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确定龙门吊走行轨上的钢轨,计算方式有两种,二者取较大值:
方式一:
根据?
路桥施工计算手册?
计算:
g1=2P+v/8=2×
315+〔6×
60/1000/8〕=630kN/m
方式二:
吊车轨道联结及车挡(适用于混凝土构造)?
中“总说明4.3公式〔1〕〞计算:
Pd=1.05×
1.4×
1.15×
315=533kN/m;
满负荷运转时:
g1max=2×
355+〔20×
60/1000/8〕=710kN/m;
Pdmax=1.05×
355=600kN。
每种工况下,二者取较大值。
所以本方案中钢轨最小理论重量应为63kg/m,满负荷运转时钢轨最小理论重量为71kg/m。
起重机生产厂家推荐使用P43钢轨,经查?
GB2585-2007铁路用热轧钢轨?
“表A.1钢轨计算数据〞得到:
P43的理论米重量为44.65kg/m,小于QU100的理论重量,综合考虑钢轨专业性用途、今后的周转使用及平安性能指标,我们认为龙门吊制造厂家的意见不利于该龙门吊今后的周转使用,不予采纳。
考虑到龙门吊周转使用,按照满负荷运转时配备根底梁走形轨理论重量≥71kg/m,根据?
起重机用钢轨YBT5055-2021?
表3,选用QU100,理论重量为88.96kg/m。
1.1.2龙门吊轨道根底承载力验算
本方案采用C30钢筋混凝土根底,C30抗压强度14.3N/mm2,QU100钢轨高度为150mm,底面宽度a=150mm,龙门吊单侧支腿接触点之间的距离为6.8m,钢轨受到集中荷载时,扩散角为45度,那么轨道底面对轨道根底的受力为300mm×
6980mm的均布荷载。
F=315kN×
2+80.05kg/m×
6.8m×
10N/kg/1000=635kN
P=F/A=635×
1000/〔300×
6980〕=0.30N/mm2
P<
14.3N/mm2
故条形根底的构造形式满足龙门吊的使用要求。
1.1.3龙门吊轨道根底地基承载力验算
预制梁场建立在已压实成型的路床上,实测地基承载力为110KPa。
〔1〕荷载:
其中钢筋混凝土根底梁密度取2.6T/m3〔含配筋〕。
10N/kg/1000+2.6T/m3×
〔0.1×
0.08×
6.8〕×
10=636kN
〔2〕每侧支点轨道根底地基受力集中面积:
A=1×
〔6.8+0.8〕=7.6m2。
〔3〕轴心荷载作用下地基承载力验算:
a:
本方案复核:
pk=636/7.6=83.68kPa<
fak=110kPa
满足?
建筑地基根底设计规?
GB5007-2021第5.2.2条规定。
b:
按照满负荷运转时复核:
pk=716/7.6=94kPa<
所以,地基承载力满足要求。
1.2吊装设备及吊具验算
汽车吊选用2台KATONK-400E,吊车工作半径6.4m,两片主梁分别整体吊装;
吊装钢丝绳选用6x37S+FC-φ28,双支吊索起吊;
卸扣选择美标G2130-25-1-3/4"
;
绳卡选用U型绳卡,绳卡螺栓直径为20mm,每处固结钢丝绳的绳卡个数为5个,绳卡间距180mm。
1.2.1汽车吊选型思路
〔1〕首先要勘察吊装现场,根据现场实际情况首先确定吊装线路,然后根据线路可以确定吊车臂的工作半径R,最后根据吊装的吨位查起重机性能表即可以确定吊车。
