40米T梁板吊装计算书

一、架桥机简介及架40米T梁的相关技术参数 1.1架桥机简介

TLQJ140/40架桥机采用横截面为三角形的桁架拼装双导梁架桥机，设计吊重为160吨，主要由导梁、起吊平车、前后支腿和运梁平车等组成，主梁全长66米，双导梁中心距为5米，三角形桁架底部宽度为1.4米，高度为2.6米。

架桥机主要技术参数表

主导梁及滑轮模型

1.2架桥机相关技术参数 （1）材料规格参数：

桁架上玄杆采用高25cm，宽20cm的箱钢（实际为双槽钢焊接而成），钢板厚度均为9mm，与轨道接触的上表面焊接一块3cm的钢板。

桁架下玄杆采用高25cm，宽16cm的箱钢（实际为双槽钢焊接而成），钢板厚度均为9mm。

三角桁架腰部斜撑采用双槽钢（8号）截面，在midas中模拟采用箱钢截面，三角形底部斜撑采用10号槽钢。天车上横梁采用双排双工钢（40号）顶面加3cm板焊接而成的组合截面，工钢之间用槽钢组成桁架，前后支腿下方横梁采用双工钢（用钢板加工而成）加2cm钢板的组合截面.支腿采用φ426*12无缝钢管，高度根据现场架梁条件确定。

前支腿上方横撑采用25号方钢，斜撑采用18号双槽钢。各件（钢管与工字钢、斜撑与弦杆）之间通过双面焊进行连接。 1.3架桥机架梁与过孔的工况

根据现场架桥机实际情况，以架桥机所处的小里程到大里程为正方向，最小里程处为坐标原点，架桥机主梁全长为65.56米，各施工工况时候，支撑点及荷载施加点的位置为如下： 1、架桥机吊装40米预制梁时： （1）、各支腿的相对位置：

后支腿（即架桥机末尾人工支撑）x=0.9m； 后滑动支腿：x=17.1m；

中托（横向平移支腿）：x=23.49m； 前支腿：x=64.61m；

最不利位置（即40米跨中荷载添加位置）：x=41.56m； （2）、架梁时候的边界条件：

T梁到达跨中时，边界条件：前支腿，横移支腿，纵向滑动中托，主梁末端人工支撑全部受力，受力结构为三跨连续梁。

T梁到达前支腿时，边界条件：前支腿，横移支腿受力，受力结构为简支梁（由

于架桥机末端主导梁要翘起，脱离人工支撑与纵移道轨）。 2、架桥机过孔（40米）时：

（1）、各支腿的最不利工况的相对位置： 后滑动支腿：x=17.1m； 横移中托：x=23.49m； （2）、架梁时的边界条件：

由于架桥机末端配重半个T梁，横移支腿，纵向滑动中托，主梁末端人工支撑全部受力，受力结构为两跨连续梁带悬挑结构。 二、架桥机受力验算

架桥机的吊梁的施工受力计算采用MIDAS Civil 2006程序。计算模型的单元划分：本模型中主梁上下弦杆、斜撑撑、钢管支腿及连接系采用梁单元，总共个1433单元，单元划分的具体情况见下表：

模型单元划分表

名称 主梁上上弦杆 斜撑 单元类型 单元数量 梁单元 梁单元 412 933 88 备注 按现场实际情况分割 横梁（天车上下，支腿上下） 梁单元 分析架桥机主梁的模型三维示意图如下：

模型三维示意图

一片40米预制梁，重量为137吨(按最重40mT梁中跨中梁考虑，设计混凝土52.32m³*2.6T/m³=136.032T,按137T考虑，在吊装模拟分析时，将天车重量以等效的质点质量添加)。

架桥机荷载按自重的1.0倍施加,按预制梁吊装重量按1.2倍施加，即考虑1.2的安全系数。根据现场实际情况，预制梁经天车滑轮（8个）传递到天车双横梁上，在有限元模拟过程在将此荷载等效的按均布荷载加载在天车滑轮接触梁单元范围内。

在过孔的施工状态分析时，两台天车全部开运到尾部，以作配重使用，在本模拟分析做为安全储备不做分析，以增大其40米过孔的安全系数。 根据架桥机施工过程，最不利工况显然有四处：

