架桥机计算内容(50米200吨).docx

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1、架桥机计算内容（50米200吨）（LBQJ200/50双与梁联合式架桥机）1 .架桥机的工作方式及工作状态参数1.1 架桥机的工作方式简介架桥机也称导梁机，本机是双导梁联合式架桥机，是架设架梁时用来提升、移动桥梁，最终使桥梁到达指定位置的起重设备，整机由主桁架及 行走机构、副架及行走机构、卷扬机及行走机构三大部分组成，使用时，主桁架安装在桥墩帽梁和桥面上，由电动机驱动在临时铺设的钢轨上作纵向或横向运行，移梁架由电机驱动在主桁架上面的钢轨上作纵向运行，卷扬机由电机驱动在移梁架上的钢轨上作横向运行，由大功率电机驱动卷扬机提升桥梁（见图1）。1架桥机在桥墩上运行，属高空、重载作业，作业区域属风力较强

2、的沿 海地区，要求该机各种构件安全牢固，性能稳定可靠，该机自重轻，起重 能力强，纵横移电动行走，运行平稳、快捷，集中控制，操作简便，能架 设弯桥、斜交桥、坡桥，桥宽不限。符合桥梁的吊装要求和起重机械所必 须具备的通用的各项要求，能保证工程安全。本机能满足长50米，宽3.5米，高3米，重200吨及以下的硅梁的吊装要求和起重机械所必须具备的通用的各项要求。本机主桁架都是每段9米另接一段5米，最大重量7吨左右，可便于运输，使用者可按编号逐一拆卸及拼装，既简单又快捷。1.2 200/50型架桥机工作状态参数，见表1表1架桥机工作状态参数一览表在舁 厅P项目参数单位备注1总长2X 104m99m+5m=

3、1042总高7m3最大宽度8. 3m4总重220t5起重量200t50米跨按200t计算6提升速度8m/min7整机行走速度3m/min8移梁架行走速度3m/min9卷扬机行走速度3m/min10可移梁最大尺寸50X3.5X 3m长X宽X高2整机的结构及加工方法简介2.1 主桁架的结构、加工及连接方法2.1.1 主桁架横移截面如图二所示图2.主桁架截面2.1.2 主桁架用主要材料参数见上图22.1.3 截面形心位置Y o=134cm2.1.4 截面对形心轴的惯性矩Jx=8232417cm4;Jy=536605cm42.1.5 主桁架自重（包括焊在架面钢轨）q=8.8kg/cm2.1.6 抗弯截

4、面模数WX1 = 63326cm3 （上弦）； WX2 = 61436cm3 （下弦）WY1 = 17199cm3 （上弦）；WY2 =13689cm3 （下弦）2.1.7 主桁架的加工和连接方法主桁架由型钢焊接成横截面如图1的呈梯形桁架结构焊接方法：人工电弧焊； 焊 条：J422和507;焊缝形式：主要是焊缝高度：6T2mm。主桁架每条长9m,每段主桁架（共2段）由11条连接而成。在每段主桁架的两端上下弦杆上焊接法兰，然后段与段之间用M36 （10.9级）高强度螺栓连接起来。主桁架的材质：A3 ；许用应力：6=2150 kg/cm2;弹性模量E=2Xio6 kg/cm2；主桁架的上焊有4cm

5、钢条，供副架即移梁 架纵向移动，钢轨与钢轨之间用标准夹板连接。2.2 移梁架的结构和加工方法2.2.1 移梁架的截面如图3所示2.2.2 移梁架用主要材料参数（见表 3）2.2.3 移梁架截面形心位置Yo=86cm2.2.4 截面对形心轴的惯性矩Jx=910104cm4, Jy=24726cm42.2.5 移梁架自重q=350kg/m（包括钢轨）2.2.6 移梁架抗弯截面模数Wx尸11728cm3 （上弦）Wx2 =10583cm4 （下弦）W% =1648 cm4 （上弦）Wy2=1236 cm4 （下弦）2.2.7 移梁架的加工方法移梁架（又叫副架）总共4段，每段长8.2m。加工方法、材质

