40160架桥机计算书.docx
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40160架桥机计算书
40-160架桥机计算书
河南省先锋路桥设备有限公司
JQ40/160型架桥机
计
算
书
河南省先锋路桥设备有限公司
二〇一一年九月二十四日
JQ40/160型架桥机计算书
说明:
JQ40/160型架桥机是指:
适应跨度40米内,起升重量在80t+80t=160t内的架桥机
一、总体计算
1、主参数的确定
JQ40/160型架桥机是依据“JQ40/160型架桥机设计任务书”而设计的用于混凝土梁预制场的吊装设备。
主钩起吊能力为80t+80t,用于预制梁的起吊作业。
1.1、主要技术参数如下:
主钩起吊能力:
80t+80t
适应跨度:
40m
小车提升速度:
0.6m/min
小车横移速度:
2m/min
小车纵移速度:
3m/min
大车横移速度:
2m/min
大车纵移速度:
3m/min
1.2、设计参考标准及资料
[1]GB/T3811-2008《起重机设计规范》
[2]《起重机设计手册》
1.3、整机稳定性校核
根据本机结构特点,工作状态无需进行整机稳定性校核计算,非工作状态时,沿大车方向有暴风袭来,要求锚固、缆风绳紧固,故无需验证其稳定性。
1、
2、
主梁截面参数:
(电脑计算)
A=37267mm2
Ix=46723707265mm4
W上=37287595mm3
3、过35m孔时单主梁中支处的最大弯矩:
Mmax=P副前/2×37m+q主梁/2×13m×6.5m+q导梁/2×24m×18.5m
=2.6t/2×27m+1.06t/2×13m×6.5m+0.7t/2×24m×18.5m
=35.1tm+44.785tm+155.4tm
=235.285tm
单主梁上下弦杆所承受的最大轴力:
Nmax=Mmax/h=235.285tm/2.2m=107t
上下弦杆的面积为:
A上=18916mm2、A下=18352mm2
上弦杆的工作应力:
σmax=Nmax/A上=107t/18916mm2=57MPa
工作应力:
σmax=57Mpa<176Mpa,过孔时上弦满足强度条件
上弦杆的工作应力
σmax=Nmax/A下=107t/18352mm2=58Mpa
工作应力:
σmax=58Mpa<176Mpa,过孔时上弦满足强度条件
4、过孔时单主梁中支处的强度:
δ=Mmax/W上=235.285tm/37287595mm3=63MPa
δ<[δ]=176Mpa
过孔时主梁截面满足强度条件
5、过孔时悬臂达到最长时,悬臂端处的挠度:
主梁截面对中性轴的惯性矩:
Ix=46723707265mm4
主梁截面面积:
A=37267mm2
考虑简单计算:
桥机过孔时为悬臂的外伸梁,图中为过孔时为保证不倾覆所加的配重,利用叠加原理计算悬臂端的挠度。
5.1副前支腿、前横移轨道和导梁上横梁对单列主梁所产生的下挠f1
f1=(P副前+P前横+P上横)L3/2×3EIx
=(2.6t+5.6t+0.6t)×373m3/2×3×210Gpa×46723707265mm4
=76mm
5.2单列导梁自重所产生的下挠f2
f2=q导梁L4/2×8EIx
=0.7t/m×244m4/2×8×210Gpa×28903449495mm4
=24mm
5.3单列主梁自重所产生的下挠f3
f2=q主梁L4/2×8EIx
=1.06t/m×134m4/2×8×210Gpa×46723707265mm4
=22mm
单列主梁总下挠度f
f=f1+f2=76mm+24+22mm=122mm
根据型式试验要求f 总体下挠度小于许用下挠度,满足刚度要求. 6、过孔时,销板及销轴的强度计算 6.1过孔时,当上弦单块销板及销轴处于最不利位置,此时其受力最大; 6.1.1销板的抗拉强度要求: 此时上弦单节点的受力为: 235t 拉压应力为[σjy]=265Mpa 其销板最溥弱部位挤压强度为: σjy=235t/3×(270mm-50mm-50mm)×190mm=24Mpa σjy<[σjy],满足强度要求 6.1.2销轴的剪切及抗拉强度要求 销轴材料为: 45#钢调质 许用剪切应力为: [τ]=355Mpa 销轴的剪切强度计算: 单根销轴的受力为: 235t/5=47t 销轴为两个受剪面,受剪面积为: A=πR2×2=3.14×252×2=3925mm2 销轴的工作剪应力: τ=Q/A=47t/3925mm2=120Mpa 工作剪应力: τ=120Mpa<[τ],销轴满足抗剪强度条件。 