1、架桥机过孔，架桥机前支腿即将到达前一墩顶盖梁时候，为最不利施工工况之一；

2、架桥机吊装边梁时，并且当边梁处于半跨位置为更不利工况之二，此时另一天车还没有起吊T梁，T梁另一端还处于运梁车上；

3、架桥机吊装边梁时，并且当边梁全部起吊，重量全部被桥架机承担时候为最不利工况之三；

4、架桥机架设边梁纵向移动墩顶，横移T梁到支座正上方时，T梁重量大部分由架桥机一边导梁承担，视为最不利工况之四； 1、工况一应力应变计算结果

(1)在架桥机过孔过程中,最不利工况处，主梁桁架整体的位移图如下:

主梁桁架的位移图

桁架整体梁最大位移值为45.4cm。在实际过孔时，可以参考这个数据，作为前支腿顶起的高度。

(2)在架桥机过孔过程中，结构最不利位置的整体桁架的组合应力图如下:

主梁桁架的组合应力图

主梁桁架的组合应力的最大值和最小值分别为227MPa和-321MPa，最大应力发生在下弦杆(=321MPa)，该处位于大悬臂根部支承约束处。由于计算模型中此处为单点集中约束，而实际支承为长2米的平衡梁承托，所以必须将该点集中

反力，用手算方法将其变成按2米长度范围均匀分布的线荷载向上作用于下弦杆，再按多跨连续梁方法(腹板交汇处视为劲性下弦杆的支承)重新计算弦杆的局部挠曲应力，与主轴向压应力叠加后，得该处应力为187MPa与-246MPa，稍微大于容许应力215MPa，这才是真实的应力状态。18#槽钢根据产品质量证明书，下屈服强度为325mpa，抗拉强度为440mpa，中托根部局部发生塑性变形，但还没有超过下屈服强度，由于是瞬间应力，所以可以认为是安全的。并且在架设40米T梁前，中托根部要用2cm钢板在根部两米范围内进行侧面绑焊，提高架桥机的安全系数，保证在过孔时，根部不发生局部变形。 2、工况二应力应变计算结果

(1)在预制梁吊装过程中,达跨中最不利工况处，主梁桁架整体的位移图如下:

主梁桁架的位移图

桁架整体梁最大位移值为5.24cm，小于桁架规范的允许位移值：f=L/400=4200/400=10.5cm，满足受力要求。

(2)在预制梁吊装过程中，结构最不利位置的整体桁架的组合应力图如下:

主梁桁架的组合应力图

主梁桁架的组合应力的最大值和最小值分别为114.8MPa和－250.4MPa，最大应力发生在下弦杆(=250.4MPa)，该处位于横移中托根部支承约束处。由于计算模型中此处为单点集中约束，而实际支承为长2米的平衡梁承托，所以必须将该点集中反力，用手算方法将其变成按2米长度范围均匀分布的线荷载向上作用于下弦杆，再按多跨连续梁方法(腹板交汇处视为劲性下弦杆的支承)重新计算弦杆的局部挠曲应力，与主轴向压应力叠加后，得该处应力207MPa，小于容许应力215MPa，这才是真实的应力状态。 3、工况三应力应变计算结果

(1)在预制梁吊装过程中,T梁全部起吊时候，主梁桁架整体的位移图如下:

主梁桁架的位移图

桁架整体梁最大位移值为3.41cm，小于桁架规范的允许位移值：f=L/400=4200/400=10.5cm，满足受力要求。

(3)在预制梁吊装过程中，结构最不利位置的整体桁架的组合应力图如下:

主梁桁架的组合应力图

主梁桁架的组合应力的最大值和最小值分别为123.3MPa和－164.6MPa，小于A3钢材的允许应力值215MPa。 4、工况一吊装预制梁应力应变计算结果

(1)在预制梁吊装过程中,T梁到达墩顶正上方，横移T到达支座所处部位正

上方时，主梁桁架整体的位移图如下:

主梁桁架的位移图

桁架整体梁最大位移值为4.14cm，小于桁架规范的允许位移值：f=L/400=4200/400=10.5cm，满足受力要求。

(3)在预制梁吊装过程中，结构最不利位置的整体桁架的组合应力图如下:

