焊接構(gòu)件彎曲計(jì)算

1、構(gòu)件安裝通用橋式起重機(jī)施工工況計(jì)算書一、橋式起重機(jī)概述 橋式起重機(jī)為自平穩(wěn)新型架橋機(jī)，是一種工作范圍廣、性能優(yōu)良、操作方便、結(jié)構(gòu)安全的鋼結(jié)構(gòu)軌道式預(yù)制梁吊裝架設(shè)設(shè)備。該架橋機(jī)采用雙主梁（主梁長50m），架橋機(jī)額定起重量為80+80t。專用型架橋機(jī)采用交流380V低壓供電，裝機(jī)總功率為54KW（其結(jié)構(gòu)簡圖如下）。此型號(hào)架橋機(jī)柱腳間最大跨距為26m，遠(yuǎn)離吊運(yùn)端的柱腳可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工環(huán)境，本工程中的構(gòu)件安裝按26m跨距時(shí)最不利的施工工況進(jìn)行計(jì)算。 為了減少縱梁桁架外伸梁在提升駁船上構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生過大撓度，在外伸梁下弦下方各增設(shè)兩根加強(qiáng)桿，長度為15m，加強(qiáng)弦桿同主桁架

2、下弦截面特性同理，外伸梁計(jì)算時(shí)采用疊加法驗(yàn)算（如圖）架橋機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖加強(qiáng)主梁截面圖二、架橋機(jī)縱梁懸臂端提升構(gòu)件的傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 1、載荷計(jì)算：、軌道梁理論重量：77.35t。、天車總成及扁擔(dān)自重：5.5t。、縱橫梁平車自重：1t*2=2t。、主縱梁每米自重g1=0.55*2/m=11KN/m.、主橫梁每米自重g1=0.27*2/m=5.4KN/m.、外伸梁（加強(qiáng)）g=6.5*2KN/m=13KN/m 2、載荷系數(shù)： 、考慮軌道梁澆砼時(shí)的脹模系數(shù)：1.05. 、考慮軌道梁提升、運(yùn)行時(shí)的沖擊系數(shù)：1.2. 3、載荷組合： P1 =1.05*77.35+（0.27*24）+2+5.5*1.2 =114

3、.24t 4、傾覆力矩（由于本結(jié)構(gòu)屬超靜定結(jié)構(gòu)，傾覆力矩對(duì)A點(diǎn)求矩）：M1=（13*10）*5=650KN·mM2=1142.4*8=9139.2KN·m M傾=650+9139.2=9789.2KN·m 5、穩(wěn)定力矩（由于本結(jié)構(gòu)屬超靜定結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定力矩對(duì)B點(diǎn)求矩）：M1=（36*11）*18=7128KN·mM2=250*34=8500KN·mM穩(wěn)=7128+8500=15628KN·mK= M穩(wěn)/ M傾=15628/9789.2=1.61.4 安全三、架橋機(jī)縱梁懸臂端提升構(gòu)件時(shí)的性能驗(yàn)算計(jì)算參考數(shù)值：1、 單組縱梁桁架的截面特性：a

4、) 上下弦箱形鋼對(duì)自身的慣性矩（即：對(duì)x1x1 截面或x2x2截面）IX1=28*303-(28-2.4)*27.63/12cm4=18147.5712cm4 AX1=2*(28*1.2+27.6*1.2)cm2 =133.44cm2 IX2=20*253-(20-2.4)*22.63/12cm4=9111.6752cm4 AX2=2*(20*1.2+22.6*1.2)cm2=102.24cm2 b) 筋形鋼（上下弦）對(duì)總體截面的慣性矩（即：對(duì)xx 截面）I=IX1+AX1y2 =18147.57+133.44*119.752=1931685.51cm4 I=IX2+2AX2y2 =9111.

5、68+(2*102.24)*119.752=2941367.66cm4 c) 總體截面特性如下：I總=I+I=193168.5+2941367.66=4873053.17cm4 抗彎截面系數(shù)：WX=I總/y=4873053.17/119.75=40693.55cm3得出截面矩： Ix=4873053.17cm4、 W2=40693.55cm3 、 A上=133.44cm2、A下=102.24cm2、 =230MPa、 E=2.1*105MPa、 f=1/500r=140MPa 2、桁架縱梁懸臂端截面彎矩（如圖） Mmax= PL+0.5gL2=114.24*10*8+0.5*1.3*10*10

6、2=9789.2KN·m 3、縱梁桁架總體截面抗彎模量：Wx=40693.55cm3 +806.34 cm3=42306.23cm3 =42306.23*103 cm3 4、縱梁桁架懸臂端的強(qiáng)度校核：x=Mmax/Wx=9789.2*106/(2*42306.23*103) =117.4MPa=230MPa 滿足使用要求 5、剪應(yīng)力校核：Qmax=114.24trmax=1.5Qmax/A =1.5*114.24*103 /(2*102.24*102 ) =83.8MPar=140MPa 滿足使用要求 6、剛度校核：（撓度） 、計(jì)算載荷： P1 =114.24t P2 =25t(后縱

