杆和副桅杆（吊杆）大多为桁架式（格构式）结构，主要由四根主肢、若干横缀条和斜缀条焊接而成，主肢和缀条一般使用角钢，也有使用其他型钢的，如槽钢或无缝钢管等。桁架式（格构式）的摇臂式桅杆起重机迎风面积小，受到的风阻力小，起重能力很大，可以起吊几十吨甚至几百吨的重物。 　　与主桅杆相比，倾斜一定角度的吊杆的受力更复杂，受到的作用力也更多！比如，吊杆受自重弯矩和偏心弯矩的作用，而主桅杆没有。所以，相比主桅杆，更应该注意吊杆的安全！ 　　下面对摇臂式桅杆起??机的吊杆进行受力分析，并建立数学模型进行计算，从而确定其危险截面的准确位置。 　　摇臂式桅杆起重机其吊杆主要受5个作用力，1是其自重产生的作用力，2是重物通过起重滑轮组对其产生的垂直向下作用力，3是变幅滑轮组对其产生的作用力，4是下端铰点对其产生的作用力，5是起重滑轮组的跑绳对其产生的轴向力。 　　再对上述5个作用力进行综合分析，摇臂式桅杆起重机其吊杆最主要受到的作用力是其自重分力q（产生自重弯矩）和顶部受到的偏心弯矩Me。 　　偏心弯矩使桅杆上面（两主肢角钢）受拉，下面（两主肢角钢）受压；相反，自重弯矩则使桅杆上面受压，下面受拉。 　　下面用桅杆受力简图及弯矩图对桅杆的受力情况进行具体分析，并建立数学模型对桅杆危险截面的位置进行精确计算。 　　吊装状态下桅杆的受力简图如下图1。 　　以吊杆底部为坐标原点，吊杆为X轴。 　　在偏心弯矩作用下吊杆的弯矩方程为: 　　Me(x)=Me.x/L(0≤x≤L) （1） 　　在自重弯矩作用下，吊杆的弯矩方程为: 　　Mq(x)=qLx/2-qx2/2(0≤x≤L)（2） 　　（2）-（1）得两力矩叠加后的弯矩方程为: 　　M(x)= qLx/2-qx2/2- Me.x/L (0≤x≤L) （3） 　　由（1）、（2）和（3）方程式，可得出如下弯矩图（图2、图3和图4）： 　　 对M(x)求一阶导数，得： 　　M’(x)= qL/2-qx/2- Me/L 　　令M’(x)=0，得x=L-2Me/（Lq） 　　即最大弯矩的位置距离吊杆底部的尺寸为L-2Me/（Lq），那么吊杆的危险截面位置也在此处。 　　以下是两个大型安装工程工地使用摇臂式桅杆起重机（格构式）吊装大型设备时，吊杆危险截面位置的计算及实际观察与测量。 　　某工地吊装大型锅炉最重一组钢架时，吊杆危险截面位置的计算及实际观察与测量。吊装钢架用的是摇臂式桅杆起重机，其主要参数如下： 　　主桅杆高H=56m 　　副桅杆（吊杆）长L=46m 　　吊杆自重G=10t 　　吊杆与地面夹角θ=65.33°（吊杆最大幅度19.20米时） 　　偏心距e=55cm。 　　最重一组钢架（含两根柱子）重Q=34t。 　　计算载荷为: 　　Q计=K1(K2Q+p) 　　=1.1×(1.1×34+1.5)=42.79t 　　K1—不均匀系数，取1.1 　　K2—动载系数，取1.1 　　p—吊具重1.5t 　　用H50×5D滑轮组，跑绳经过两个导向轮。 　　跑绳拉力为： 　　S= Q计.（E-1）.En/(Ez-1) 　　=42.79×(1.04-1) ×1.0412/(