主梁桁架的组合应力图

主梁桁架的组合应力的最大值和最小值分别为91.2MPa和－172.0MPa，小于A3钢材的允许应力值215MPa。 5、前支腿的稳定性分析

根据现场架桥机实际情况，需分析前支腿的稳定性。根据现场实际情况架桥机扣除底部分配梁高度与支撑枕木高度h=7.4-1.2=6.2米 本文对支腿钢管在最不利工况下的稳定性进行计算, 螺旋钢管立柱的截面积A=15607.4mm2 截面回转半径i=146.4mm

螺旋钢管立柱的截面抵抗矩W=1571184.82mm3

螺旋钢管立柱作为轴心受压构件进行稳定验算，计算长度按上下层钢筋间距确定：

σ = N/φA+Mw/W ≤ [f] 式中 σ──立柱的压应力； N──轴向压力设计值；

φ──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比λ=h/i，经过查表得到，φ=0.937；

A──立杆的截面面积，A=15607.4 mm2；

[f]──立杆的抗压强度设计值，[f]＝170.00 N/mm2； 由上得知N=82T，即N=820KN

σ=820×1000/0.962×15607.4) =54.6N/mm2； 螺旋钢管立柱的稳定性验算 σ≤[f]，满足要求! 6、架桥机末端人工支撑支腿的稳定性分析 根据现场实际情况h=4.2米

本文对支腿钢管在最不利工况下的稳定性进行计算, 螺旋钢管立柱的截面积A=15607.4 mm2 截面回转半径i=146.4 mm

螺旋钢管立柱的截面抵抗矩W=1571184.82 mm

螺旋钢管立柱作为轴心受压构件进行稳定验算，计算长度按上下层钢筋间距确定：

σ = N/φA+Mw/W ≤ [f] 式中 σ──立柱的压应力； N──轴向压力设计值；

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φ──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比λ=h/i，经过查表得到，φ=0.966；

A──立杆的截面面积，A=15607.4 mm2；

[f]──立杆的抗压强度设计值，[f]＝170.00 N/mm2； 由上得知N=25T，即N=250KN

σ=250×1000/0.966×15607.4) =16.6N/mm2； 螺旋钢管立柱的稳定性验算 σ≤[f]，满足要求! 7、湿接缝处钢板厚度计算

纵移支腿的钢轨正好处于湿接缝处时，下方用6cm钢板即2个三公分钢板（底部用角钢绑焊）分配其压力。将荷载等效成钢轨宽度的线荷载（有效长度范围为0.8米），考虑当T梁正好进过此支腿时，压力最大，最大压力为40T。

最大变形为1.92mm，

钢板的最大应力为13.1Mpa，安全性满足要求。 8、钢丝绳验算

已知：起重能力Q静=Q+W吊具=160/2+1.0=81t

粗选：双卷扬，倍率m=12，滚动轴承滑轮组，效率η=0.92, 见《起重机设计手册》表3-2-11，P223，则钢丝绳自由端静拉力S:：S=Q静/(η× m)=81/(0.92×12)/2=3.6t，选择卷扬机符合要求；钢丝绳破断拉力总和∑t：∑t=S×n/k=5×5/0.82=30.4t ＜32.3t，选择钢丝绳： 6×37-21.5-1700，符合《起重机设计手册》规范要求。

9、架桥机过孔时末端计算配重

架桥机主导梁重量为72T（包括天车横梁），每延米重量为1.09T/m 当架桥机过孔40米时候，以横移中托为支点进行抗倾覆分析： M=1.09*43*43/2+5*43=6*22+6*21+1.09*23*23/2+5*4+1*23+T*21.5

配重为29.5T，根据规范需要的安全系数不能小于1.3则需要实际配重为38.4T

以纵移支腿支点，进行向后倾覆行分析：

M=1.09*49*49/2+5*49=6*16+6*15+1.09*17*17/2+1*17+T*15.5 Tmax=77T

根据现场所有材料，可以用40米T梁一半荷载来配重，另一半由主运梁车承担，一榀中梁荷载为67T，符合配重的实际要求。 三、计算成果意见

经以上计算结果：该架桥机按上述工况下工作，主要受力部位均能满足设计要求。