桁架式门吊结构设计及分析

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1、第２３卷第４期隧道建设２３（４）：１９～２１２００３年８月ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＡｕｇｕｓｔ，２００３桁架式门吊结构设计及分析周校光（中铁隧道集团有限公司河南洛阳４７１００９）摘要以采用万能杆件桁架式龙门吊机架设某桥Ｌ＝３１．７ｍ铁路预应力钢筋混凝土梁的结构设计为例，从设计选型、结构分析、稳定计算等方面进行了详细完整的介绍。关键词龙门吊结构设计分析１概述查出风力大小。钢结构施工工艺设计在工程建设中经常遇到。２．２龙门吊机净空尺寸的拟定笔者曾参加了衡广复线白面石武水河大桥悬臂灌注查设计图得

2、最高墩资料：基础宽度Ｂ＝１２．２ｍ，法施工挂篮及模板施工工艺设计，之后又曾单独设桥墩高度Ｈ＝２１．３６ｍ。另外由预应力梁宽１．９４ｍ并计过采用万能杆件、公路贝雷梁和铁路军便梁进行考虑安全因素，取运梁线路宽为４ｍ，然后拟定龙门拼装的多种结构形式的桥梁架设用龙门吊。龙门吊吊净空尺寸如下：等结构设计，可以综合反映施工工艺设计的水平和ＢＪ＝基础宽度Ｂ＋运梁线路宽＋３ａ能力，也是理论应用于实践的具体技术工作。这里＝１２．２＋４＋３×０．５＝１７．７ｍ推介绍一个完整的算例，希望对涉及此类技术工作为了计算和施工方便

3、，实际取龙门架净宽为的工程技术人员能有较好的参考价值。１８ｍ（２×９ｍ）。某铁路桥梁架设Ｌ＝３１．７ｍ预应力钢筋混凝土ＨＪ＝ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４＋ａ梁，采用万能杆件的桁架式龙门吊机，龙门吊机起吊＝２．７５＋０．５＋２．４５＋２０．９＋０．５＝２７．１ｍ每片梁重为１３００ｋＮ。其中ＢＪ为净宽；ＨＪ为净高；ｂ１为梁高２．７５ｍ；ｂ２一般说来龙门吊结构部分设计计算可以分为以为梁支座高０．５ｍ；ｂ３为吊梁扁担底至龙门架下弦底下九个步骤进行：的距离为２．４５ｍ；ｂ４为桥墩顶至龙门吊机轨顶高２０．①收集有关资料

4、；９ｍ；ａ为安全距离；另外走行结构总高度为１．５８５ｍ。②初步拟定净空尺寸及结构形式；龙门架净高＝２７．１－１．５８５＝２５．５１５ｍ，实际取为③最大轮压计算；２６ｍ。④纵向稳定检算；因此得龙门吊机尺寸如图１所示。⑤各杆件的内力计算及截面选择；⑥横梁挠度检算；⑦走行结构计算；⑧实际总重量与原拟定的恒载重量进行比较（若相差超出５％，应重新计算出杆件内力）；⑨绘制施工设计图纸（包括总图和各杆件加工详图）。以下主要对前四步做一完整介绍，后五步予以简单说明。２结构设计与分析２．１资料收集图１龙门吊结构尺寸图对

5、最大起吊重量、跨度、高度、吊点位置进行调２．３轮压计算查和核对，对地形、地貌进行实地察看，看是否适合龙门吊轨道铺设和龙门吊运行，通过设计规范［２］再轮压计算的目的在于确定龙门吊机所需轮子的２０隧道建设第２３卷数目、直径，并确定龙门吊机轨道的布置。车轮产生的风力矩，Ｍ２＝Ｐ２·ｙ２＝１３．２×２８．５８５＝２．３．１荷载计算３７７ｋＮ·ｍ；Ｍ３为塔架风力对车轮产生的风力矩，Ｍ３ａ．恒载＝Ｐ３·ｙ３＝３１．２×１４．５８５＝４５５ｋＮ·ｍ，受力图如图２所示。龙门吊机总重：Ｑ恒＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３式中Ｑ为横梁

6、及走道梁总重，根据原有资料，故Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３＝１４０＋３７７＋４５５＝９７２ｋＮ·１ｍ，因风力对车轮产生的压力，Ｒ风＝Ｍ／ｄ＝９７２／６＝其每米自重ｑ１＝７ｋＮ／ｍ，则Ｑ１＝２２×７＝１５４ｋＮ；Ｑ２１６２ｋＮ（式中ｄ为同侧塔架前后两组轮间距取为６ｍ）。为塔架总重，根据原有资料，其每米自重ｑ２＝６ｋＮ／ｍ，则Ｑ２＝２（２６＋２×１１）×６＝５７６ｋＮ；Ｑ３为走行结构及车轮总重，估算为１００ｋＮ。故Ｑ恒＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＝１５４＋５７６＋１００＝８３０ｋＮ，由此产生的反力为：Ｒ恒＝Ｑ恒／２＝８３０

7、／２＝４１５ｋＮｂ．活载龙门吊机承受的活载包括天车及起吊梁的重量、钢丝绳及起吊托架重，被起吊的预应力混凝土梁重。根据现有设备、天车及起吊梁重为１５０ｋＮ，钢丝绳及起吊托架重为５０ｋＮ，被起吊的预应力混凝土梁重１３００ｋＮ（则每一吊机承梁重为１３００ｋＮ／２＝图２龙门吊结构受力图６５０ｋＮ）。故Ｑ活＝１５０＋５０＋６５０＝８５０ｋＮ，考虑工作时的２．３．２荷载组合及轮压计算冲击系数Ｋ＝１．２，并由此产生的反力为：前面计算所得反力，均为两组轮共同承受，故受Ｒ活＝Ｋ·Ｑ活（Ｌ－ｓ）／Ｌ力最大的一组车轮产生的

8、反力为：＝１．２×８５０×（２０－３．５）／２０＝８４１ｋＮＲ＝Ｒ恒／２＋Ｒ活／２＋Ｒ风／２式中，Ｌ为两塔架中心线间的距离，其值为＝４１５／２＋８４１／２＋１６２／２＝７０９ｋＮ［２］２０ｍ；ｓ为天车重心至塔架中心线的最小距离，采用根据文献，采用ф６００的轮子，其容许压力［Ｒ］＝２１０ｋＮ，故一组轮子所需数目ｎ≥Ｒ／［Ｒ］＝３．５ｍ。７０９／２１０＝３．４个。采用４个，可得每个轮子实际受ｃ．纵向风荷载计算压７０９／４＝１７７．３ｋＮ＜［Ｒ］＝２１０ｋＮ。