桁架式龍門(mén)吊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

桁架式龍門(mén)吊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析一、引言龍門(mén)吊機(jī)是橋梁施工中的常用設(shè)備，龍門(mén)吊結(jié)構(gòu)除了標(biāo)準(zhǔn)形式外，通常還有用貝雷片、萬(wàn)能桿件、軍用梁及各種型鋼組拼而成。龍門(mén)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(mén)吊的設(shè)計(jì)計(jì)算及分析。二、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(chǎng)設(shè)置1臺(tái)凈跨40m的5T小龍門(mén)吊，主要負(fù)責(zé)起吊混凝土、安裝模板等。5T小龍門(mén)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12c m向上的預(yù)拱度。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析5T小龍門(mén)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：125:46m 38.08kg/ 1752 kgG = 4680kg =47kN : 50kN50KNq1.08kN/m46 m2、集中荷載龍門(mén)吊機(jī)承受的集中荷載包括天車(chē)及卷?yè)P(yáng)自重和起吊時(shí)結(jié)構(gòu)物重量。天車(chē)及卷?yè)P(yáng)自重為10KN,起吊時(shí)結(jié)構(gòu)物重量為 50K2故集中荷載P=50+10=60KN考慮施工動(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。二、結(jié)構(gòu)模型計(jì)算：1.承重橫梁計(jì)算：采用韓國(guó)有限元程序分析軟件Midas對(duì)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 58 103 103對(duì)下弦工25:33 143MPa : 170MPaW 401.4cm401.4 10N對(duì)上弦210 :二二336 kN12.74 2 ;：I =25.6 2 A 12.74 2= 1.4141001.414=70查表：，=0.789336 kN0.789 12.74 2cm2=166MPa<170 MPa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(zhǎng)度=1.75mi 1.53查表：=0.536nt N61I03N貝V2 =117MPa ： 170NPa0.536x2x4.8x10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?yè)P(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2 22組拼，中間通過(guò)綴材連接成桁架形式：72kNq=1.08kN/M3m40m3m側(cè)面如下圖:72.5KN 145KN72.5KN9f72.5KN98N =1.08 46/2 72kN =96.84 考慮 1.5 的安全系數(shù)Nmax =145kNsin 8672.7；972 5kN 故支腿受最大軸力：N支二一.75.9kNsin 72.7支腿受力圖如右對(duì)單側(cè)支腿：受力結(jié)構(gòu)如圖所示：37.95KN37.95KN1.6mLJli 二 2.21cm I 二 215cmi215 則 97杳表可得：=0.6042.21N37.95 kN37.95kN22 =17.3MPa : 170MPaA 0.604 36.24cm0.604 36.24 10 mm符合要求。3、穩(wěn)定性驗(yàn)算:龍門(mén)吊穩(wěn)定性驗(yàn)算主要是保證龍門(mén)吊工作時(shí)在縱向力作用下不致于傾覆。其主要是在龍門(mén)空載作用下，受風(fēng)力的傾覆力矩，和龍門(mén)空載在軌道上行走時(shí)突然剎車(chē)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 = 50kg / m2，則橫梁受風(fēng)力 R為P=50 1.3 46 0.4 =11.96kN支腿桁架受縱向風(fēng)力：P，P2 =50 8.6 (1.6 0.5)/2 0.4 2 = 0.84kN/2 = 0.42kNG總5.9m1則：風(fēng)力所產(chǎn)生的傾覆力矩M傾=P (8.6+0.65 ) +P 匯8.6/2 =11.96漢9.25 + 0.42漢4.3=112kN m2)、慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩：慣性力 P-v /gt ；二為龍門(mén)吊機(jī)各部分組成重量。v為龍門(mén)吊機(jī)的行車(chē)速度，取2=8m/60s g=9.8m/s t 為剎車(chē)時(shí)間，t = 2s貝y P = 0.0068-a.天車(chē)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 支二2 (9 28.45 2) 4.3 0.0068 = 0.3kN m則慣性力產(chǎn)生的力矩為：M 慣二 M 天：:M 支二 3.88kN m3）、自重引起的穩(wěn)定力矩：5.9M穩(wěn)二G自重2G自重二G桁架G天車(chē)G支腿G天車(chē)=10kNG支腿=9m 4 28.45 4 2 10 = 11kNG 自重=47 10 11 =68kNM 穩(wěn)=G自重 5.9/2 = 68 5.9/ 2 - 200kN m200(112 3.88)-1.72（安全）故符合要求。