JQ45040架桥机计算书1Word格式.docx
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静刚度计算时不考虑动载效应,不考虑金属结构自重,不考虑风载。
强度计算时考虑动载效应((45+225)*1.1=297t),金属结构自重放大1.1倍,主梁承受风载线载荷为250*1.7*2.8=1190N/m,忽略支腿所受风载。
主梁前跨跨中应力为111.8Mpa,应力图见附录2图1,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,由该应力与考虑约束弯曲、约束扭转产生的应力及与剪应力、局部挤压应力等次应力的复合应力不再计算,复合应力一定满足强度要求。
主梁前跨跨中垂向位移为29.6mm,静刚度为L/1158,位移图见附录图2。
2、前支腿强度计算
前、后行车共同吊梁行走至前跨准备落梁,此时两行车距离30.5m,中间位置比前跨跨中位置前移200mm,对应墩跨中心,前后吊点位置横向偏移300mm,同时前支腿支点位置按曲线架梁计算,偏移600mm。
每个行车净重45t,前后吊点吊梁净重各为225t。
考虑动载效应单吊点载荷为(45+225)*1.1=297t,金属结构自重放大1.1倍,忽略支腿所受风载,主梁承受风载线载荷为250*1.7*2.8=1190N/m。
前支腿立柱最大压应力为139Mpa,应力图见附录2图3,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,由该应力与考虑约束弯曲、约束扭转产生的应力及与剪应力等次应力的复合应力不再计算,立柱的稳定性(长细比不大)不再计算,最终结果一定满足强度要求。
前支腿下横梁最大应力为133.9Mpa,该梁承受剪力(有限元计算为2031.9kN)较大,应计算复合应力,下横梁截面修改后尺寸见图3。
惯性矩:
I=4196053333mm4
腹板角点静面矩:
腹板中心静面矩:
剪力产生的腹板角点剪应力:
剪力产生的腹板中心剪应力:
前支腿下部简化为铰接,极限状态时一侧腹板接触垫梁,另一侧腹板脱离接触,这时下横梁承受扭矩,有限元计算立柱轴力为2023.9kN,产生的扭矩为2023.9*1000*(700/2-60-20/2)=566692000N·
mm
图1JQ450架桥机结构计算简图
图2JQ450架桥机有限元梁单元模型
扭矩在腹板产生的剪应力为:
腹板角点合成剪应力:
腹板中心剪应力:
。
这里假设为极限状态,实际情况并非出现,或很少出现,而且考虑了风载荷,实际上有风载时,安全系数取1.33,此时
,强度条件仍然满足。
腹板角点复合应力:
图3前支腿下横梁修改后截面尺寸
3、中支腿强度与变形计算
强度计算时,前行车吊梁,后行车起吊完毕,此时,后行车位于后跨中前行15.25m位置,前后行车距离30.5m,前后吊点位置横向偏移300mm,同时前支腿支点位置按曲线架梁计算,偏移600mm,每个行车净重45t,前后吊点吊梁净重各为225t,考虑动载效应每个行车吊点载荷为(45+225)*1.1=297t,金属结构自重放大1.1倍,主梁承受风载线载荷为250*1.7*2.8=1190N/m,忽略支腿所受风载。
变形计算时,后行车位于中支腿,前后行车距离30.5m,前后吊点位置无横向偏移,前支腿支点位置无横向偏移,不考虑金属结构自重,不考虑动载效应,鉴于风载改善中支腿处主梁横向位移,忽略风载。
中支腿最大应力为197.9Mpa,计算截面位于中支腿下横梁支点处位置,应力图见附录2图4,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,该梁承受剪力(有限元计算为2713.1kN),应计算复合应力,该截面尺寸见图4。
I=24996736000(mm4)
腹板角点剪应力:
中支腿处主梁横向位移:
两主梁向外位移为7.06mm,位移图见附录2图5。
图4中支腿下横梁截面
4、过孔时前跨强度与变形计算
前支腿悬空,主梁前跨成为悬臂梁,前、后行车后退至后跨。
计算强度时,金属结构自重放大1.1倍,主梁承受风载线载荷为250*1.7*2.8=1190N/m,忽略支腿所受风载。
计算变形时,金属结构取净重,无风载。
前跨主梁强度计算为179Mpa,计算截面位于主梁中支腿位置,应力图见附录2图6,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,还要考虑约束扭转、约束弯曲,并进行复合应力计算如下。
考虑约束扭转、约束弯曲正应力放大1.06倍,正应力为:
179*1.06=189.7MPa
该处截面见图5,详细尺寸见原图纸。
I=140959766129mm4
形心距下轨面高度:
Z=1483
腹板下方静面矩:
承受剪力:
687.9kN(有限元计算所得)
前跨主梁前支腿处的垂向位移为373.1mm,变形图见附录2图7,静刚度为L/91.9。
图5过孔时主梁计算截面(尺寸见原图)
1.5主梁C、D段拼接计算
鉴于过孔时,主梁中支腿处的应力值较大,应对附近的拼接进行计算。
该截面承受剪力643.2kN,承受弯矩14056kN.m(提取有限元计算内力所得)。
1.5.1翼缘板拼接计算
翼缘板承受拉力F=14056/2.8=5020kN,30个M24螺栓,单拴承载167.3kN,螺栓性能等级10级
螺栓承剪力验算:
翼缘板承压验算,翼缘板16,补强板厚10:
翼缘板削弱部分应力计算,削弱后面积加补强板增加面积:
(1200-10*24)*16+10*(920-
10*24)=22160mm2,翼缘板应力:
拼接板验算,拼接板厚16,宽920
1.5.1腹板拼接计算
每测腹板承受剪力643.2/2=321.6kN,螺栓数量58个,腹板厚10,补强板厚6,拼接板厚度8,腹板承受剪力远小于翼缘板受力5020kN,翼缘板满足强度要求,腹板拼接无须验算
附录1主梁各段截面几何性质
主梁A段Iz=143767266665mm4Zmax=1574mm
主梁A段Iy=27510701881mm4Ymax=600mm
主梁A段面积s=124582mm2
主梁A段Ix=114359775696mm4
主梁BC段面积s=131662mm2
主梁BC段Iz=163888206425mm4Zmax=1493mm
主梁BC段Iy=28340992881mm4Ymax=600mm
主梁BC段Ix=129912750186mm4
主梁D段右侧同BC段
主梁D段左侧面积s=120662mm2
主梁D段左侧Iz=140959766129mm4Zmax=1483mm
主梁D段左侧Iy=25240001214mm4Ymax=600mm
主梁D段左侧Ix=129912750186mm4
主梁E段同D段左侧
主梁FG段面积s=113582mm2
主梁FG段Iz=128208906994mm4Zmax=1450mm
主梁FG段Iy==24409710214mm4Zmax=600mm
主梁FG段Ix=114359775696mm4
附录2有限元计算图
图1主梁前跨跨中强度计算应力图
图2主梁前跨垮中位移图
图3前支腿强度计算应力图
图4中支腿强度计算应力图
图5中支腿变形图
图6过孔时应力图
图9过孔变形图
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