6、，与主桁架相同。每段架上部装有 4cm钢条（见图3）,卷扬机可在上面走动，每两段 移梁架为一组平行安装在底盘上，底盘下部装车轮，由电机带动，共两副。2.3 卷扬机的结构卷扬机由电机、减速器、刹车装置、卷筒、底盘、滑车组、钢丝绳、行走机构组成。2.4 架桥机的运行程序（见表4）表4导梁机运行顺序序号 执行机不、状态天 车移梁架 （后）移梁架 （前）卷扬机 （后）卷扬机 （前）位 置走 向辅 助位置走 向位 置走 向位 置走 向升 降位 置走 向升 降1梁从第一跨 两端吊起中 线周 梁后+1.7中-1.7中中2前移梁架到中中一中一中中达前跨中点线-15.6+21两移梁架到 达前跨两端中 线中+2.

7、7一、乙刖-2.7一中中3大车行到边 梁处边 梁/周 天 车中+2.7、乙刖-2.7中中4卷扬机行至 边梁处边 梁中+2.7、之， 刖-2.7边/边/5卷扬机将梁 放下边 梁松 车中+2.7、乙刖-2.7边边6空车复位中 线后+1.7中-1.7中中7重复16的 动作8两移梁架向 后行中 线后-4后-2一中中9大车前行上 跨中 线一后-4后-2中中10两移梁架回 到1的位置中 线后+1.7一中-1.7一中中11重复1-10的动作备注中线一运 梁轨道中 线/ 垂 直于桥面 中轴线横 走后、中、前指主桁架 的后腿、中腿、前腿；“ + ”向前，“一”向 后，表小/、动，数 字单位是m。中-移梁架的中间

8、位置2.5 载荷的核定、分配与组合2.5.1 金属结构和支承零件的计算载荷A .自重：架桥机各部件自重见表 5表5、架桥机各部件自重部件单重单位数量总重(kg)代号备注主主桁架880Kg/m208183040G1桁前腿4500条14500架中腿5620条15620后腿4300条14300小计197460移桁架2500条410000梁行走机构1000套44000包括底盘和行走机构架小计14000G2卷卷扬机3000台26000扬机小计6000G3总计217460自重冲击系数：有轨运行，V=0.0771m/s取 Kj1K =（ Kj+1）/2=1B.起升载荷a .起升载荷Qq =Q +634 =Q

9、 =200t G3,=2t（包括钢丝绳和滑轮组）Qq =Q G3L202t qb .计算起升载荷需要考虑起开动力系数时，取:-1.1C .风载荷Ffa .风载荷沿水平方向按下式计算：Ff =EC & q A kgfb .风载体型系数C=1.35高度修正系数Kh=1.0标准风压（沿海地区）q U =25kg/ m2迎风面积 A=104X 2.64+4 X 0.7=277.4 m2结构充满系数中=0.6面积折减系数 =0.67 (b:h）QB左支座B左边剪力t68.2625.42121?QB右支座B右边剪力t69.681292222）Qe左支座e左边剪力t37.73118.972323)Qe右支座

10、e右边剪力t0.70.724246拉支座B上弦最人拉应力kg/ cm210763382525.仃1压支座B下弦最大压应力kg/ cm2108434026仃拉maxBC跨中最大拉应力kg/ cm2110748027仃压maxBC跨中最大压应力kg/ cm210744662826、m max1)最大剪应力（B支座）kg/ cm217319329m max2最大剪应力（BC跨中）kg/ cm22303021仃1折合拉/22拉+3tkg/ cm21117475318仃1折合压击1压2 +3-2kg/ cm211254773.2主桁架的强度及刚度的校核3.2.1 杆的强度3.2.1.1 上弦杆的强度（包

11、括钢轨的作用）（1）拉应力A.在图4的状态下，支座B的上弦处于最大拉应力状态（见表 6）_5_5M 565.597 105 259 1052二 max=- =1076kg/ cmWx176670（说明：这Wx1是中间加强段抗弯截面模量）B.剪应力Q 1379402=二173 kg/ cm、A 798.2C、折合拉应力。折=$1076 2 +3 M1732 =1117 kg/ cm2D、平均拉应力（包括钢轨）M 82459700上弦总拉力F=369774 kgh02233697742=880kg/ cm420.4(2)压应力A、在图4状态下，BC跨中上弦处于最大压应力状态、-m ax163135

