扒杆制作及受力分析

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1、冀东水泥厂有限公司泾阳公司扒杆受力分析及选择方案编制单位：中煤第九十二工程处编制人：葛军伟编制日期：2008年2月260冀东水泥厂有限公司泾阳公司扒杆受力分析及选择方案一工程简介我单位承建的是冀东水泥股份有限公司泾阳公司1#、2#线PH锅炉及其辅机、AQC炉沉降室及其汽水系统、汽轮发电机安装工程。本工程场地位于陕西省咸阳市泾阳县王桥镇西侧。根据现场施工要求，需在PH炉边立扒杆。以方便施工。二现场布置图和相关参数及部分参数选取预热器基础钢架66.3米层根据扒杆的起吊范围最远为PH炉中间靠外侧的立柱，距扒杆晶立点的距离为16米，最近的立柱距扒杆聶立点的距

2、离为7米。缆风绳在预热器上的固定点P点到扒杆支座位置的距离为24米。下图为扒杆的示意图根据相关的规范扒杆与水平方向的角度不得小于30度，16米的位置是立柱的中心，实际的吊装位置要比此距离要大0・2〜0・4米，因此应预留0.5米作为吊装的构件实际位置。由此可得扒杆的长度L=16.5/cos30°=19.05m为计算方便，扒杆的长度L四舍五入取整，L=19米。设扒杆的重量为G吨，吊装的构件的重量为Q吨，吊装的滑轮挂钩和钢丝绳的重量为0.5吨。三建立数学模型进行受力分析1、缆风绳的受力分析根据已知的参数和条件，对扒杆进行受力分析，建立等效力学模型，如下图其

3、屮：G为扒杆的自重，Q吊装构件的重量，F为缆风绳的拉力。S二24m；L(沪19m；L沪19*sinam；I“b二19*sinam；L01-1」甌二19*cosam；Lbc=Loe—Loe=24—19*cosam；tVLEC24-LBE2二J(24-Iosina)2-

4、-(19*cosa)2皿.针对0点取矩，可得：iIM二G*19*cosa/2+(Q+0.5)19*cosa-F*24*19*cosQ//24-1艸品>2+(19仏朋=Q「z.z.、d937-912*smaF=[G/2+(Q+0.5)]/24*V已知[G/2+(Q+0.5)]/24为一

5、个定常数,设为K。K=[G/2+(Q+0.5)]/24lJ937-912^sinoF二K*^可得缆风绳受力F与角度a成反比。当扒杆处于最近的工况，既工作半径7米时，角度a最大，最远时工况，既工作半径16米时，角度Q最小。根据初始参数可知角度Q最小30°。当工作半径7米时，cosa二7/19a=arccos(7/19)a二6&38°解得'缆风绳受力MaxF二21.93K吨(1-1)2、扒杆受力分析1)、扒杆所受的轴向力压缩力在上图我们可以看到扒杆的口重G、构件口重(Q+0.5)和缆风绳的受力F均在扒杆B0方向上有分力。此分力之和与支点0点对扒杆有0B方

6、向上的支撑力(牛顿第三定律作用力与反作用力)数值相等，方向相反。扒杆受压，设0点的支撑力为R,那么R=G*sina+(Q+0.5)*sina+F*cosZOBC经过分析，Z0BC分三种情况，当角Z0BC<90°缆风绳的受力F的方向与扒杆的自重G、构件口重(Q+0.5)在扒杆上的分力方向一致。当角Z0BC二90。缆风绳的受力F沿扒杆方向的分力为0吨，当角Z0BC>90°缆风绳的受力F的方向与扒杆的自重G、构件自重(Q+0.5)在扒杆上的分力方向相反。因此，MaxR应该在Z0BC<90°的范围内。cosZ0BC=DB/0B=^/LoB2-LOD2/OB=

7、J1兰匚V937-912窃sinaMaxR=G*sina+(Q+0.5)*sina+F*cosZOBC把(1-1)式带入，得MaxR=G*sina+(Q+0.5)*sina+[G/2+(Q+0.5)]/24*j937—912*sina*Jl竺上V937-912*sina设常数H二G+(Q+0.5),上式可以写成MaxR二H*sina+K*j936-912*sina+sin?a已知Mina=30°；MaxR应该在Z0BC<90°的范围内，Maxa应在Z0BC=90o时得sina=19/24Maxa=arcsin(19/24)Maxa=52.34°经过分

8、析当«=30°时，0点的支撑力为R取到了最大值MaxR=H/2+21・91*K(1-2)2)、扒杆所受弯矩和径向剪切力(Q+0.5)yQ+0.5现在以OB方向为X轴，垂直与OB方向为Y轴，扒杆的自重G在Y轴上分力为Gy；构件重量(Q+0.5)在Y轴上分力为(Q+0.5)y；0点的支座反力在Y轴上分力为Ry；,建立坐标和的力学模型，如下MmnGy(Q+O・5)y由于扒杆处于平衡状态，所以对B点取矩，5尸19米,L血二Gy*19/2—Ry*19=0Ry二Gy/2对扒杆截面m-m和n-n建立剪力方程，设剪力为S,m-m截面S(x)二Ry(0

9、n-n截面S(x)=—Gy/2由此可以判断,MaxS(x)=Gy/2MaxS(x)=0.433G(19/2<