龙门吊结构计算及施

word整理版学习好帮手龙门吊结构计算及施工方案word整理版学习好帮手目录一、工程概况二、轨道设计三、支架系统四、施工工艺五、龙门吊应力计算六、起升机构设计计算七、小车机构设计计算八、减速器以及链传动计算九、大车运行计算十、龙门吊起重机计算十一、龙门吊拼装方案十二、梁板吊施工方案word整理版学习好帮手编制依据1．《起重设备安装工程施工及验收规范》JBJ31-962．相关资料一、工程概况1、概述仙花店高架桥，全长600M，24跨，每跨为25M预制箱梁。梁板预制场位于仙花店高架桥的小桩号路基上，梁板最大重量77吨，起吊采用双龙门吊，自重为60吨。2、施工特点梁板预制场为石方路基挖方段，地质条件较好。龙门吊施工作业的以移梁板为主，施工期间无须其他起重机械辅助，该桥的上部结构均为安装构件，安装工艺简捷，安装精确。二、轨道的设计1、纵向轨道梁：龙门吊大车行车系统设计间距为35.0m，考虑到在使用过程中对称均匀受力，初步将的设计跨度定为25.5m，轨道拟采用铁轨，设计最大单轮压力为26t，每组滑车的前后轮距为1.8m，结合轨枕的布置，取如下计算图求。①②③当荷载作用在①③处时为弯距最不利位置：查弯距影响线图表得：Mmax=2×l×f/2=0.289×25.5×52t/2=191.607t.m[M0]=224.64t.m最大挠度查表得：word整理版学习好帮手Fmax=K×（pl3/100EI）式中：K——挠度系数取为2.716P——为集中荷载为52tL——为计算跨度25.5mE——弹性模量为2.1×107t/m2I——惯矩为7.515×105cm4Fmax=2.716×(52/123)/(100×2.1×107×0.007515)=0.55×10-2m=5.5mml/600=45mm剪力计算：Vmax=K×P=1.34×52=69.68tV0=69.89t故均符合要求2、沉降计算：简化计算如下：S=△c+△k=Nl0/EA+2Nh/3EA+N/COA0式中：N——竖向压力为N=52tE——材料弹模E=2.1×105N/mm2L0——架体高度L0=10.85mH——架体支撑长h=2mA——横断面积A=20106mm2CO——地基竖向地基系数CO=mohMO为比例系数，岩石土层取MO=3000KN/m4则CO=3000×103/10.2×1.71×104=5.13×10-2N/mm3A0——底平面的作用面积word整理版学习好帮手A0=Л（d/2+h.tgψ/4）2或A0=1/4Лl12取两者中的小值。ψ为土的内磨擦角取ψ=75。L1为两排桩间距取2.0m。A01=Л（d/2+htg4/4）2=Л×(800/2+1.71×104×tg75/4)2=7.3×106mm2A02=1/4Лl12=1/4×Л×20002=3.14×106mm2取AO=3.14×106mm2则：S=Nl0/EA+2Nh/3EA+N/COAO=1.285+1.35+3.1=5.735mm但在实际使用过程中，作用在单轨道上的压力均小于52t，故单轨道的沉降均在5mm以内，能够满足使用要求。三、支架系统：结合龙门吊吊装拱肋，安装过程中各分节节段采用少支架系统支承，小拱分三节吊装，大拱分七节吊装，吊装时单节最大重量控制在10t以内，则小拱拱肋吊装时，一跨共需4个支架，大拱吊装时需要12个支架，上部拼装万能杆件桁架。单柱承载能力仍然为52t，支架系统在拱肋安装荷载作用下的内力及变形，在这里不作详细计算，但在实际过程中，应根据其荷载的分配情况对支架的水平偏位和压缩变形作详细计算，便于控制拱肋的安装精度。四、施工工艺1、工艺流程word整理版学习好帮手在这里将分为1#拱、2#拱、为3#拱，、4#拱，其施工工艺流程如图所示。