龙门吊机设计计算书

'福州市金山大桥55t龙门吊机设计设计：邱训兵复核：项目负责：总工：福州市金山大桥项目经理部设计组一九九九年七月四日7 一、龙门吊机示意图：二、轮压的检算：a、恒载产生的轮压1、横梁：38×2=76格2、立柱：（27+4）×2=62格假定每格桁架平均重0.9t,则桁架共重：（76+62）×0.9=124.2t3、走行部分：每个重约6.5t，共4个，共重4×6.5=26t4、脚手架总重：（按铺5cm厚，2m宽的木板计）2×0.05×38×0.641=2.44t5、天车走道梁：每米重0.15t，则共重0.15×38×2=11.3t。7 恒载共重：124.2+26+2.44+11.3=163.94t。所设计的龙门吊机共有4个走行部，共16个轮子，每个轮子的轮压为：163.94/16=10.25t。b、活载产生的轮压1、由设计要求可知：龙门吊机的吊重为55t2、天车重13.3t，吊具重1t活载总重：Q活=55+13.3+1=69.3t考虑冲击系数k=1.1(当活载移至支承处，距立柱中心线a=3m时，该支承处产生最大支反力)活载产生的支反力为：此反力由该支承处的8个轮子承担，由此每个轮子产生的轮压为：R活=69.88/8=8.74t。c、纵向风力产生的轮压P=ω·F·K1·K2·K3(其中ω=50kg/m2---工作时风压强度)K2=1.13，K3=1.0，对桁架K1=0.4，对天车K1=1.0天车所受风力：P1=0.05×3×4.5×1×1.13×1.0=0.76tM1=P1y1=0.76×25.1=19.14t·m横梁所受风力：P2=0.05×38×4×0.4×1.13×1.0=3.44tM2=P2y2=3.44×21.6=74.3t·m立柱所受风力：P3=2×0.05×18×2×0.4×1.13×1.0=1.63tM3=P3y3=1.63×10.6=17.28t·mM总=M1+M2+M3=19.14+74.3+17.28=110.72t·m7 R=M总/d=110.72/10=11.072t此支承反力由8个轮子承担，使每个轮子产生的轮压为：R风=11.072/8=1.38td、除上述恒载、活载、纵向风力引起的轮压外，由于横梁与立柱连接处具有一定的刚性，这样的节点在外力作用下除在支承处产生竖向反力R外，还会产生水平反力H，此水平反力使轮子增加一部分压力必须计入，这种刚架是一次超静定架，计算结果如下：q---单片横梁承受的恒载P---作用在单片主桁上的活载P=（1.1×69.3）/2=38.1th---吊机横梁中线至走行部支铰处高度h=20+(1.6-1.09)=20.51m7 I1=A·22=4AI2=A·12=AK=(4A×20.51)/(36·A)=2.28当活载作用在跨中时为：H活=3.32t上面的水平反力作用于走行部的支铰处，根据已有的设计资料，此力距轨面为1.09m(见图)，这时使龙门吊机一条肢中的4个轮子产生压力，每个轮子承受的压力为：e、天车横移时由制动力引起的轮压制动力一般取竖向活载的1/10，因天车移动的速度很慢，所以可取0.4/10水平反力同样作用于支铰处，使一侧轮子产生的压力为：7 每个支承处有8个轮子负担，则每个轮压为：V制=VA/8=0.11t综上所述，最大轮压为：Rmax=R恒+R活+RH+R风+R制+V制=10.25+8.74+0.86+1.38+0.14+0.11=21.48t采用Φ600轮子，其容许压力为：[R轮]=21tRmax=21.48t<1.05[R轮]=22.05t(可)三、龙门吊机纵向稳定检算a、纵向风力产生的倾覆力矩M风=P1y1+P2y2+P3y3在这里计算的风力强度ω=100kg/m2,为轮压计算中风力强度的100/50=2倍，故只需将轮压计算中的风力矩乘以2即可。纵向风力的倾覆力矩为：2×110.72=221.44t·mb、惯性力产生的倾覆力矩（1）天车产生的惯性矩Q1=13.3+1=14.3t（2）横梁产生的惯性矩Q2=76×0.9=68.4t7 （3）走道梁产生的惯性矩Q3=11.3t（4）立柱产生的惯性矩Q4=62×0.9=55.8tM惯=M1+M2+M3+M4=2.43+10.05+1.82+4.03=18.33=239.77t·mc、龙门吊机自重产生的稳定力矩M稳=Q恒·d/2=163.94×5=819.7t·mM稳/M倾=819.7/239.77=3.42>1.3（可）四、龙门吊机各杆件内力计算为简化计算，可取出单片主桁计算a、作用在单片主桁上的荷载恒载：均布荷载转化为节点荷载P恒=0.664×2=1.33t活载：P活=38.1/2=19.05tb、恒载作用下各杆件的内力（见附图）c、活载作用下各杆件的内力（见附图）d、内力组合（见附图）7 e、截面选择见设计图五、横梁挠度计算计算时假定整个横梁为一实体梁，这样可粗略地用实腹梁的公式进行计算。a、横梁惯性矩的计算（略去其绕自身形心轴的惯性矩） Ix=4F·a2其中F----杆件横截面积F=4×23.3=93.2cm2Ix=4×93.2×2002=14912×103cm4=14912×10-5m4b、恒载作用下的挠度f恒c、活载作用下的挠度f活f=f恒+f活=1.5+1.2=2.7cm挠度/跨度=2.7/3600=1/1300<1/900(可)7'