〔2〕起重半径R无要求时根据起重量Q及起重高度H,查阅起重机性能曲线或性能表,来选择起重机型号和起重机臂长L,并可查得在选择的起重量和起重高度下相应的起重半径,即为起吊该构件时的最大起重半径,同时可作为确定吊装该构件时起重机开行路线及停机点的依据。
〔3〕起重半径R有要求时根据起重量Q、起重高度H及起重半径R三个参数查阅起重机性能曲线或性能表,来选择起重机型号和起重机臂长L,并确定吊装该构件时的起重半径,作为确定吊装该构件时起重机开行路线及停机点的依据。
〔4〕最小臂长Lmin有要求时根据起重量Q及起重高度H初步选定起重机型号,并根据由数解法或图解法所求得的最小起重臂长的理论值Lmin,查起重机性能曲线或性能表,从规定的几种臂长中选择一种臂长L>Lmin,即为吊装构件时所选的起重臂长度。
根据实际选用的起重臂长L及相应的α值,可求出起重半径,然后按R和L查起重机性能曲线或性能表,复核起重量Q及起重高度H,如能满足要求,即可按R值确定起重机吊装构件时的停机位置。
1.2.2汽车吊负荷计算
龙门架抬吊局部总重量G=单片主梁重量+支腿总承重量×
2≈30T,两台汽车吊抬吊,那么每台汽车吊承担的重量G1=G/2=15T,如下列图:
间距分别为10.8m、15.4m、10.8m。
1.2.3汽车吊选型
汽车吊的起吊高度H≥h1+h2+h3+h4,起重臂长度L≥H/sinθ,θ为起重臂仰角,一般取值70~77°
,本工程取值70°
。
根据上述方案,龙门吊支腿安装高度h1=11m,龙门吊主梁安装悬停过程中主梁距离支腿顶面高度h2=0.20m,主梁上绑扎点至主梁吊起后底面的距离h3=2.58m,主梁顶面至吊车吊钩高度h4=1.5m,
那么汽车吊的起吊高度H≥11+0.2+2.58+1.5=15.28m,起重臂长度L≥15.28/sin70≥16.3m。
汽车吊工作半径取值6.4m,综合考虑吊车臂长、起重量,选定两台40T的吊车KATONK-400E。
汽车吊起重性能复核:
吊车1工况为:
臂长16.5m,工作半径6.4m,额定起重量20T,那么吊车A负荷率为15/20=75%<
80%,,满足双机抬吊要求的单机负荷率小于80%的要求。
吊车2工况为:
所以,两台KATONK-400E满足起吊重量要求。
1.2.4钢丝绳选择校核
龙门架主梁抬吊选用6×
37S+FC-φ28--1670,吊点选择在主梁端部,双支吊索起吊,如上图所示。
钢丝绳拉力计算:
本吊装方案中,钢丝绳在竖直方向两条吊索之间方向夹角β:
β=arcsin(1.4/2/4.2)=9.59°
,
那么钢丝绳与主梁水平夹角为α=90-β=80.41°
所以每根钢丝绳的拉力为N=1.2×
82/2/sin〔80.41〕=49.90kN,
因此,查?
GB8918-2006重要用途钢丝绳?
表11得到:
钢丝绳选用6×
37S+FC-φ28,钢丝绳破断拉力为432kN,对应43.2T。
钢丝绳实际平安系数复核:
钢丝绳实际平安系数为432/49.9=8.668>
6,满足6倍的平安系数要求。
1.2.5卸扣的选择校核
选用G2130,工作荷载25T,公称直径1-3/4"
即44.45mm,卸扣销轴螺栓直径51mm。
吊装质量最大支撑时拉力N=49.90KN,卸扣的平安系数取值为4,那么卸扣的极限工作荷载为4.99×
4=20T,选用弓形卸扣。
查?
GBT/T25854-2021一般起重用D形和弓形锻造卸扣?