场面平整↓预制场建设↓↓↓↓↓轨道购置地基硬化距离测定支架进场↓↓↓↓搭龙门吊①～④墩身施工1#、4#小拱施工搭设支架→1#、4#下层结构施工→2#、4#小拱施工←搭设支架龙门吊拼装2#、4#下层结构施工搭设支架3#拱施工↓3#下层结构小拱上层结构施工↓3#上层结构施工↓桥面系施工↓交工验收施工工艺流程图5-12、龙门吊拼装龙门吊拼装时应将龙门吊的行走系统安装上轨道，并与轨道固结，分别拼装两侧立柱，考虑到在拼装过程中的侧向稳定性，在立柱拼装时，应在其四角各设一根缆风。同时在龙门吊横梁垂直投影位置，拼装横梁，并将左右两片横梁按0.8米的净间距锁定，安好天车轨道和天箱梁施工word整理版学习好帮手车，天车也应与横梁锁定，等立柱和横梁均拼装好后，在立柱顶上各设1组滑车，将横梁提升至立柱的固定杆处，与立柱对接。横梁安装就位后，将天车、行走系统的固结、两横梁间的锁定及立柱缆风解除，对龙门吊进行调试。在安装大拱前需将两台龙门吊的高度升至同一高度，考虑到不影响其它作业点的正常运作，应选择轨道中间适当的位置，由于拱肋安装时是用两台龙门吊来共同拼装，为保证龙门吊有足够的稳定性，可将两台龙门吊的立柱与轨道轴线方向连成整体，并将其行走系统与轨道固结，首先在两龙门吊立柱各设一道横梁，用龙门吊起吊至与立柱对接，在拼装时必需采取措施保证立柱的侧向稳定，将天车与横梁锁定，并将两横梁锁定，在立柱顶上各设四组滑车将横梁悬吊后，解除横梁与立柱之间的联结，将横梁提升至需要的高度后，与立柱对接，再解除横梁与天车及横梁之间的锁定，将其与立柱之间的联接解除，经检查确认上述步骤均完成后，解除龙门吊行走系统与轨道之间的固结，对龙门吊进行调试，直到龙门吊的各项性能均达到了设计要求后，方可进行吊装施工。五、龙门吊应力计算1、设计条件①.计算风速最大工作风速：6级最大非工作风速：10级(不加锚定)最大非工作风速：12级(加锚定)②.起升载荷word整理版学习好帮手Q=40吨③.起升速度满载：v=1m/min空载：v=2m/min④小车运行速度：满载：v=3m/min空载：v=6m/min⑤大车运行速度：满载：v=5m/min空载：v=10m/min⑥采用单轨双轮支承型式。⑦跨度35米，净空跨度15米。⑧起升高度:H上=10米2、轮压及稳定性计算(1)载荷计算①．起升载荷：Q=40t②．自重载荷小车自重G1=6.7t龙门架自重G2=60t大车运行机构自重G3=10t司机室G4=0.5t电气G5=1.5t③．载荷计算word整理版学习好帮手名称正面侧面风力系数C高度系数Kh挡风面积A计算结果CKhA高度h风力系数C高度系数Kh挡风面积A计算结果CKhA高度h货物1.20.52.251.35131.20.52.251.3513小车1.10.431.32141.10.431.3214司机室1.10.42.51.1151.10.42.51.115门架1.60.4138.32141.60.453.215大车1.10.420.880.51.10.420.880.5合计37.512.9737.511.8工作风压：qⅠ=114N/m2qⅡ=190N/m2正面：FwⅠ=37.5x23.7KN=798.75KNFwⅡ=37.5x11.7KN=263.25KNword整理版学习好帮手（2）轮压计算小车位于最外端，Ⅱ类风垂直于龙门吊正面吹大车,运行机构起制动，并考虑惯性力的方向与风载方向相同。龙门吊自重：G=G1+G2+G3+G4+G5=6.7+60+10+2=78.7t起升载荷：Q=40t水平风载荷：FwⅡ=9.86t水平风载荷对轨道面的力矩：MwⅡ=9.86X44.8=441.7tm水平惯性力:Fa=(G+Q)Xa=(78.7+40)X0.2X1000=2.374X1000N=2.374t水平惯性力对轨道面的力矩：Ma=2.374X15=35.61tm总的水平力力矩：M1=Ma+MwⅡ=38tm小车对中心线的力矩：M2=（6.7+40）X13.5=630.45tm最大腿压：Pmax=0.25(G+Q)+M1/2L+Mq/2K=0.25118.7+38/54+747.2/84=30最大工作轮压：Rmax=Pmax/4=7.5t(3)稳定性计算工况1：无风、静载，由于起升载荷在倾覆边内侧,故满足∑M≧0word整理版学习好帮手工况2：有风、动载，∑M=0.95(78.7+40)27-630.45=2414.20工况3：突然卸载或吊具脱落，按规范不需验算为防止龙门吊倾覆或移动，龙门吊设置风缆。