12、60 5170320063326= 1074kg/ cm2f=2150 kg/2 cmB、折合压应力2 cm。折合二Jcimax 压。折压=+084+3父17y =1125kg/ cm2f=2150 kg/D、平均压应力 +3i2 = V10742 +3X232 =1075 kg/C.平均压应力(包括钢轨)6801676068016760h0 342.34225 342.34=883 kg/ cm23.2.1.2 下弦杆的强度(包括加固后的钢板)(1)拉应力在图4状态下,B-C跨中处最大拉应力状态。拉 max66曙=1107 kg/ cm2 劭切50kg/ cmB、平均拉应力68016760h

13、。% A 225 299.74=1009kg/ cm2 f=2150 kg/2 cm(2)压应力A、在图4状态下，支座B的下弦处于最大压应力状态二max = 82459700 =1084kg/ cm2f=2150 kg/ cm2B、剪应力. 二173 kg/ cm2C、折合压应力2 cm82459700223 377.8=979 kg/cm2f=2150 kg/2 cm3.2.1.3 腹杆的强度樨初步计算，在架设边梁时，重载边腹杆处于最大应力状态。A、斜杆的强度从表6中计算出，架设边梁时，B、C支座反力最大。尤其支座 B右边反力达129吨。该处斜杆使用加强斜杆截面见下图 6支座反力N=129斜

14、杆计算长度:L=68cm,iy =2.28cm68302.28=0.936129000sina 2 A 0.936 0.898 2 44.35 0.936=1730kg/cm2所以斜杆强度是足够的。B、竖杆的强度计算长度 L=81cm, 22a , A=31.84cm2,iy = 2.23cm,竖杆压力=101.28T,I 81=上=-81- =36.3=0.913iy 2.231012802 31.84 0.91310128058.14= 1742 kg/ cm2f故竖杆强度能满足设计要求3.2.2刚度3.2.2.1主桁架的刚度A.主桁架在图4状态下的刚度在图4工作状态下BC跨中处的挠度最大

15、，其值为:PL3 , 5qL4ML2 111、27 =+2-3 -(-)48EJ 384 EJ 6EJ2226 2 106 82324170.37562 103 51.63 1065 8.8 51.64 108824.597 105 51.62 10448 2 106 8232417384 2 106 8232417=7.4cmB.主桁架在图5状态下，BC跨中的挠度设想把支座B左边的主桁架拆下计算BC跨中挠度f - 5ql4中 384EJPal2q 23-4(324EJl5 &8 5164 廿 101.28 10313 102 51.62 1041.32384 2 106 823241724

16、2 106 8232417(3-451.62)=7.6cm刚度基本满足要求。3.3 连接及焊接部位的强度校核3.3.1 斜杆与弦杆的焊接强度对一根斜杆而言,A.焊缝长度L=95cmB.焊缝高度h n 6mmC.最大拉力（支座B右侧斜杆）P=107tD. 拉应力1070000.7 0,6 95 2= 1341kg/ cm2 8mmC,最大拉力（图5跨中）5p=680.1676 10 =302297kg225D.剪力：=15022kgE.拉应力3022970.7 0,8 408=1323kg/cm2F.剪应力15022642=23 kg/2 cmG.焊缝强度:二c = 13232 232=1323

17、 kg/ cm2 10mmC.上弦杆最大拉力5P=些n498809 kgD.拉应力二=498809 =i454kg/cm20.7 1 490E.最大剪应力445402=69 kg/ cm642F.焊缝强度二二 14542 692 =1456kg/cm2 N：即 N：WN：; N：W0.8P故在主桁架从C到B支座方向第六段末端法兰连接处使用10.9级M36高强度螺栓连接强度是足够的。3.4 行走机构的校核3.4.1 整机行走机构由三部分构成。前担一8轮2电机2X2.2kw中担一8轮4电机4Xl.5kw后担一4轮2电机2Xl.5kw3.4.2 电机功率计算A、运动阻力计算F=Z G（W +7V）

18、+Z C * Kh * qu* A ;G G = 151.6 + 160 = 311.6tW一运行比阻力（滚动轴承 W=11kg/t）V一行走速度 C*Kh*qLI* A风阻力，由上计算为6717kgB、运动速度V1420 18V=3.14 0.27 = 5.08M / min = 0.085M / s87049C、求运动阻力FF=311.6 (11+7X 0.085) +6717=10330kgD、功率计算：102102 0.8FV 10330 0.085 =10.76KW现采用两台2.2KW, 6台1.5KW共13.4KW电机是可行的。4、移梁架的受力校核4.1 受力分析4.1.1 载荷分