6.2过孔时,当下弦单块销板及销轴处于最不利位置,此时其受力最大; 6.2.1销板的抗拉强度要求: 此时下弦单节点的受力为: 235t/2=117.5t 销板材料为Q235B 许用应力[σ]=176Mpa 拉压应力为[σjy]=265Mpa 其销板最溥弱部位抗拉强度为: σjy=117.5t/3×(200mm-50mm)×175mm=15Mpa σjy<[σjy],满足强度要求 6.2.2销轴的剪切及抗拉强度要求 销轴材料为: 45#钢调质 许用应力[σ]=460Mpa 许用剪切应力为: [τ]=355Mpa 许用拉压应力为: [σjy]=690Mpa 销轴的剪切强度计算: 单根销轴的受力为: 117.5t/3=39.2t 销轴为两个受剪面,受剪面积为: A=πR2×2=3.14×252×2=3925mm2 销轴的工作剪应力: τ=Q/A=39.2t/3925mm2=98Mpa 工作剪应力: τ=100Mpa<[τ],销轴满足抗剪强度条件。 7、过孔时的稳定性分析: M稳=q主梁L2/2+P天车L1+P天车L2+2P后支L3+2P后托L4 =1.06t/m×472m2/2+9.8t×44m+8.5t×41m+2×0.8t×46m+2×1.2t×40m =1170.77tm+431.2tm+401.8tm+73.6tm+96tm =2173.37tm M倾=P副前×37m+q主梁×13m×6.5m+q导梁×24m×18.5m =2.6t×27m+1.06t×13m×6.5m+0.7t×24m×18.5m =702tm+89.57tm+31.08tm =822.65tm K=M稳/M倾=2173.37tm/822.65tm=2.6>[K]=1.33 过孔时架桥机抗倾覆稳定性可靠,满足过孔条件。 工况二: 架梁 主梁架梁时强度计算: 1、构件处于中间位置时主梁受弯最大 Mmax=PL/4+qL2/8 =(9.8t/2+80t/2)×37m/4+(1.06t/m/2)×372m2/8 =415.325tm+181.3925tm =597tm 单主梁上下弦杆所承受的最大轴力: Nmax=Mmax/h=597tm/2.2m=298.5t 上下弦杆的面积为: A上=18916mm2、A下=18352mm2 上弦杆的工作应力: σmax=Nmax/A上=298.5t/18916mm2=158MPa 上下弦材料均采用: Q235B 许用应力[σ]=176Mpa 工作应力: σmax=158Mpa<176Mpa,架梁时上弦满足强度条件 下弦杆的工作应力 σmax=Nmax/A下=297t/18457mm2=161Mpa 许用应力[σ]=176Mpa 工作应力: σmax=161Mpa<176Mpa,架梁时下弦满足强度条件 2、架梁时单主梁跨中处的强度: δ=Mmax/W上=597tm/37287595mm3=160MPa δ<[δ]=176Mpa 主梁截面满足强度条件 3、架梁时主梁刚度计算 承载重物跨中时,主梁产生最大挠度。 f=PL3/48EIx =44.9t×373m3/48×210GPa×46723707265mm4 =48mm 架桥机架梁时许用挠度: L/250,即37/250=148mm 实际变形小于许用挠度,静态刚度满足规范要求。 结论: 通过以上对JQ40/160型架桥机架设35米预制梁时c的主要承力构件的力学计算,可知,桥机承力构件满足强度条件及稳定性条件,可以安全进行过孔、架梁等正常工作。 河南省先锋路桥设备有限公司 架桥机工况荷载分析 架桥机自重G桥机=180t; 最重35米梁G箱梁=160t; 1、提梁倾斜约15度时前天车吊钩承受最大拉力82.7t F后=cos15°×G箱梁/2=0.966×160t/2=77.3t F前max=G箱梁-F后=160-77.3=82.7t 2、架梁时后天车吊钩承受最大拉力80t F后max=G箱梁/2=80t 3、架边梁时前支腿处单边 最大支撑反力109t F前反max=G桥机/4+G箱梁/2×80% =180t/4+80t×80%=109t 架桥机前支腿支撑轮箱为 双排双轮结构,故单个轮压为 F前轮max/4=109/4=27.25t 4、架边梁时中托轮处单边最大支撑反力 F中反max=G桥机/4+G箱梁/2×80%=180t/4+80t×80%=109t 架桥机中托轮支撑为双轨双轮结构,轨距为1m,故单个轮压为 F中轮max/4=109/4=27.25t 5、钢丝绳校核 吊装钢丝绳采用φ60-6*37+FC一般用途钢丝绳(GB/T20118-2006) 查表得: 钢丝绳最小破坏拉力2510kN 工作中钢丝绳最大拉力F=82.7t/2=41.35t 安全系数n=251/41.35=6.07>[6] 符合设计规范要求 河南省先锋路桥设备有限公司
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