六起升机构设计计算（一）设计参数1．起重量：Q=40t2．起升速度：V吊=1m/sV空=2m/s3．钢丝绳倍率:q=4（二）钢丝绳计算Smax=Q/(qaη)Q=40t=4000Kgq—倍率，q=4a—卷入卷筒根数a=2η=0.97Smax=Q/(qaη)=40000/(240.97)=5.15103Kg选择6w(19)-20-185-Ⅰ-光Sp=Φ∑S=0.8530.25=25.70tnSmax=55.15=25.75t(三)电动机的选择及校核8.785.0100060110000401000QVNjKW选择变速调速电机YTSZ180L-8word整理版学习好帮手额定功率：9Kw额定转矩：140.1Nm额定转速：735r/min转动惯量：0.285Kgm2重量：250Kg过载系数λ：2.8过载校核:KwQVmHPn9.58.78.21.21000Pn=11KW5.9KW满足要求。七小车机构设计计算（一）确定车轮直径小车采用2轮布置，轮距2.5m。小车自重引起的轮压RtRt=1.3×(6.7×10000)÷4×1.1=22000N起升载荷引起的轮压Rt=1.1×(40×10000)÷4=110000N最大轮压：Rmax=7.5×103最小轮压：Rmin=2.5×103车轮的等效疲劳计算载荷Rc=(2Rmax+Rmin)÷3=4.12×103采用圆柱车轮和铁路轨道，初选车轮直径φ400，铁路轨道P43，车轮材料为45号钢，踏面硬度HB=300—380,硬度层为15mm,P43轨道是凸形，曲率半径R=300mm.word整理版学习好帮手车轮的许用轮压为：)(32221NmRKCCRcC1----车轮转速系数，车轮的转数min/39.24.03rDvnC2----运行机构工作级别系数，1K2---与车轮材料有关的电接触应力系数，0.1R----曲率半径，为300mmm---曲率半径的比值所确定的系数，为0.454432322211053.9106.1145.03001.0117.1NmRKCCRcN(二)运行阻力计算1．运行摩擦阻力Ff=wG,w=0.008NG4107.46)407.6(NFf341074.3107.46008.02．坡度阻力NFGF341067.401.0107.4601.0sinsin3．风阻力Ｆｗ＝（3+2.64）×12.97=0.073×103NF=Ff+Fr+Fw=(3.74+4.61+0.073)103=8.42103N(三)电动机的计算P=(FV)/(1000η)=(8.421030.05×103)/(1000×word整理版学习好帮手0.85)=4.1kw八减速器以及链传动计算总传动比i=940/2.39=393.3i=i1•i2初估链传动比i2=2输出转速n=2.392=4.78r/min选择SEW生产的斜齿轮减速电机型号：R103DV112M6输出转速：nout=5.5r/min则链传动比i2=5.5/2.39=2.3Z1=17,Z2=39,i1=39/17=2.3九大车运行计算（一）确定车轮直径大车采用42轮布置，轮距1.8m由总体计算，可知大车轮的最大轮压Rmax=7.5t.最小轮压:Rmin=2.5t等效计算轮压：RC=(2×7.5+2.5)×2/3=11.7t初选大车车轮直径600，轨道P43车轮的许用轮压:RC=C1C2K232mR(N)C1为转速系数，车轮的转速:word整理版学习好帮手n=min/6526.26.05rDV满空n=m