100T龙门吊设计计算书

100T龙门吊设计书第1页共10页100T龙门吊设计书中铁二十局一公司李建军整理1、设计要求本龙门吊为******工地吊运55米T梁而设计，其设计技术参数须满足以下要求：最大起重量：1000KN；起重高度：≥10m；净宽：12m；适用纵向坡度：≤3%；龙门吊采用N型万能杆件拼装，本设计仅为该吊机的结构设计，机械设备根据施工需要另自行设计或选用。2、龙门吊尺寸拟定根据设计要求及N型万能杆件定型尺寸，拟定龙门吊门架净宽12m，净高10m（不含行走系统高度），验算时行走系统高度按1.6m考虑，天车外轮廓尺寸按3×2m2考虑。主梁采用三角形断面桁架式双主梁，行走系统采用4台行走台车，每台行走台车布置4个轮子，行走轨道采用P50钢轨，双轨道布置。龙门吊具体构造如图-1所示。100T龙门吊设计书第2页共10页1--13--32--2正面200×3200×33-33-32-22-21-11-1200×8160200×6100T龙门吊构造图图-1(单位：cm)3、轮压计算3.1荷载计算3.1.1恒载经初步估算主桁架按mKNq/15，塔架按mKNq/91计算，则：主桁架自重KN1801512塔架自重KN54095.2122走行结构新制杆件及车轮等按100KN估计。恒载总重：KNQ820100540180恒恒载产生的支反力：KNQR41028202恒恒100T龙门吊设计书第3页共10页14601260760600RRP3P2P1w=600Paa=3501400RR2002001000160活载及风载产生支反力计算模型图-2（单位：cm）3.1.2活载根据《起重机设计手册》（中国铁道出版社）推荐值起重量100T的双梁吊钩式龙门起重机天车轮压为385KN（其中含天车、吊钩等自重，且已考虑冲击系数），因而活载总重KN15404385，则活载产生的最大支反力为：lalQkR活活式中：Q活——活载总重；k——冲击系数，Q活中已考虑，故取0.1k；l=14m；ma5.3，起吊天车重心至塔架中心线最小距离；故，KNR1155145.31415400.1活3.1.3纵向风力计算按式-1计算风力：21KKFwP式-1式中：W——风压，取600Pa；K1——迎风面积折减系数，桁架取0.4，天车取1.0；K2——空气动力系数，取1.5；则，天车风力：100T龙门吊设计书第4页共10页KNNP4.554005.10.1236001天车风力产生的弯矩：mKNyPM84.786.144.5111横梁风力：KNP52.11105.14.021660032天车风力产生的弯矩：mKNyPM15.1456.1252.11222塔架风力：KNP28.17105.14.0221260033天车风力产生的弯矩：mKNyPM33.1316.728.17333风力对龙门吊产生的总弯矩：mKNMMMM32.35533.13115.14584.78321总风力产生的支反力：KNdMR22.59632.355风3.2荷载组合及轮压检算受力最大的一组轮子总压力为：KNRRRR11.812222.5911554102风活恒总采用Φ600轮子，其允许压力为KNR210轮一组轮子数个轮总87.3210812.11RRn故，每组轮子取4个Φ600轮子满足最大起重要求。100T龙门吊设计书第5页共10页4、龙门吊纵向稳定性检算Q恒XQ恒YP3P2P1惯性力风力P1P2P3RR60076012601460纵向稳定计算模型图-3（单位：cm）注：图中未示出3%的纵向坡度，Q恒X、Q恒Y为龙门吊自重处于3%纵坡上时X、Y方向上的分力，龙门吊重心偏安全的取横梁底部即y=11.6m处。4.1纵向风力产生的倾覆力矩由3.1.3节计算可得，纵向风力产生的倾覆力矩为：mKNM32.355风4.2惯性力产生的倾覆力矩按牛顿第二定律计算惯性力，则aQ惯P取龙门吊纵移速度min/8mv，加速时长取2s，则加速度2/067.06028smtva。