7、移橫梁自重) 、計(jì)算參考數(shù)值： 單組桁架縱梁的截面特性：Ix=4873053.17cm4 、計(jì)算簡圖： 將原外伸梁AD簡化為如下簡支梁：M1=P1 *8+0.5gl2 =1142.4*8+0.5*13*102 =9584.7KN·mM2=P2 *8+0.5gl2 =250*8+0.5*13*102=2650KN·m B點(diǎn)處轉(zhuǎn)角為： B =BM1 +Bg +BM2 =-M1L'/3EI+5gl4/384EIM2L'/6EI=-9789.2*26/(3*2.1*2*4891276.52)+5*13*264/(384*2.1*2*4891276.52)-2650*

8、26/(6*2.1*4891276.52*2) =-0.0041+0.0038-0.00056 =0.0009由B 為正值，梁BC將撓B點(diǎn)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，在A點(diǎn)處產(chǎn)生負(fù)值的撓度。fmax=B*L+P1a2(3L-a)/6EI+gl4/8EI=0.0009*10*102+114.24*82*(3*10-8)*1000/(6*2.1*2*4891276.52)+1.3*104 *1000/(8*2.1*2*4891276.52)=0.9+0.2+0.08=1.2CM1/500=2CM 滿足使用要求四、安裝軌道時(shí)縱移橫梁行走至主縱梁跨度中央時(shí)產(chǎn)生的最大彎矩 1、最大彎矩：Mmax=7.5*P1 +0.1

9、25*g*L2 =7.5*1142.4+0.125*11*262 =8603.75KN·M 2、主縱梁抗彎截面系數(shù)：WX=40693.55cm3=40693.55*103mm3 3、強(qiáng)度校核： x=Mmax/Wx=8603.75*106/(2*40693.55*103) =105.7MPa=230MPa 滿足使用要求 4.、剪應(yīng)力校核：Qmax=114.24/2=57.12t=571.2KNrmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*103 /(2*102.24*102 ) =41.9MPar=140MPa 滿足使用要求 5、剛度校核（撓度）： fmax=P1*L3/48EI

10、+5gL4/384EI=114.24*263*1000/(48*2.1*2*4873053.17)+5*1.1*264 *1000/(384*2.1*2*4873053.17)=2.3CMf=L/700=3.7CM 滿足使用要求簡支梁：L/700五、安裝構(gòu)件時(shí)縱移橫梁的性能驗(yàn)算：1、 載荷計(jì)算：、軌道梁理論重量：77.35t。、天車總成及扁擔(dān)自重：5.5t。、縱移桁架橫梁每米自重：0.27t*2/m。2、 載荷系數(shù)： 、考慮軌道梁澆砼時(shí)的脹模系數(shù)：1.05. 、考慮軌道提升、運(yùn)行時(shí)的沖擊系數(shù)：1.2.3、 載荷組合： P =1.05*77.35+5.5*1.2=104.06t4、 縱移橫梁截面

11、的幾何特性為：（如圖）a) 上弦箱形鋼，下弦2I160鋼對(duì)自身的慣性矩（即：對(duì)x1x1 截面或x2x2截面）IX1=18*203-(18-2.4)*17.63/12=4912.69cm4 AX1=2*(18*1.2+17.6*1.2)=85.44cm2 IX2=2*1130=2260cm4 查工字鋼特性表AX2=2*26.1=52.2cm2 查工字鋼特性表b) 筋形鋼，2I160鋼對(duì)總體截面的慣性矩（即：對(duì)xx 截面）I=IX1+AX1y2 =4912.69+85.44*862=636826.93cm4 I=IX2+2AX2y2 =2260+(2*26.1)*862=388331.2cm4 c

12、) 總體截面特性如下：I總=I+I=636826.93+388331.2=1025158.13cm4 抗彎截面系數(shù)：WX=I總/y=1025158.13/86=11920.44cm3得出單組縱梁桁架的截面特性：Ix=1025158.13cm4、 W2=11920.44cm3 、 A=52.5cm2、=170MPa、 E=2.1*105MPa、 r=140MPa5、 桁架橫梁跨中的最大彎矩：（如圖忽略兩端懸臂的反力矩）Mmax=2.5*P +0.125*g*L2 =2.5*1040.6+0.125*5.4*102 =2669KN·m6、 主縱梁抗彎截面系數(shù)：WZ=11920.44cm3

13、=11920.44*103mm3 7、 強(qiáng)度校核 x=Mmax/W2=2669*106/(2*11920.44*103) =111.95MPa=170MPa 滿足使用要求8、 剪應(yīng)力校核：Qmax=P/2=1040.6/2=520.3KNrmax=1.5Qmax/A =1.5*520.3*103 /(2*52.2*102 ) =74.8MPar=140MPa 滿足使用要求9、 剛度校核（撓度） fmax=PL3/48EI+5gL4/384EI=104.06*103*1000/(48*2.1*2*1025158.13)+5*0.54*104 *1000/(384*2.1*2*1025158.13