19、析A、自重 q=350kg/m; B、载荷 吊尸（G3+1.1P） /4= （4+1.1 （200+2）+ 4=56.55t)Pg IJ =56.55-A-图7移梁架（副架）工作状态（单位:1 )C自重引起的内力:3)1)2)士加后pl350 4.8 1.333支座反力 Rai = Rbi=(1 2 )= = 1120kg22自重引起弯矩MmaxM max1=q8-(1 -4-2) =3）刚度计算:243.5 4.8 0.889 =89611 kg.cm上 3.5 4.84 108f尸6384 2 106 910104(5 -24 0.1672)=0.001cmDK 集中力品作用引起的内力:1

20、）支座反力P副 56 .55Ra2 = Rb2 = = - =28.275t)弯矩(跨中)Mmax2=U _ 56 .55 父 4.8 =67.86t - m 44刚度计算：48EJ56.55 103 4.83 10648 2 106 910104、综合移梁架（副架）内力=0.07cmRa = Rb = Ra1 + RA2=1.12+28.275=29.395tm max = M max1 + M max2 =89611+6786000=6875611kg cmfmax = f1 + f2 =0.001+0.07=0.071Cm 35cmB 、焊缝高度h n8mmC 、最大拉力F=31.28t

21、D 、应力31280-799kg/ cm0.7 0,8 2 35焊接强度满足设计要求。 ffw =1600 kg/ cm210所图10架设边梁示意图（长度:M）/J o5、整机的稳定性5.1 架设边梁时的稳定性5.1.1 架设边梁时整机受力如图A、 G=183.04tG2=14tG3 =6t风载 Ff =9.38t梁重：Q=200t卷扬机移动速度:V=0.111M/S惯性力：FrGVgt(200 6) 0.111 =2 33t9.81 1.B、对B钱取矩:Ra X4+Ff x 1.93+ Fr X5.55+( G1+G2) +2X 0.4=(G +G2) + 2 x 4.4+( G3 +Q)x

22、 0.25RA=103.636t或者：M _ 484.988M- 70.443=6.9 (倍)所以整机是稳定的5.2空载前进一跨时的稳定性5.2.1 架桥机空车前进一跨时，两副移梁架移到后担悬臂部分见图图11架桥机空载前进示意图（单位：m）架桥机空载前进时，两移梁架移到后腿部位G22=G2i=10tG2=45.6 X0.88=40.128tGi=52.4 X0.88=46.112tP=2.3t(对B支座取矩：（移梁架和卷扬机重量）（B左边主桁架一边重量） （B右边一条主桁架重量） 前担一半重量）M 1=40.128 X 25.8+1002=2037.3024t mM 2=46.112 X 26

23、.2+2.3 X 51.6=1326.8144t m2=幽竺竺=1.54(倍) M11326.8144所以架桥机空载前进时是稳定的。5.2.2 悬臂强度、刚度校核A 、悬臂的强度M113268144022二=端=76090 =1744kg/ cm f=2150 kg/ cm因为中间支座B处主架使用加强主架段，故强度能满足设计要求。B、挠度计算 23f=工a8EJx 3EJx&8 号4 108a /尸63 106 =57cm8 2 106 8232417 3 2 106 8232417C、架桥机空载前进时的保护由上计算结果表明：架桥机空载前进时挠度较大，需采用支架加钢丝绳进行保护。如下图:- -*4，JABE图12架桥机空载前进一的保护（单位：m）BE-中间支架FE、DE钢丝绳，如图示：如果在 F处用卷扬机拉钢丝绳 DEF使拉力达 10t,这时 P二10sina=2.94t,B处弯矩:M b=PIi =2.94 X39=114.66t - m挠度:f=2.94 103 392 104 6 2 106 82324172(3 13.4 2 39) 10=5.35cm5.4cm这样：a）悬臂强度将减少为:132681440 -1146600076090=1593 kg/ cm2b）刚度提高了。挠度：f=57-5.4=51.6cm这样空载前进就更安全了