預(yù)制場80T龍門吊驗算書(36m)

1、80t龍門吊設(shè)計計算書一、龍門吊總體設(shè)計情況一）、t梁基本情況主橋上構(gòu)設(shè)計為1948.5m預(yù)應(yīng)力簡支t梁，每孔5片t梁，主梁預(yù)制長度48.46m，梁高2.7 m，主梁間距2.0 m，其預(yù)制寬度中梁為1.5 m，邊梁為1.75 m，主梁肋寬0.20 m，馬蹄寬0.62 m，翼板間留有0.5 m的濕接縫。每片中梁吊裝重量153t,邊梁吊裝重量150 t。二）、龍門吊總體設(shè)計t梁預(yù)制場設(shè)在引橋1315墩上游側(cè)，場內(nèi)布置預(yù)制臺座5個，設(shè)置一臺跨度為20的施工小桁車，t梁起吊上橋采用一座固定跨墩龍門吊起吊，用起吊平車將t梁從底座上起吊后，再由起吊平車橫移至位于靠預(yù)制場側(cè)的引橋2和3t梁處的運梁小車上，再

2、將t梁運送至待架墩位處后由架橋機架設(shè)就位。龍門吊橫梁設(shè)計計算跨徑為36，兩組橫梁順橋向距離為46.3，每組橫梁采用連成整體的加強六排雙層貝雷架拼成，上面按150間距垂直橫梁跨徑方向鋪設(shè)i36a分配梁，再在其上安裝2根順橫梁跨徑方向的i36，上鋪設(shè)51.51kg/m的軌道，其上安放起吊平車，吊點采用二套滑輪組，設(shè)置在橫梁兩側(cè)。龍門吊支承點采用鋼管樁打入地層的方式，每處支承點用4根d8008鋼管樁連成整體形成支承墩，橫梁支承在支承墩中心。鋼管樁頂設(shè)置順橋向和橫橋向的抗風風纜，同時在引橋蓋梁上預(yù)埋鋼板，利用型鋼將下游側(cè)鋼管樁與蓋梁連成整體，提高鋼管樁的整體穩(wěn)定性。鋼管樁與橫梁的連接采用型鋼設(shè)置成強大

3、的“騎馬”連接和整體框架，確保鋼管樁與橫梁連接處的可靠。龍門吊的設(shè)計起吊能力按t梁的最大重量并考慮砼超方按每片t梁1600kn進行計算，則每組橫梁按800kn的起重能力進行設(shè)計。二、龍門吊受力分析根據(jù)龍門吊的構(gòu)造、使用情況和現(xiàn)場情況，進行龍門吊的受力分析，以確定龍門吊的荷載分類、荷載組合和幾種驗算工況。一）、荷載分類根據(jù)現(xiàn)場情況，不考慮偶然荷載，因此龍門吊所受荷載分類如下：1、永久荷載包括貝雷桁架、加強弦桿、i36分配梁和軌道的自重。2、可變荷載包括t梁最大吊重、起吊和行走系統(tǒng)自重、風荷載和t梁起吊后順橋向擺動及起吊平車移動引起的水平力。二）、荷載組合荷載組合中因不考慮偶然荷載，因此進行龍門吊

4、驗算時僅考慮基本組合，即為永久荷載效應(yīng)與可變荷載效應(yīng)的組合。其中在進行結(jié)構(gòu)強度和抗剪驗算時，t梁吊重考慮1.2的動力系數(shù)。三）、驗算工況分析根據(jù)龍門吊的構(gòu)造、使用情況和現(xiàn)場情況，不難確定出龍門吊的驗算工況為如下幾種：1、驗算工況1此工況為龍門吊在最大設(shè)計吊重情況下，吊點居于桁架中點時，桁架的最大跨中彎矩，計算簡圖見圖1。該工況為龍門吊橫梁抗彎強度和變形的最不利驗算工況，在此工況下，龍門吊橫梁的彎矩和變形為最大，在此工況下進行橫梁的抗彎強度驗算。3mcm=3mbap18m圖1驗算工況1ql=42ml1=36m2、驗算工況2此工況為起重平車行至與橫梁支點相距3位置，在最大設(shè)計吊重情況下的工況，計算

