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一.ik设计规范及参考文献
(一) 重机设计规范(GB3811-83) (二)钢结构设计规范(GBJ17-88) (三)公路桥涵施工规范(041-89) (四)公路桥涵设计规范(JTJ021-89)
(五)石家庄铁道学院《GFJT-40/300拆装式架桥机设计计算书》 (六)梁体按30米箱梁100吨计。 二.架桥机设计荷载 (一).垂直荷载 梁重:Q1=100t
天车重:Q2=7.5t(含卷扬机) 吊梁天车横梁重:Q3=7.3t(含纵向走行)
主梁、桁架及桥面系均部荷载:q=1.29t/节(单边)
1.29×1.1=1.42 t/节(单边)
0号支腿总重: Q4=5.6t 1号承重梁总重:Q5=14.6t 2号承重梁总重:Q6=14.6t
纵向走行横梁(1号车):Q7=7.5+7.3=14.8t 纵向走行横梁(2号车):Q8=7.5+7.3=14.8t 梁增重系数取:1.1 活载冲击系数取:1.2 不均匀系数取:1.1
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(二).水平荷载
1.风荷载
a. 设计取工作状态最大风力,风压为7级风的最大风压:
q1=19kg/m2
b. 非工作计算状态风压,设计为11级的最大风压; q2=66kg/m2
(以上数据参照石家庄铁道学院《GFJT-40/300拆装式架桥机设计计算书》) 2.运行惯性力: Ф=1.1 三.架桥机倾覆稳定性计算 (一)架桥机纵向稳定性计算
架桥机纵向稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段,该工况下架桥机的支柱已经翻起,1号天车及2号天车退至架桥机尾部作为配重,计算简图见图1(单位 m): 图中 图1 P1=5.6t (前支柱自重) P2=1.42×(22+8.5)=43.31t (导梁后段自重) P3=1.42×32=45.44t (导梁前段自重) P4=14.6t (2#承重横梁自重)
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P5= P6=14.8t (天车、起重小车自重)
P7为风荷载,按11级风的最大风压下的横向风荷载,所有迎风面均按实体计算,
P7=ΣCKnqAi
=1.2×1.39×66×(0.7+0.584+0.245+2.25+0.3+0.7+0.8+1.5)
×12.9=10053kg=10.05t
作用在轨面以上5.58m处
M抗=43.31×15+14.8×(22+1.5)+14.8×27.5+14.6×22=1725.65t.m M倾=5.6×32+45.44×16+10.05×5.58=962.319t.m 架桥机纵向抗倾覆安全系数
n=M抗/M倾 =1725.65/(962.319× 1.1)=1.63>1.3 <可)
(二) 架桥机横向倾覆稳定性计算 1. 正常工作状态下稳定性计算
架桥机横向倾覆稳定性最不利情况发生在架边梁就位时,最不利位置在1号天车位置,检算时可偏于安全的将整个架桥机荷载全部简化到该处,计算简图如图
P4P5P3起重小车天车梁导梁P2横梁P1箱梁图2
P1为架桥机自重(不含起重车),作用在两支点中心
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P1=43.31+45.44+7.3×2+14.6×2=132.55 t
P2为导梁承受的风荷载,作用点在支点以上3.8m处,导梁迎风面积按实体面积计,导梁形状系数取1.6。
A=(1+η1)(1+η2) ФA 其中:η1=0.53 η2=0.5 A=(1+0.53)(1+0.5)×62×2.25=320.1525m2 风荷载P2=CkhεA
=1.6×1.39×19×320.1525=13528kg=13.53t
P3为天车导梁承受的风荷载,作用点在支点以上5.179m处,迎风面积按实体计算,导梁形状系数取1.6。
P3=2×1.39×1.6×19×0.8×0.46×4=124.4kg=0.1244t P4为架桥机起重小车重量
P4=7.5×2+100×1.1=125t
P5为架桥机起重小车及梁体所受的风荷载,作用在支点以上8.113m处,
P5=1.39×1.6×19×(3×2×2+2×30)=3042.432kg =3.042 t
图2所示A点为倾覆支点,对 A点取矩: M倾=P2×3.8+P3×5.179+P4×1.435+P5×8.113
=13.53×3. 8+0.1244×5.179+125×1.435+3.042×8.113=256.11 t·m M抗= P1×4.8=132.55×4.8=636.24 t·m 架桥机工作条件横向抗倾覆安全系数
n=M抗/M倾 =636.24/(256.11×1.1)=2.26>1.3 <可)
2. 非工作条件下稳定性计算
架桥机悬臂前行时自重荷载全部由车体承担,在横向风荷载作用下,其稳
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定性见图3。
起重小车天车横梁导梁P1大车横梁图3与图2相比,架桥机在提的梁为倾覆作用时,架桥机有N=2.26的横向抗倾系数,而图3中已经没有提梁,故此不用计算而得出结论它的抗倾系数满足要求。
结论:架桥机稳定性符合规范要求 四.结构分析 (一) 荷载取值:
桁架及桥面系均部荷载1.29t/节×1.1=1.42t/节(单边),荷载(100+7.5×2)×1.2=138.0t。其余荷载取值见前。
纵向走行天车轮距为2m ,当天车居于天车横梁跨中时,单片空载轮压集中力为(7.5+7.3)/4=3.7t,负荷轮压集中力为(7.3+138)/4=36.325t,架边梁时轮压集中力为(重边):7.3/4+138/2=70.825t,(轻边)7.3/4=1.825t.吊梁小车轮压集中力138/4=34.5t(轮距1.6m)。 (二)分析计算
根据以上荷载值,按桁架进行分析,计算过程由有限元分析程序SAP 93来完成。工况取:(1)架桥机前移,(2)1号天车提梁,(3)2号天车提梁,(4)1号天车至跨中、(5)中梁就位,(6)边梁就位6种工况进行计算,计算得前悬臂端最大挠