万能杆件拼装龙门设计计算书.doc

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1、万能杆件拼装龙门设计计算书（净26×12m，额定起升荷载60t）设计：计算：复核：批准：湖北省路桥集团有限公司二○○九年十一月目录一、参考资料和使用规范…………………………………………………………1二、龙门设计尺寸…………………………………………………………………1三、起重机工作级别划分与荷载统计……………………………………………1四、荷载组合………………………………………………………………………2五、结构模型及计算………………………………………………………………4六、结论和注意事项……………………………………………………………16万能杆

2、件龙门设计计算书一、参考资料和使用规范：《武汉左岭至鄂州花湖公路施工图》；《万能杆件图集》（中国人民解放军铁道兵工程学院训练部编印）；《实用起重吊装手册》杨文渊；《起重机设计规范》GB/T3811-2008；《钢结构设计规范》GB50017-2003（参考）。二、龙门设计尺寸：龙门采用N型万能杆件拼装，设计净跨26m，设计净高12m，龙门主梁截面4m×2m，龙门支腿截面2m×2m，考虑抗风和纵向行走时驱动加速力作用下整体稳定性，下部支腿采用2m×6m拼装形式；支腿采用双轨平车支撑，平车行走方向采用节点板栓接，横向为销轴铰接，天车采用跨越式

3、，具体结构见《万能杆件龙门拼装结构图》、《天车及吊具加工图》。三、起重机工作级别划分与荷载统计：本项目龙门共需要吊装30mT梁575片，龙门总工作循环CT＜1.6×104，起重机使用等级为U0级。起重机需要经常吊装额定荷载，起重机的荷载状态级别为Q4级。按照起重机设计规范（GB/T3811-2008）起重机的整机工作级别为A2级。设计方法：基于数理统计的极限状态设计法。◎起重机质量引起的荷载，分项荷载系数γP1：万能杆件自重PG1=50.2t，天车、卷扬机、吊具自重PG2=3t；起升冲击系数。◎总起升质量，分项荷载系数γP2：T梁自重PQ

4、1=27.1×2.65/2=71.82/2≈36t，考虑其他项目的使用情况，龙门总起升质量设计60t。起升动荷载系数φ2=φ2min+β2Vq=1.10+0.34×0.3=1.20式中为稳定起升速度，单位m/s；、为起升状态级别确定的系数，本例中为HC2级，分别取0.34和1.10。◎运行冲击荷载，分项荷载系数γP4：运行冲击荷载指在起重机带载或空载在具有一定弹性、接头处有空隙或高低错位钢轨上运行时，发生的垂直冲击荷载，包含起重机自重和起升质量。运行冲击系数式中为起重机运行速度，本例取0.25m/s；h为轨道接头处两轨面的高差，本例取10

5、mm。◎驱动加速力，分项荷载系数γP5：按照加速度计算的龙门纵向行走冲击荷载PAZ·=ma=（50.2+3+60）×0.078=8.83t。本例中龙门纵向运行速度0.25m/s，加速时间3.2s，加速度0.078m/s2。本例中传动系统存在微小间隙，采用其他一般的控制系统，加速力呈连续的但非平稳的变化，行走冲击系数。按照GB/T3811-2008规范，龙门纵向行走冲击荷载乘以系数后不应大于主动轮与钢轨的粘着力。本例中，龙门载重后的粘着力。故：龙门纵向行走冲击荷载PAZ×=8.83×1.5=13.245t。按照加速度计算的天车横向行走冲击荷

6、载PAH·=ma=（3+60）×0.078=4.914t。本例中天车横向运行速度0.25m/s，加速时间3.2s，加速度0.078m/s2。本例中传动系统存在微小间隙，采用其他一般的控制系统，加速力呈连续的但非平稳的变化，行走冲击系数。按照GB/T3811-2008规范，龙门纵向行走冲击荷载乘以系数后不应大于主动轮与钢轨的粘着力。本例中，天车载重后的粘着力。故：天车横向行走冲击荷载PAH×=4.914×1.5=7.37t。◎其它可变荷载：正常工作状态风荷载PW1、非工作状态风荷载PW2，分项荷载系数γP7。龙门使用环境为内陆地区，按照GB

7、/T3811-2008规范选用的计算风压为：P1=90N/㎡，P2=150N/㎡，与P2对应的计算风速为15.5m/s。其中P1是起重机正常使用状态下的组合计算风压，P2是起重机工作状态最大计算风压，用于验算起重机驱动装置的过载能力和起重机整机的抗倾覆稳定性、抗风防滑安全性等。龙门的最不利风荷载为最大迎风面受力，万能杆件龙门的结构单片桁架迎风面积充实率φ=0.34，查表得挡风折减系数η=0.51，万能杆件龙门可看成2片桁架，其总迎风面积A=（1-η2）/(1-η)×φ×A0=（1-0.512）/(1-0.51)×0.34×190.88≈9

8、8㎡。正常工作状态风荷载PW1=C×P1×A=1.7×90×98=14994N≈1.53t；非工作状态风荷载PW2=C×P2×A=1.7×150×98=24990N≈2.55t。本项目冰雪荷载