5、簡圖見圖2。在該工況下有如下幾種驗算內(nèi)容：1）、該工況為龍門吊橫梁抗剪強度最不利驗算工況，計算簡圖見圖2。在該工況下，龍門吊橫梁承受最大剪力。p3m3m3mbaq36m圖2驗算工況22）、該工況為龍門吊桁架抗壓強度最不利驗算工況，計算簡圖見圖3。在該工況下，龍門吊桁架承受最大壓應(yīng)力。n1r圖3單片桁架腹桿抗壓強度驗算計算圖桁架腹桿2i83）、在該工況下，考慮設(shè)計風荷載作用下橫梁的整體穩(wěn)定性，計算簡圖見圖4。該工況為龍門吊橫梁穩(wěn)定性最不利驗算工況。fwh5f吊ba平車i36貝雷架軌道fwh4fwh3fwh2fwh11m012m036m32m圖4橫梁穩(wěn)定性驗算計算圖g1.1m1.1m4）、在該工況

6、下，考慮龍門吊在設(shè)計風荷載下時的鋼管樁的順橋向的強度驗算，為鋼管樁的順橋向的強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖5。5）、在該工況下，考慮設(shè)計風荷載時龍門吊鋼管樁橫橋向的強度驗算，為鋼管樁的橫橋向強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖6。:oh=22mfwh8f1n2圖5鋼管樁順橋向強度驗算計算圖oh=22mfwh7f2n3圖6鋼管樁橫橋向強度驗算計算圖三、 荷載計算一）、可變荷載1、龍門吊最大設(shè)計吊重p設(shè)=800kn；2、起吊和行走系統(tǒng)p1=40kn；3、風荷載：查公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd602004）附表a，取用湖南石門的基本數(shù)據(jù)，按1/10的頻率取值，風速為20.3/，風壓為0.25kn

7、/2。根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd602004）進行計算，風荷載標準值計算如下：1）、風壓標準值計算橫向風荷載假定水平地垂直作用于各部分迎風面積的形心上，其風壓標準值w按下式計算：r=0.012017e-0.0001z0.012017e-0.0001*230.012kn/3vd=k2k5v101.14*1.38*20.331.9/w00.25 kn/2wdvd2/2g0.012*31.92/（2*9.81）0.62 kn/2w1=k0k1k3wd0.75*0.9*1.8*1*0.620.75(kn/2)w2=k0k1k3wd0.75*2.0*1*0.620.93(kn/2)w3=k0k1

8、k3wd0.75*1.3*1*0.620.60(kn/2)w4=k0k1k3wd0.75*1.1*1*0.620.51(kn/2)w5= 0.7w40.7*0.510.38(kn/2)w1、w2、 w3、 w4、w5：分別為橫梁、預(yù)制t梁順橋向、預(yù)制t梁橫橋向、鋼管樁橫橋向、鋼管樁順橋向風壓標準值(kn/2)；w0：基本風壓，為0.25 kn/m2。k0：設(shè)計風速重現(xiàn)期換算系數(shù)，取0.75；k1：風載阻力系數(shù)。對于貝雷桁片為k1,取0.9，k1取1.8；預(yù)制t梁順橋向根據(jù)b/h =2.0/2.71，由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd602004）式4.3.7-6得k12.0；預(yù)制t梁橫橋向根據(jù)b

9、/h =48.5/2.718.08，由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd602004）式4.3.7-6得k11.3；鋼管樁橫橋向根據(jù)dw0 =0.4045.8,高寬比為22/0.80827.2，由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd602004）表4.3.7-6查得k11.1。k2：考慮地面粗糙度類別和梯度風的風速高度變化修正系數(shù)，取1.14k3：地形、地理條件系數(shù)，取1.00。k5：陣風風速系數(shù)，取1.38。2）、迎風面積計算：貝雷桁架貝雷桁架迎風面積按結(jié)構(gòu)物外輪廓線面積乘以0.5的折減系數(shù)計算。ahw1=3.2420.5=67.2m2i36橫橋向ahw2=76.4410423330.36=12.06

