架桥机安全验算

架桥机安全验算随着高速公路的发展，安全问题至关重要。在箱梁架设中，椼架架桥机的安全验算也越来越重要。结合南京绕越高速公路，简略验算椼架架桥机的安全系数。陈村大桥为14×25m预应力箱梁，架设使用的架桥机为WJQ30/100J型，箱梁最大重量为70T。架桥机的刚度和强度都满足要求，这里主要进行架桥机的抗倾覆性验算。WJQ30/100J型架桥机为轮轨式过孔新型架桥机，过孔时沿桥面钢轨一次连续走行到位。架桥机在安装箱梁过程中有三种最不利情况，分别为①最不利部位为架桥机在走行到位但前肢腿未支撑的时候；②架桥机在架设箱梁时最不利位置在箱梁运行到位准备停止的时候；③架桥机在架设边梁到位制动时。①最不利部位为架桥机在走行到位但前肢腿未支撑的时候，如下图示。各配件重量表以中支腿为支点，最不利情况的各弯矩为：1、负弯矩：M1＝3×26.5＋0.5×0.33×26.5×26.5＝195.4T.M2、正弯矩：M2=3×21.5＋3×22＋0.5×0.33×23.5×23.5＝221.6T.M3、架桥机过孔时最小配重为箱梁重量的一半，约为35T，相对中支腿产生的弯矩M3=35×23.5＝822.5T.M由上可见，M2+M3远大于M1，所以架桥机过孔时抗倾覆性是满足要求的。②架桥机在架设箱梁时最不利位置在箱梁运行到位准备停止的时候（如下图）。天车在吊梁运行时，其速度控制在0.1~0.2m/s（即6~12m/min）之间，尤其是负载启动与刹车时加速度不宜超过0.1m/s2。名称前支腿椼架天车重量3T0.33T/M3T当椼架将梁提到桥面标高后，将把梁以加速度a=0.1m/s2向桥上移动，此时梁有惯性力T=Ga/g（G为梁重量）。由于椼架自重相对于梁重量较小，可忽略椼架自重，惯性力T对A点的弯矩为：M负＝Ga*h/g梁的重量G对于A点的弯矩M正＝G*l/2则椼架对低端点的抗倾覆安全系数为K=M正/M正＝gl/2ah。其中，g=10m/s2,l=25m,a=0.1m/s2,h=3.772m，代入上式，K＝331远大于1，满足要求。③架桥机在架设边梁到位制动时。如下图示（以中跨中梁为例）：椼架在以加速度a=0.1m/s2移动边梁到位制动时，此时梁有惯性力T=Ga/g（G为梁重量），由于椼架自重相对于梁重量较小，可忽略椼架自重。边梁的截面形心计算：将箱梁截面按照图示绿线分割，以如图建立ZOY坐标轴，各部分的截面性质如下表：部位S(cm2)Y(cm)Z(cm)对Z轴(cm3)对Y轴(cm3)A4698-13110.5-61543849329B61-119.7-85.3-7301.7-5203.3C59-119.7-56-7062.3-3304D59-119.756.7-7062.33345.3E210-119.7100.3-2513721063F1872-70-58.5-131040-109512G1872-7058.5-131040109512H1881-90-169290∑10712-941010.365230Y形心＝－941010.3/10712=-88cmZ形心＝65230/10712=6cm如图红色点所示。考虑最不利时的5级风正向风力。5级风的风速为：V=8.0～10.7m/s，按V=10.7m/s,ρ空气＝1.293g/l，每秒空气对箱梁侧面的力F风＝1.4×25×10.7×1.293×10＝4840KN，作用点按箱梁的截面形心点。以架桥机制动时右侧轮为支点：W制动＝G*a*(3.77-h)W风力＝F风力*（3.77-h）W箱梁＝G*（3.4/2-Z形心）取最不利情况h＝3.77－0.88＝2.89m，G=70T，W制动＝G*a*(3.77-h)＝20230KN.MW风力＝F风力*（3.77-h）＝13988KN.MW箱梁＝G*（3.4/2-Z形心）=1148000KN.M抗倾覆系数K=W箱梁/(W风力+W制动)=33.5远大于1.5，抗倾覆满足要求。综上①、②，③，故架桥机的抗倾覆性满足要求。南京绕越项目编写：胡进军2008年11月15日