附件:XXX高速TJXX标架桥机计算书
设计计算过程简要说明:由于架桥机工作状态时,存在两种危险截面的情况:种为移跨时存在的危险截面:I种为运梁、喂梁时存在危险截面,故此须分别对其进行验算和受力分析.
一、主体结构验算参数取值
1、三角主梁自重(包括轨道):0.705tm2、平车:1.6/台3、天车:4.5v台4、验算载荷(30m箱梁):78t(最重为中跨边梁)5、起重安全系数:1.05运行冲击系数:1.15结构倾覆稳定安全系数:≥1.56、材料三角导梁主梁采用16Mn钢材.
二、 总体布置说明:
动力部分全部采用电动操作,系统电路为全变频方式(起吊电路除外).
(二)导梁全长:66m,前支点至中支点的距离为41.46m;(三)架桥机导梁断面:4.28mx2.5m,总宽9.5m;(四)吊装系统采用:2台天车(含卷扬机、滑轮组),2台横梁纵移平车(五)行走系统采用:前部、中部四台平车带动导梁横移:(六)架桥机单边导梁的抗弯截面模量W1=47218.75cm,惯性矩Ii=5052406cm.
(一)导梁中心距:7m;
三、结构验算
1 施工工况分析:
工况一:架桥机完成拼装或一孔箱梁吊装后,前移至前支点位置时,悬臂最长,处于最不利情况,需验算,验算主要内容:
(1)、抗倾覆稳定性验算;
(2)、支撑反力的验算;
(3)、桁架内力验算;
(4)、悬臂挠度验算;
工况二、架桥机吊梁时,前部天车位于跨中时的验算,验算内容:
(2)支点反力的验算;
工况三、架桥机吊边梁就位时的验算
(1)前支腿强度及稳定性验算(架桥机各种工况见附图01、02、03)
(2)前、中部横梁强度验算
2基本验算
1、工况一、
架桥机拼装完或吊装完一孔箱梁后,前移至悬臂最大时为最不利状态,验算内容:(1)抗倾覆稳定性的验算:(2)悬臂时刚度的验算(3)支点反力的验算(4)主桁内力的计算
2.1施工中的荷载情况
(1)主桁梁重:qF7.05kN/m(两边导梁自重,含钢轨)
(2)天车横梁总成(包括天车横梁、横梁支腿、天车、横梁纵移平车等)自重(单
套天车横梁总成)P=13t
3)前部平车总成:P=7.5t(含单幅横轨)
(4)尾部平车总成:Q=1.5t
(5)尾部连接架:Q=1t
2.2施工验算
(1)抗倾覆稳定性的验算(见计算模式图)
由于移跨时架桥机前端悬臂,此时为了生产安全,移跨之前应对架桥机尾部适当的配重,设计过程中以25t计算):取B点为研究对象,去掉支座A,以支反力R代替(由力矩平衡方程):注:配重天车位于A点横梁之上;
(2P250)×19.309q1/2(QQ)×23.382=P×41.46q1/2R×19.309(其中1=23.308m 1=41.46m));
R=[(2P250)×19.309q1/225×23.382-P×41.46-q21/2]-19.309=[(260250)×19.0397.05×23.308/225×23.382-75×41.46- 7.05×41.46/2]-19.309=375.29KNR远大于零,故是安全的
悬臂端弯距:M=q×41.46/2P×41.46
2=7.05×41.46 /275×41.46=3255.654kN.m支撑端弯距:M=q×23.308/2(250130×2)×19.30925×23.382
抗倾覆安全系数K=M2/M1=11801.97/3255.654=3.625>1.5满足规范要求.
(2)支点反力的计算(采用计算模式图示)
当架桥机导梁最前端前部平车总成与盖梁垂直时,悬臂最长,中支点受力最大.这里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下:R=375.29kNR=2502×130757.05×6625-375.29=700.01kN
(3)主桁内力验算
主桁弯距验算a、
中支点处断面所受弯矩最大:
I=5052406cm,其中H=4280mm.
经分析中支点处断面所受弯矩最大,其抗弯截面模量W1=47218.75cm,惯性矩
o-M1/2W1=59.81Mpa<[o]-157Mpa,即三角桁架抗弯强度满足施工要求. b、 销子抗剪验算 销子1(上)所受剪力为Q1=3255.654/(5x6)=108.52KN,R1=45mm0i=Q1/A=108.52/πR1²=17.7Mpa<[]=300Mpa,销子材料为40Cr(淬火)销子2(下)所受剪力为Q2=3255.654/(4×6)=135.65KN,R2=50mm02=Q2/A=399.44/πR2²-17.3Mpa<[g]=300Mpa,销子材料为40Cr(淬火)所以满足施工要求. C、 桁架各杆件的内力验算: 中部支座反力R=700.01KN,根据节点法求得:单片桁架竖压杆最大内力为BF=700.01/2=350KN,斜杆最大内力为F=350/2/(2015/2141)=185.94KN. 由于竖压杆和斜杆均为短压杆,无需验算其稳定性,只需验算其拉压应力.0=F/An12=59.2MPa<[o]=157MPa,安全系数n=2.652,截面为两根[12槽钢,Ag12=3138.4mm2单边主梁桁架其上下弦杆受力为F=M1/H=760.7kN.截面为两根[36b工字钢,其面积A=83.68cm2x4=33472mm03=F/A=760700N÷33472mm22.7MPa<[g]=157MPa,满足施工要求. (4)悬臂挠度验算: 悬臂端在架桥机前移最大时挠度最大,挠度等于弹性及非弹性挠度之和.a:弹性挠度计算,(I=.94cmfmax=ff2;f=-PL²/(3EI)=-75kN×41.46²m²/(3EI);f=-q1/(8EI)=-7.05kN/m×41.46^m/8EI得fmax=-75kN×41.46²m²/(3EI)-7.05kN/mx41.46m/8EI=-75kN×41.46²m²/(3×206×10N/m²×.94m²×10)-=-0.142m 2.2工况二 架桥机吊装梁段前移,前天车至跨中时为又一不利状态,验算内容: (1)天车横梁受力验算