40-160架桥机计算书
河南省先锋路桥设备 JQ40/160型架桥机
计 算 书
河南省先锋路桥设备 二〇一一年九月二十四日
JQ40/160型架桥机计算书
说明：JQ40/160型架桥机是指：适应跨度40米内，起升重量在80t+80t=160t内的架桥机
一、总体计算
1、主参数确实定
JQ40/160型架桥机是依据“JQ40/160型架桥机设计任务书〞而设计的用于混凝土梁预制场的吊装设备。主钩起吊能力为80t+80t,用于预制梁的起吊作业。
1.1、主要技术参数如下： 主钩起吊能力： 80t+80t 适 应 跨 度： 40m
小车横移速度：2m/min 小车纵移速度：3m/min 大车横移速度：2m/min 大车纵移速度：3m/min 1.2、设计参考标准及资料
[1] GB/T3811-2021?起重机设计标准? [2] ?起重机设计手册?
1.3、 整机稳定性校核
根据本机结构特点，工作状态无需进行整机稳定性校核计算，非工作状态时，沿大车方向有暴风袭来，要求锚固、缆风绳紧固，故无需验证其稳定性。
二、计算依据
本架桥机用于桥梁工程混凝土预制梁的安装及预制场吊装作业场合，每年工作4-6个月，每天连续工作不超过6-8小时，故只对结构进行强度及刚度计算，而不计算其疲劳强度。
主梁采用Q235B钢材，支腿材料为Q235B钢，销轴为40#钢，平安系数取3,采用许用应力法进行强度校核，满足：
[σ]= σs/k [τ]=[σ]/(3)1/2 [σjy]=1.5[σ]
材料许用应力表
单位：Mpa
Q235B 20 45#(调质) [σ] 176 267 460 [τ] 102 154 355 [σjy] 265 400 690 备注 查表 查表 查表 工况一：过孔〔过35米孔，以37米计算〕 主梁过孔时强度计算: 1、
自重荷载：〔1〕60m主梁自重 P主梁=63.6t、q主梁=1060kg/m
〔2〕24m导梁自重 P导梁=t、q主梁=700kg/m 〔3〕副前支腿自重P副前=t 〔4〕前支腿自重 P前支=t
〔5〕中支腿自重 P中支=t 〔6〕单后托自重 P后托=t 〔7〕单后支自重 P后支=0.8t 〔8〕单天车自重 P天车=t
〔9〕前支横移轨道P前横=t、q前横=200kg/m 〔10〕中支横移轨道P中横=t、q中横=300kg/m
2、
主梁截面参数：〔电脑计算〕
A= 37267mm2 Ix= 46723707265mm4 W上= 37287595mm3 3、
过35m孔时单主梁中支处的最大弯矩:
Mmax=P副前/2×37m+ q主梁/2×13m×m+ q导梁/2×24m×m =t/2×276t/2×13m×m×24m×m =tm+tm =tm
单主梁上下弦杆所承受的最大轴力: Nmax=Mmax/h=tm /2.2m=107t 上下弦杆的面积为:
A上=116mm2、A下=18352mm2 上弦杆的工作应力：
σmax= Nmax/A上=107t/116mm2=57 MPa
工作应力: σmax=57Mpa<176Mpa, 过孔时上弦满足强度条件
上弦杆的工作应力
σmax= Nmax/A下=107t/18352mm2=58 Mpa
工作应力: σmax=58Mpa<176Mpa, 过孔时上弦满足强度条件
4、
过孔时单主梁中支处的强度：
δ= Mmax/W上=tm/37287595mm3=63MPa δ＜[δ]=176 Mpa
过孔时主梁截面满足强度条件 5、
过孔时悬臂到达最长时，悬臂端处的挠度：
主梁截面对中性轴的惯性矩：Ix=46723707265mm4 主梁截面面积：A=37267mm2
考虑简单计算：桥机过孔时为悬臂的外伸梁，图中为过孔时
为保证不倾覆所加的配重，利用叠加原理计算悬臂端的挠度。
副前支腿、前横移轨道和导梁上横梁对单列主梁所产生的下挠 f1
f1=〔P副前+P前横+ P上横〕L3/2×3EIx
=〔t+t〕×373m3/2×3×210Gpa×46723707265mm4 =76mm
导梁自重所产生的下挠 f2
f2= q导梁L4/2×8EIx
=/m×244m4/2×8×210Gpa×203449495mm4 =24mm
单列主梁自重所产生的下挠 f3
f2= q主梁L4/2×8EIx
=/m×134m4/2×8×210Gpa×46723707265mm4 =22mm
单列主梁总下挠度f
f= f1+ f2=76mm+24+22mm=122mm 根据型式试验要求f6、过孔时，销板及销轴的强度计算
6.1过孔时，当上弦单块销板及销轴处于最不利位置，此时其受力最大；
销板的抗拉强度要求： 此时上弦单节点的受力为:235t 拉压应力为[σjy]= 265 Mpa 其销板最溥弱部位挤压强度为:
σjy =235t/3×(270mm-50mm-50mm)×