10、m2軌道橫橋向ahw3=0.1233=3.96 m2起吊系統(tǒng)橫橋向ahw4=3 m2預(yù)制t梁順橋向順t梁方向的迎風面積計算為：a5=2*2.75.42預(yù)制t梁橫橋向橫t梁方向的迎風面積計算為：a6=48.5*2.71312鋼管樁鋼管樁的迎風面積按外表面積的50%計算，為：a8=（d）1/2（0.8080.008）22/228.223）、風荷載計算計算公式fwhi=w.ahwii貝雷桁架fwh1=0.7567.2=50.4kni36a橫橋向fwh2=0.7512.06=9.0kn軌道橫橋向fwh3=0.753.96=2.97kn起吊系統(tǒng)橫橋向fwh4=0.753=2.25kn預(yù)制t梁順橋向預(yù)制t

11、梁順橋向的風荷載為：f5w a50.935.45.0kn預(yù)制t梁橫橋向預(yù)制t梁橫橋向的風荷載為fhw60.60131.078.6kn鋼管樁橫橋向橫橋向鋼管樁橫橋向的風荷載為：f7w a0.5128.214.4kn鋼管樁順橋向鋼管樁順橋向的風荷載為f8w a0.5128.20.710.1kn4、t梁起吊后順橋向擺動引起的水平力設(shè)因t梁起吊后順橋向擺動引起的橫向水平力作用于起吊平車頂部。 龍門吊吊物在起升t梁時順橋向設(shè)計t梁最大偏擺角為2。，則由此對每組橫梁產(chǎn)生的順橋向水平力為：f吊1.2800tan233.5kn5、t梁起吊后起吊平車移動引起的水平力f移為考慮起吊平車起吊t梁后移動時引起的橫橋向

12、水平荷載。起吊平車移動時引起的橫向水平荷載t按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（第二版，1989.10）公式2.4.1-c計算:t=0.04(q+g)/n=0.04p/n=0.04840/2=16.8kn為起吊平車在一根軌道上的輪數(shù)?？紤]橫向水平荷載增大系數(shù)at,由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（第二版，1989.10）表2.4-2查得為at=3,并設(shè)該橫向水平荷載均勻分布在8根鋼管樁上,則:f移= att/4=316.8/8=6.3kn二）、永久荷載1、桁架：3.312/3=13.2kn/m2、加強弦桿自重：0.862/3=3.2kn/m3、i36a分配梁：（23根2.5m2根33m /根）0.6/33=2.25kn/m4、

13、軌道：0.52821.06kn/m四、 龍門吊橫梁抗彎強度驗算（驗算工況1）(一)、強度驗算龍門吊橫梁強度驗算按驗算工況1進行驗算：該工況為龍門吊橫梁抗彎強度最不利驗算工況。(1)、計算簡圖見圖1。p：為集中可變荷載之和。pp設(shè)+p1=800+40840kn：為龍門吊永久荷載之和， q=13.2+3.2+2.25+1.06=19.7kn/m (2)強度驗算荷載組合后跨中最大彎矩永久荷載效應(yīng)的分項系數(shù)取1.0，可變荷載的分項系數(shù)取1.2。ra=(1.2p+ql)/2=917.7knmaqm2/2=88.7knmzmax =mcral1/2-ql2/8=12174.8 kn.m則單片加強的單排雙層

14、貝雷架承受最大彎矩為mmaxmzmax/62029.1 kn. m貝雷架容許承載力本橫梁采用加強的六排雙層貝雷架，根據(jù)公路施工手冊橋涵（1991年4月第一版）查得，國產(chǎn)貝雷架的力學性質(zhì)為：弦桿截面積f25.482；弦桿慣矩i1396.64；貝雷桁片的慣矩i22505004；由此可計算出加強的單排雙層貝雷架的力學性質(zhì)，計算圖式見圖7。a1=154cmh=316cmxxa2=75cm圖7單排雙層貝雷架計算圖貝雷架加強弦桿i(i1+a12f)+( i2+ a222f) 2其中貝雷桁片的截面積僅考慮為上下弦桿的截面積之和。則i(396.6+154225.48)+( 250500+752225.48)