4.2.1天车产生的惯性力力矩取天车重KgQ20000，则100T龙门吊设计书第6页共10页KNP33.110067.02000031惯惯性力力矩：mKNyPM47.196.1433.1111惯惯4.2.2横梁产生的惯性力力矩横梁自重KgQ331018105.112，则KNP21.110067.01800032惯惯性力力矩：mKNyPM25.156.1221.1222惯惯4.2.3塔架产生的惯性力力矩塔架自重KgQ331054109.05.2122，则KNP62.310067.054000032惯惯性力力矩：mKNyPM51.276.762.3222惯惯龙门吊惯性力所产生的总力矩：mKNM23.6251.2725.1547.19惯4.3自重分力力矩由3.1.1节可知龙门吊总重：KNQ820恒，作用于3%的斜坡上时其X、Y方向的分力分别为：KNQY63.819%318202恒KNQQYX59.24%363.819%3恒恒自重在X方向产生的倾覆力矩：mKNMX23.2856.1159.24恒自重在Y方向产生的稳定力矩：mKNM89.24582/0.663.819Y恒4.4起重分力力矩起重量按KNQ1000重计，作用于3%的斜坡上时其X、Y方向的分力分别为：KNQY55.999%3110002重KNQQYX99.29%355.999%3重重起重时在X方向产生的倾覆力矩：起重力作用点取天车重心位置，则my6.14X重，mKNMX4386.1499.29重100T龙门吊设计书第7页共10页起重时在Y方向产生的稳定力矩：mKNMX65.29982/0.655.999重4.5力矩组合及稳定性验算龙门吊自行时的稳定性：总倾覆力矩mKNMMMM78.70223.28523.6232.355X恒惯风倾总稳定力矩mKNMM89.2458Y恒稳稳定性：4.15.378.70289.2458Y恒稳MM，故，合格！龙门吊负载时的稳定性：总倾覆力矩mKNMMMMM114143823.28523.6232.355XX重恒惯风倾总稳定力矩mKNMMM5457.452998.5689.2458YY重恒稳稳定性：4.18.411415457Y恒稳MM，故，合格！5、龙门架各杆件的内力计算及截面选择5.1杆件内力计算杆件内力计算采用通用有限元软件ANSYS建立空间桁架模型(如图-4示)进行分析。计算内力时，假设荷载作用于节点上，活载按每主梁受两个天车轮压（共4个轮压）计，作用于桁架上弦相邻两节点上，取KNQ385。恒载：主梁按15KN/m计，则每节点作用恒载为30KN/m，均作用于主梁桁架上弦节点上，主梁水平桁架自重忽略不计；塔架按9.0KN/m计，则每节点作用恒载为KN108129，均作用于塔架顶部节点上。各杆件取图-5三工况中最大轴向力控制选取杆件截面。100T龙门吊设计书第8页共10页图-4龙门架空间分析模型工况三工况二工况一Q活Q活Q活Q活Q活Q活Q恒1Q恒1Q恒1Q恒1Q恒2Q恒2Q恒1Q恒2Q恒2Q恒1=30KN，Q恒2=108KN，Q活=385KN，图-5各工况力学模型100T龙门吊设计书第9页共10页419319320219220119a34a36a38a37a35a33a31a32a30a29a26a28a27201203205207209211213401403405407409411413113111109107105103101第四排第二排第三排第一排2-21-11-12-2a25a23a24a21a22a19a20a17a18a16a15a14a13a12a11a10a09a08a07a06a05a04a03a02a01节点编号示意图图-6注：节点编号由排号和点号构成，如图中a01，其中a为节点所在桁架排编号，01为同排桁架内节点号，如101则表示第一排桁架内编号为01的节点。各杆件轴力见附件—1《桁架各杆件轴力表》。5.2预拱度设置工况一各杆件总位移图图-7100T龙门吊设计书第10页共10页工况一Y方向位移图图-8显然，工况一时龙门主梁产生最大挠度，经点算最大挠度2.4cm，拼装时设置3cm的预拱度。2011年8月1日于重庆市永川区TelephoneNumber：18702338699