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时间:2018-11-06
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1、40米架桥机计算书1、架桥机概况架桥机由主梁总装、前支腿总装、中托总装、后托总装、提升小车总装、后支腿总装、液压系统及电控部分组成,可完成架桥机的过孔,架梁功能,架桥机的高度可由安装于前支腿、后托的液压系统调节,整个架桥机的所有功能可由电控系统控制完成。2、架桥机的结构计算2.1、架桥机主梁的承载力计算计算架桥机主梁承载力,要分别考虑架桥机的三个情况。a过孔过孔时计算主梁上、下弦的强度,此工况,梁中的弯矩,可能是主梁所承担的最大弯矩,所以校核此状态时可计算主梁的强度。b架中梁此工况时,前提升小车位于主梁41米的跨中,弯
2、矩可能出现最大值c架边梁当提升小车偏移架桥机主梁一侧时,此侧主梁中的剪力最大,所以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。2.1.1主梁上下弦杆的强度计算2.1.1.1过孔时,当架桥机前支腿达到前桥台,尚未支撑时悬臂端根部的最大弯矩(如图)M=717t·m架中梁时,当提升小车位于主梁41米的跨中时,梁中的最大弯矩(如图)M=477t·m此较两处的弯矩可知过孔时的弯矩是主梁承受的最大弯矩,也是控制弯矩,按此弯矩来校核主梁上、下弦的强度M=717t·m主梁截面如图:上弦是两根工字钢32b,中间加焊10mm芯板。下弦是四根槽钢25a,
3、中间加焊8mm芯板。截面几何参数如表所示:主梁的正应力:σmax=M/WX=717×104/46812866.6441×10-9=153MPa<[σ]=170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa所以过孔时主梁是安全的。2.1.1.2架中梁时,主梁的最不利位置在跨中,梁中的最大弯矩M=477t·m主梁的正应力:σmax=M/WX=477×104/46812866.6441×10-9=102MPa<[σ]=170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa工作应力小于Q235B的许用
4、应力,满足强度条件,所以架中梁时,弦杆是安全的。2.1.2弦杆的接头销板及销轴的强度计算2.1.2.1考虑销板及销轴的重要性,将销板放在最不利的位置。设销板位于过孔时的悬臂端的根部,尺寸如图所示,材质Q235。销板、销轴所承受的最大轴力为Nmax=285t销轴材质为45#钢,销轴的工作直径φ50mm,销轴的布置如图所示。2.1.2.2上弦单块销板的轴力为:Nmax上=Nmax/4=71.25t上弦单块销板的面积为A上=8136x10-6m2销板的工作应力为σ销板上=Nmax上/A上=71.25×104/8136x10-
5、6=87.57Mpa<[σ]=170Mpa上弦销板满足抗拉强度。2.1.2.3下弦单块销板的轴力为:Nmax下=Nmax/4=71.25t下弦单块销板的面积为A下=6600x10-6m2销板的工作应力为σ销板下=Nmax下/A下=71.25×104/6600x10-6=108<[σ]=170Mpa下弦销板满足抗拉强度。2.1.2.4上弦单根销轴所承担的剪力为F上=285t/3=95t销轴中的工作剪力为τ=(F上/8×104)/(3.14/4×502×10-6)=60.5Mpa<[τ]=110Mpa45#钢许用剪应力[τ
6、]=110Mpa,上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.2.5下弦单根销轴所承担的剪力为F上=285t/6=47.5t销轴中的工作剪力为τ=(F下/4×104)/(3.14/4×502×10-6)=60.5Mpa<[τ]=110Mpa45#钢许用剪应力[τ]=110Mpa,上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.3腹杆的强度计算架边梁时,提升小车不位于架桥机的中心,而是偏移架桥机主梁的一侧,此侧主梁承担的剪力最大,而剪力是由腹杆承担的,设计腹杆时,将它放在最不利位置。取卷扬小车偏移一侧的主梁为研究对象,由平衡方程可求解,前支及中
7、托处的反力N中=110tN前=95t主梁中的最大剪力发生在中托附近及前支附近,所以腹杆选用12#槽钢对扣,在中托附近及前支附近加强,打花撑旨在增加抗剪面积。主梁中的最大剪力为N中=110t腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出,F腹杆=115t此轴力由八根12#槽钢承担,腹杆的截面面积为A腹杆=15.366×8cm2腹杆的工作应力为σ腹杆===93.55Mpa<[σ]=170Mpa腹杆满足强度条件。2.1.4主梁的刚度计算fc=pl3/48EIx=32×41003/48×2100×6249466,1818=3.5cm<[41
8、00/600]=3.83cm主梁的刚度满足要求。2.1.5结论经上面对主梁弦杆、销板、销轴及腹杆的强度、刚度及稳定分析,可知,架桥机主梁可安全承载,主梁是安全的。2.2前支、中托部分的强度计算2.2.1前支腿的强度计算计算前支腿的强度时,将前支腿放在其最不利的工作状况,既架设边梁时,提升小车偏移一侧主梁,此时前支腿受力最大,所受的
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