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1、桁架式龍門吊結構設計與分析 一、 引言 龍門吊機是橋梁施工中的常用設備， 龍門吊結構除了標準形式外，通常還有用貝雷 片、萬能桿件、軍用梁及各種型鋼組拼而成。龍門吊的結構設計，可以綜合反映施工工 藝設計的水平和能力，也是理論應用與實踐的具體技術工作。 這里主要介紹40m跨度桁 架式龍門吊的設計計算及分析。 二、 概述 某項目有預制梁共192片，其中30m箱梁84片、35m箱梁96片、23.5m小箱梁12片; 預制梁場設置1臺凈跨40m的5T小龍門吊，主要負責起吊混凝土、安裝模板等。 5T小龍 門吊自行加工制作，主桁采用型鋼組拼成倒三角形式，主桁上弦桿采用 2[10雙拼，腹桿 采用

2、5#角鋼連接，局部根據(jù)結構受力要求，采用 2根5#角鋼加固，下弦兼做電機走行軌 道，采用工25型鋼，支腿采用2[22槽鋼連接。桁架加工時，根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》設 置12c m向上的預拱度。 三、 結構設計及分析 5T小龍門吊采用型鋼組拼成三角桁架結構，其結構示圖如下： 、荷載計算： 1、均布荷載 1. 自重：弦桿：2[10 : 20kg/m 46m 2=184kg 腹桿：/ 5： 3.77kg/m 1.2m 47= 212kg 3.77kg 1.75m 46=303kg 2 =606kg 3.77 kg 1.56m 46 = 701kg 走道梁：125:46m 3

3、8.08kg/^ 1752 kg G = 4680kg =47kN : 50kN 50KN q 1.08kN/m 46 m 2、集中荷載 龍門吊機承受的集中荷載包括天車及卷揚自重和起吊時結構物重量。 天車及卷揚自重為 10KN,起吊時結構物重量為 50K2 故集中荷載P=50+10=60KN考慮施工動荷載的影響，取沖擊系數(shù)K=1.2，進行結構 受力分析。 二、結構模型計算： 1.承重橫梁計算： 采用韓國有限元程序分析軟件 Midas對桁架進行結構分析，在移動荷載作用下各桿 件受力狀況： 72kN 下弦I25 :最大彎矩M =58kN m 弦桿2[10

4、 :最大壓力N = 336kN 腹桿L5:最大壓力N腹=61kN M 58kN M 58 103 103 對下弦工25: 3 3 143MPa :: 170MPa W 401.4cm 401.4 10 N 對上弦2[10 :㈢二二 336 kN 12.74 2 ;： I = 25.6 2 ■ A 〔12.74 2 = 1.414 100 1.414 =70 查表：，=0.789 336 kN 0.789 12.74 2cm2 =166MPa <170 MPa 故上弦桿受力符合要求。 腹桿在受移動荷載作用下，部分斜桿為壓桿，部分斜桿為拉桿，斜桿受最

5、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。 腹桿計算長度=1.75m i 1.53 查表： =0.536 nt N 61I03N 貝V 2 =117MPa ： 170NPa 0.536x2x4.8x10 故斜桿符合要求。 2、支腿計算： 支腿受力最大工況為：當卷揚機吊裝 5T重物在一支腿處，起重工作時，支腿受力 最大。受力示意圖如下： 支腿采用2 [22組拼，中間通過綴材連接成桁架形式： 72kN q=1.08kN/M 3m 40m 3m

6、 側面如下圖: 72.5KN 145KN 72.5KN 9 f 72.5KN 9 8 N =1.08 46/2 72kN =96.84 考慮 1.5 的安全系數(shù) Nmax =145kN sin …86 …72.7； 9 72 5kN 故支腿受最大軸力： N支二一.—— 75.9kN sin 72.7 支腿受力圖如右 對單側支腿：受力結構如圖所示： 37.95KN 37.95KN 1.6m LJ l i 二 2.21cm I 二 215cm i 215 則^ 97 杳表可得： =0.604 2.21 N 37.9

7、5 kN 37.95kN 2 2 =17.3MPa :: 170MPa A 0.604 36.24cm 0.604 36.24 10 mm 符合要求。 3、穩(wěn)定性驗算: 龍門吊穩(wěn)定性驗算主要是保證龍門吊工作時在縱向力作用下不致于傾覆。 其主要是在 龍門空載作用下，受風力的傾覆力矩，和龍門空載在軌道上行走時突然剎車產(chǎn)生的慣性 力矩。在最不利的情況下， M穩(wěn)/M傾》1.2時，可以保證安全。 1)、縱向風力產(chǎn)生的傾覆力矩計算： 取最大風力值 w = 50kg / m2，則橫梁受風力 R為 P=50 1.3 46 0.4 =11.96kN 支腿桁架受縱向風力： P， P2

8、=50 8.6 (1.6 0.5)/2 0.4 2 = 0.84kN/2 = 0.42kN G總 5.9m 1 則：風力所產(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 m 2)、慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩： 慣性力 P-v /gt ；二為龍門吊機各部分組成重量。 v為龍門吊機的行車速度， 取 2 =8m/60s g=9.8m/s t 為剎車時間，t = 2s 貝y P = 0.0068- a.天車及橫梁引起的慣性矩： M1 (10 47) 0.0068 (8.6 0.65)

9、 = 3.58kN m b.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 m 3）、自重引起的穩(wěn)定力矩： 5.9 M穩(wěn)二G 自重 2 G自重二G桁架 G天車 G支腿 G天車=10kN G支腿=9m 4 28.45 4 2 10 = 11kN G 自重=47 10 11 =68kN M 穩(wěn)=G自重 5.9/2 = 68 5.9/ 2 - 200kN m 200 (112 3.88) -1.72 （安全） 故符合要求。