14、)=0.52CMf=L/600=1.7CM 滿足使用要簡支梁：L/700六、架橋機(jī)支腿最大載荷驗(yàn)算 1、載荷計(jì)算：、軌道梁理論重量：77.35t。、縱移桁架橫梁總成自重：13.98t。、縱移桁架橫梁自由端自重：12.1t。 2、載荷組合： P =1.05*77.35+13.98*1.2=12.1=126.337t 3、計(jì)算參考數(shù)值： 、平均2根273*12無縫鋼管（斜撐管）承受壓力為123.337t，鋼管有效長度L=6.5m。 、273無縫鋼管截面特性： Ix=8396.14cm4、 W2=615.1cm3 、 A=98.39cm2、=140MPa、 r=9.24cm 4、強(qiáng)度校核：=P/A=

15、126.337*104 /(2*9839*sin60°) =74.14MPa=140MPa 5、剛度校核: 入=650/9.24=70.35 6、穩(wěn)定性校核： 受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)=0.731 x=P/A =126.337*104 /(0.731*2*9839) =87.8MPa=140MPa七、鋼絲繩吊具驗(yàn)算構(gòu)件提升機(jī)構(gòu)采用5*6滑車組，工作繩數(shù)n=14條，滑車組鋼絲繩采用24*6*37+1，抗拉強(qiáng)度為1700MPa。破斷拉P破 =35.8t,安全系數(shù)K=6，構(gòu)件最重為Q=77.8t.1、滑車組鋼絲繩的許用應(yīng)力： 鋼絲繩的強(qiáng)度核算，主要是按鋼絲繩的規(guī)格和使用條件所得出許用拉力來確定，

16、其核算公式為：S=P/K=35.8/6=6t2、滑車組出頭拉力為： S=QE*(E-1)/ (E-1) =77.8*1.268*(1.02-1)/( 1.268-1) =7.4t現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用8t慢速卷揚(yáng)機(jī) 符合使用要求。經(jīng)查表，鋼絲繩采用型號(hào)6*37+1直徑36mm打雙、吊鉤采用的是外購件80T,索具采用的是35T型號(hào)是G209符合施工的要求。3、扁擔(dān)梁驗(yàn)算計(jì)算載荷： （1）、預(yù)制軌道梁理論設(shè)計(jì)重量：77.34t。荷載系數(shù)： （1）、考慮提升、運(yùn)行時(shí)的沖擊系數(shù)：1.5。 （2）、荷載組合：P=77.34*1.2=92.8t。計(jì)算參考數(shù)值： （1）、扁擔(dān)梁的截面特性（如圖） A=2(67.6*1

17、.2+50*1.2)cm2 =282.24cm2 Ix=50*70347.6*67.33 /12=203800.76cm4 Wx=Ix/y=203800.76/33.8=6029.6cm cm3 =230MPa E=2.1*105MPa f=1/600 扁擔(dān)梁采用16Mn鋼板拼焊而成扁擔(dān)梁截面彎矩： （1）、最大彎矩在1/2處（按簡支梁計(jì)）Mmax=1/4PL=1/4*928*5.7=1322.4KN·M （2）、強(qiáng)度校核: x=Mmax/Wx =1322.4*106 /6029.6*103 =219.3MPa=230 MPa 滿足要求剛度校核：fmax=PL3 /48EIx =92

18、.8*5.73 *1000/（48*2.1*203800.76） =0.84cmf=0.95cm 滿足要求八、A型三角桁架銷軸驗(yàn)算： 1、88的銷子2（上弦）、銷子截面特性：A=0.785d2 =0.785*8.82 =60.79cm2 Ix=0.049d4 =0.049*8.84=293.85cm4 Wx=0.098d3 =0.098*8.83 =66.78cm3 r=d2=d/4=2.2cm、上下弦連接銷子均采用45#鋼加工而成 = 360MPa T= 208MPaMmax=14.28KN·M Qmax=571.2KN、強(qiáng)度校核：Qmax=Mmax/Wx =14.28*102 /

19、2*66.78*103 =106.9MPa=360MPa 安全儲(chǔ)備較大、剪應(yīng)力校核： Tmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*103 /2*60.79*102 =70.47MPaT= 208MPa 安全儲(chǔ)備較大2、68的銷子（下弦）、子截面特性： A=0.785d2 =0.785*6.82 =36.3cm2 Ix=0.049d4 =0.049*6.84=104.8cm4 Wx=0.098d3 =0.098*6.83 =30.8cm3 Mmax=14.28KN·M Qmax=571.2KN、強(qiáng)度校核：Qmax=Mmax/Wx =14.28*102 /2*36.3*103 =98.35MPa=360MPa 安全儲(chǔ)備較大 、剪應(yīng)力校核T Tmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*1