桁架式龍門吊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

1、桁架式龍門吊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析一、引言龍門吊機(jī)是橋梁施工中的常用設(shè)備， 龍門吊結(jié)構(gòu)除了標(biāo)準(zhǔn)形式外， 通常還有用貝雷 片、萬能桿件、 軍用梁及各種型鋼組拼而成。 龍門吊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 可以綜合反映施工工 藝設(shè)計(jì)的水平和能力， 也是理論應(yīng)用與實(shí)踐的具體技術(shù)工作。 這里主要介紹 40m跨度桁 架式龍門吊的設(shè)計(jì)計(jì)算及分析。、概述某項(xiàng)目有預(yù)制梁共 192片，其中 30m箱梁 84 片、35m箱梁 96 片、23.5m小箱梁 12 片； 預(yù)制梁場設(shè)置 1 臺凈跨 40m的 5T 小龍門吊，主要負(fù)責(zé)起吊混凝土、安裝模板等。5T 小龍門吊自行加工制作，主桁采用型鋼組拼成倒三角形式，主桁上弦桿采用 210 雙拼，腹桿

2、 采用 5#角鋼連接，局部根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求，采用2根 5#角鋼加固，下弦兼做電機(jī)走行軌道，采用工 25 型鋼，支腿采用 222 槽鋼連接。桁架加工時(shí)，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè) 置 12cm 向上的預(yù)拱度。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析5T 小龍門吊采用型鋼組拼成三角桁架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示圖如下：、荷載計(jì)算：1、均布荷載1.自重：弦桿： 210 ：20kg/ m 46m 2 184kg腹桿： 5： 3.77kg / m 1.2m 47 212kg3.77kg 1.75m 46 303kg 2 606kg3.77 kg 1.56m 46 701kg走道梁： I25: 46m 38.08kg / m 1752 kgG

3、4680kg 47kN 50kN50KN q 1.08kN / m46m2、集中荷載龍門吊機(jī)承受的集中荷載包括天車及卷揚(yáng)自重和起吊時(shí)結(jié)構(gòu)物重量。 天車及卷揚(yáng)自重為 10KN，起吊時(shí)結(jié)構(gòu)物重量為 50KN。故集中荷載 P=50+10=60KN?？紤]施工動(dòng)荷載的影響， 取沖擊系數(shù) K=1.2 ，進(jìn)行結(jié)構(gòu) 受力分析。、結(jié)構(gòu)模型計(jì)算：1. 承重橫梁計(jì)算： 采用韓國有限元程序分析軟件 Midas 對桁架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，在移動(dòng)荷載作用下各桿 件受力狀況：72kN下弦 I25 ：最大彎矩 M 58kN m 弦桿 210 ：最大壓力 N 336kN腹桿 L5：最大壓力 N 腹 61kNM 58kN M 58 1

4、03 103對下弦工 25 ：3 3 143MPa 170 MPaW 401.4cm3 401.4 103N對上弦 210： NA336kN12.74 2I 25.6 2A 12.74 21.4141001.414336kN70查表： 0.7890.789 12.74 2cm2166MPa170MPa故上弦桿受力符合要求。腹桿在受移動(dòng)荷載作用下，部分斜桿為壓桿，部分斜桿為拉桿，斜桿受最大壓力：N壓 61kN ，最大拉力： N拉 61kN斜桿控制受力為壓桿，故采用兩根50角鋼 拼成“”截面，加固腹桿受壓桿件。腹桿計(jì)算長度 =1.75mi 1.53查表： 0.536N 61 103 N則 2 11

5、7MPa 170 NPaA 0.536 2 4.8 102故斜桿符合要求。2、支腿計(jì)算：支腿受力最大工況為：當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)吊裝 5T 重物在一支腿處，起重工作時(shí)，支腿受力最大。受力示意圖如下：支腿采用 222 組拼，中間通過綴材連接成桁架形式：72kNq=1.08kN/M3m40m3m側(cè)面如下圖：72.5KN 145KN 72.5KN9m72.5KN 6m.8N 1.08 46/ 2 72kN 96.84 考慮 1.5 的安全系數(shù)Nmax 145kN sin 8.6 72.7972.5kN 故支腿受最大軸力： N 支 72.5kN 75.9 kN支 sin 72.7 支腿受力圖如右對單側(cè)支腿：受力結(jié)

6、構(gòu)如圖所示：37.95KN 37.95KN1.6m.6m.8li 2.21cm l 215cmi215則 97 查表可得： 0.6042.21N 37.95kN 37.95kN2 2 2 17.3 MPa 170MPa A 0.604 36.24cm2 0.604 36.24 102 mm2符合要求。3、穩(wěn)定性驗(yàn)算：龍門吊穩(wěn)定性驗(yàn)算主要是保證龍門吊工作時(shí)在縱向力作用下不致于傾覆。 其主要是在 龍門空載作用下， 受風(fēng)力的傾覆力矩， 和龍門空載在軌道上行走時(shí)突然剎車產(chǎn)生的慣性 力矩。在最不利的情況下， M穩(wěn)/M 傾 1.2 時(shí)，可以保證安全。1)、縱向風(fēng)力產(chǎn)生的傾覆力矩計(jì)算：取最大風(fēng)力值 W 50

7、kg / m2 ，則橫梁受風(fēng)力 P1為P 50 1.3 46 0.4 11.96kN支腿桁架受縱向風(fēng)力： P2P2 50 8.6 (1.6 0.5)/ 2 0.4 2 0.84kN / 2 0.42kN.3m.1.6m.8G總5.9m則：風(fēng)力所產(chǎn)生的傾覆力矩M傾 P1 (8.6+0.65 )+P2 8.6/2 11.96 9.25 0.42 4.3112kN m2)、慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩：慣性力 P / gt ； 為龍門吊機(jī)各部分組成重量。 V 為龍門吊機(jī)的行車速度， 取28m / 60sg 9.8m / s2 t 為剎車時(shí)間， t 2s 則 P 0.0068a. 天車及橫梁引起的慣性矩：M1 (10 47) 0.0068 (8.6 0.65) 3.58kN mb. 支腿桁架引起的慣性力矩：M支 2 (9 28.45 2) 4.3 0.0068 0.3kN m則慣性力產(chǎn)生的力矩為：M 慣 M 天 M 支 3.88kN m3）、自重引起的穩(wěn)定力矩：5.9M 穩(wěn) G自重 2G自重G