15、22283660.64wi/（h/2）2283660.6/（316/2）14453.5316錳鋼的容許應(yīng)力考慮1.3的提高系數(shù)，則其拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為：1.3210273mp則加強的單排雙層貝雷架的容許彎矩為：mw14453.510-62731033945.8kn.m考慮0.8的不均勻折減系數(shù)，則：0.8m3156.6 kn.mmmax2029.1kn.m符合使用要求。(二)、變形驗算龍門吊橫梁變形驗算按驗算工況1進行驗算，未考慮貝雷架節(jié)點間隙撓度。龍門吊橫梁容許變形按f=l/750=36000/750=48mm控制。龍門吊橫梁在跨中設(shè)計最大吊重下的變形按以下計算公式計算：fmaxpl1

16、3/(48ei)+l14/（384 ei）(5-24m2/l12)840363/(482.11082283660.61086)+19.7364/（3842.11082283660.61086）(5-2432/362)0.028+0.014=0.042m=42mm m傾穩(wěn)定系數(shù)k=m抗/ m傾=1834.1/328.8=5.61.3故龍門吊橫梁在最大設(shè)計吊重時在風荷載作用工況下，整體是穩(wěn)定的。（四）、在該工況下，考慮龍門吊在設(shè)計風荷載下時的鋼管樁的順橋向的強度驗算，為鋼管樁的順橋向的強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖5。1、鋼管樁承載力計算1）、按軸心受壓桿計算鋼管樁承載力按軸心受壓桿計算鋼管樁

17、承載力時，單根鋼管樁的容許承載力計算如下（根據(jù)公路橋涵設(shè)計手冊基本資料表389計算）ixd3/880.83/80.8=16571.8cm4wx=0.7854d2t=0.785480.820.8=4102.1cm3a=d=80.80.8=0.02m3e=2.1108kpa則單根鋼管樁的容許承載力為：n2ei/（4l2）22.110816571.810-8/（4222）1774.0kn2）、按沉樁計算鋼管樁承載力按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtj024-85）中沉樁的容許承載力計算公式3.2-4計算單樁承載力，考慮鋼管樁內(nèi)外雙摩擦力，不考慮樁底承載力,取樁周摩阻系數(shù)平均值為35kp。n21/2.

18、a.l.=0.8160.81635=1148.4kn因此取單根鋼管樁的容許承載力為：n=minn,n1148.4kn3）、鋼管樁容許應(yīng)力鋼材考慮1.3的提高系數(shù)，則鋼管樁容許應(yīng)力為1.3145188.5mp4）、鋼管樁容許彎矩鋼管樁容許彎矩為mwx188.51034102.110-6773.2kn.m。2、鋼管樁順橋向強度驗算設(shè)橫梁除起吊系統(tǒng)外承受的水平力傳給鋼管樁的水平荷載都均勻傳遞給二個支承墩的每根鋼管樁上，起吊系統(tǒng)產(chǎn)生的水平力都均勻傳遞給一個支承墩的四根鋼管樁上，并都作用在鋼管樁頂。f1(fwh1+ fwh2+ fwh3+ fwh4)/2+ fwh5/2+f吊/4 =(50.4+9+ 2.97+ 2.25)/25.0/2+33.5/4 =17.1knn2=ra/4=334.4knn1148.4knmo順f1h+ fwh8/2h/2= 17.122+ 10.1/222/2=431.8kn.mm773.2kn.m順=n2/a+mo順/ wx=334.4/0.02+431.8/(4102.110-6)=121983.2kpa =122.2m pa188.5mp符合要求。(五)、在該工況下，考慮設(shè)計風荷載時龍門吊鋼管樁橫橋向的強度驗算，為鋼管樁的橫橋向強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖6。n3ra/4=334.4knn1148.4kn mo橫=f移h+fw