190mm=24Mpa σjy <[σjy],满足强度要求 销轴的剪切及抗拉强度要求 销轴材料为:45#钢调质 许用剪切应力为: [τ]= 355Mpa 销轴的剪切强度计算:
单根销轴的受力为: 235t/5=47t 销轴为两个受剪面,受剪面积为: A=πR2××252×2=3925mm2 销轴的工作剪应力:
τ=Q/ A=47t/3925mm2=120Mpa
工作剪应力: τ=120Mpa<[τ], 销轴满足抗剪强度条件。 6.2过孔时，当下弦单块销板及销轴处于最不利位置，此时其受力最大；
销板的抗拉强度要求：
此时下弦单节点的受力为:235t/2=117.5t 销板材料为Q235B 许用应力 [σ]= 176Mpa 拉压应力为[σjy]= 265Mpa 其销板最溥弱部位抗拉强度为:
σjy =117.5t /3×(200mm-50mm)×175mm=15Mpa σjy <[σjy],满足强度要求 销轴的剪切及抗拉强度要求 销轴材料为:45#钢调质 许用应力[σ]= 460 Mpa 许用剪切应力为:[ τ]= 355Mpa 许用拉压应力为:[σjy]= 690Mpa 销轴的剪切强度计算:
单根销轴的受力为: 117.5t/3=t 销轴为两个受剪面,受剪面积为: A=πR2××252×2=3925mm2 销轴的工作剪应力:
τ=Q/A=t/3925mm2=98Mpa
工作剪应力: τ=100Mpa<[τ], 销轴满足抗剪强度条件。
7、
M稳=q主梁L2/2+P天车L1+P天车L2+2P后支L3+2P后托L4
6t/m×472m2/2+t×44×41m+2×0.8t×46m+2××40m =tm+tm+tm+tm+96tm =tm
M倾= P副前×37m+ q主梁×13m×m+ q导梁×24m×m
过孔时的稳定性分析：
=t×276t×13m×m×24m×m =702tm+tm+tm =tm
K= M稳/ M倾=tm/tm=2.6
过孔时架桥机抗倾覆稳定性可靠，满足过孔条件。
工况二：架梁
主梁架梁时强度计算: 1、
构件处于中间位置时主梁受弯最大
Mmax= PL /4+ qL2/8
=〔t/2+80t/2〕×376t/m/2〕×372m2/8 =4tm+tm =597tm
单主梁上下弦杆所承受的最大轴力: Nmax=Mmax/h=597tm /2.2m=2t 上下弦杆的面积为:
A上=116mm2、A下=18352mm2 上弦杆的工作应力：
σmax= Nmax/A上=t/116mm2=158MPa 上下弦材料均采用:Q235B 许用应力[σ]= 176Mpa
工作应力: σmax=158Mpa<176Mpa, 架梁时上弦满足强度条件
下弦杆的工作应力
σmax= Nmax/A下=297t/18457mm2=161Mpa 许用应力[σ]= 176Mpa
工作应力: σmax=161Mpa<176Mpa, 架梁时下弦满足强度条件
2、
架梁时单主梁跨中处的强度：
δ= Mmax/W上=597tm/37287595mm3=160MPa δ＜[δ]=176 Mpa 主梁截面满足强度条件 3、
架梁时主梁刚度计算
承载重物跨中时，主梁产生最大挠度。
f=PL3/48EIx
=t×373m3/48×210GPa×46723707265mm4 =48mm
架桥机架梁时许用挠度:L/250,即37/250=148mm 实际变形小于许用挠度,静态刚度满足标准要求。
结论：
通过以上对JQ40/160型架桥机架设35米预制梁时c的主要承力构件的力学计算，可知，桥机承力构件满足强度条件及稳定性条件，可以平安进行过孔、架梁等正常工作。
河南省先锋路桥设备
架桥机工况荷载分析
架桥机自重 G桥机=180t； 最重35米梁 G箱梁=160t；
1、
F后=cos15°×G箱梁× F前max=G箱梁－F后
2、架梁时后天车吊钩承受最大拉力80t F后max=G箱梁/2=80t
3、架边梁时前支腿处单边
最大支撑反力109t F前反max=G桥机/4+G箱梁/2×80%
=180t/4+80t×80%=109t 架桥机前支腿支撑轮箱为 双排双轮结构，故单个轮压为 F前轮max
4、架边梁时中托轮处单边最大支撑反力
F中反max=G桥机/4+G箱梁/2×80%=180t/4+80t×80%=109t
架桥机中托轮支撑为双轨双轮结构，轨距为1m，故单个轮压为 F中轮max
5、钢丝绳校核
吊装钢丝绳采用φ60-6*37+FC一般用途钢丝绳〔GB/T20218-2006〕 查表得：钢丝绳最小破坏拉力2510kN 工作中钢丝绳最大 5=6.07＞[6] 符合设计标准要求
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