表2选用的弓形卸扣型号为:
GBT/T25854-4-BX20,且要求公称直径d≤71cm,卸扣销轴螺栓直径D≤80mm。
由于目前国标卸扣都是采用45号钢锻造而成,国标卸扣重量重、体积大,国标规定的卸扣尺寸仅有最大值或最小值,导致各厂家生产尺寸不统一,难以掌握卸扣实体质量,所以目前国使用较多的为美式卸扣。
美式卸扣拥有体积小,拉力大、尺寸规的特点。
常用标准有:
弓型卸扣—G209、G2130〔带保险〕,D型卸扣—G210、G2150〔带保险〕。
按种类可分为G209(BW),G210(DW),G2130(BX),G2150(DX)。
按型式可分为弓型(欧米茄形)弓型带母卸扣和D型(U型或直型)D型带母卸扣。
平安系数有4倍、5倍、6倍,甚至8倍。
按照“附录美标高强弓形卸扣-G2130尺寸参数表〔弓型带螺母1/3-150T〕〞选用G2130,工作荷载25T,公称直径1-3/4"
最终卸扣选择美标G2130-25-1-3/4"
卸扣的校核:
〔1〕尺寸校核〔相对于国标〕:
公称直径d=1-3/4"
=44.45mm≤71cm,卸扣销轴螺栓直径B=51mm≤80mm,满足规要求。
〔2〕平安系数:
卸扣平安荷重Qb=40×
51×
51=104040N=104.04kN,卸扣的平安系数为104.04/49.90=2.08,另外,卸扣自身平安系数为4~6倍,所以,卸扣的极限平安系数为2.08×
〔4~6〕=8.32~12.48,所以该型号卸扣的平安性满足要求。
1.2.6绳卡的选择校核
选用马鞍式绳卡,即U型绳卡,根据钢丝绳直径来选绳卡,卡头的大小要适合钢丝绳的粗细,U形环的侧净距要比钢丝绳直径大1~3mm。
与钢丝绳直径φ28配套U型绳卡螺栓直径为20mm,每处固结钢丝绳的绳卡个数为5个,绳卡间距180mm。
GB/T5976-2006钢丝绳夹?
表1〔见〕得到螺栓直径为22mm,所以最终选择螺栓直径为22mm。
校核:
表15-16公式15-11得到:
U型绳卡个数n1=1.667×
49.9/2/34.3=1.2,查表5-19数值为5,平安系数5/1.2=4。
所以每处固结钢丝绳的索绳卡个数为5个、绳卡间距180mm符合要求,此时可以承受的荷载为5×
34.3×
2/1.667=205.8kN,对应20.5T。
1.3汽车吊抗倾覆验算
因为按照?
GB50009-2021建筑构造荷载规?
表E.5中“市百年一遇最大风压〞不需考虑,所以应根据?
GB3811-2021起重机设计规?
表9-1进展汽车吊抗倾覆验算,按照最不利情况〔最大运行速度大于0.4m/s〕。
作用荷载:
P1=1.5PQ,P2=0.1F。
式中PQ-龙门吊主梁重量,考虑双机抬吊,取值12T;
F-主臂重量G或副臂重量g换算到主臂头部或副臂头部的载荷,取值8T。
本方案中,汽车吊自重G=37.9T,每台汽车吊分担最大主梁重量Q=24T/2=12T,龙门吊支腿安装高度h1=11m,龙门吊主梁安装悬停过程中主梁距离支腿顶面高度h2=0.20m,主梁上绑扎点至主梁吊起后底面的距离h3=2.58m,主梁顶面至吊车吊钩高度h4=1.5m。
ΣM=1×
37900×
3.0-1.5×
12000×
(8-3.0)-1.7×
0.1×
8000=22340>
所以,汽车吊稳定性满足要求。
1.4地基承载力验算
预制梁场建立在已压实成型路床上,实测地基承载力为σa路基=110kPa。
汽车吊支腿下钢板直径30cm,使用40×
20cm马尾松作为垫木。
“附表3-39木材容许应力和弹性模量〞马尾松得到:
马尾松抗压应力σa垫木=12.0MPa=12000kPa。
由“起重机受力分析简图〞得到二元一次方程组如下:
〔1〕N1+N2=G+P1
〔2〕N2×
(a+a)=G×
a+P1×
(R-a〕
即〔1〕N1+N2=〔3790
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