架桥机仿真与建模

西南交通大学峨眉校区

第四章设计计算

4-1、计算依据

1. 2. 3. 4.

《钢结构设计规范》 《起重机设计规范》 《机械设计手册》 《起重机设计手册》

4-2、支反力计算

架桥机简图

单位：m ??7 5 2.7 ??6 2.9 32.7 ??3 ??4 ??2 16.8 ??1

23.1 1.85 ??5 34.45 图3-1

各符号含义：单位（t）

??1=17.4辅助支腿工作风压250pa ??2=13.0前支腿非工作风压800pa ??3=22.0后支腿 ??4=900箱梁 ??5=69主梁

??6=23.6前天车（位置不定） ??7=23.6后天车（位置不定）

（1）架梁机在自重作用下前支腿反力??1（前、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

51.25??1+34.45??2+23.1??5?2.7??6?7.7??7

??1==78.028

34.45

（2）架梁机在自重作用下后支腿反力??2（前、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

42.15??7+37.15??6+34.45??3+11.35??5?16.8??1

??2==90.572

34.45

（3）架梁机在自重作用下辅助支腿反力??3（辅助支腿、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

1、中、后支腿的相对距离为34.45m时

~ 10 ~

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51.25??1+34.45??2+23.1??5?2.7??6?7.7??7

??3==52.450

51.25

2、中支腿与后支腿重合的时候

51.25??1+51.25??2+23.1??5?2.7??6?7.7??7

??3==56.711

51.25

（4）架桥机在自重作用下后支腿反力??4（辅助支腿、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

1、中、后支腿的相对距离为34.45m时

58.95??7+53.95??6+51.25??3+28.15??5+16.8??2

??4==116.150

51.25

2、中支腿与后支腿重合的时候

58.95??7+53.95??6+51.25??3+28.15??5

??4==111.889

51.25

（5）架梁机前起重小车提升箱梁，前支腿反力??5（前、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

51.25??1+34.45??2+23.1??5?2.7??6?7.7??7?0.5??4×2.7??5==42.760

34.45

（6）架梁机前起重小车提升箱梁，后支腿反力??6（前、后支腿支承，前、后天车位于后支腿）

42.15??7+37.15??6+450×37.15+11.35??5?16.8??1

??6==575.840

34.45

（7）架梁机后起重小车提升箱梁，前支腿反力??7（前、后支腿支承）

51.25??1+34.45??2+23.1??5+8.65??4?23.7??6?6.4??7

??7==322.983

34.45

（8）架梁机后起重小车刚刚提升箱梁，后支腿反力??8（前、后支腿支承）

40.85??7+34.45??3+25.8??4+10.75??6+11.35??5?16.8??1

??8==745.617

34.45

（9）架梁机的运梁小车将箱梁运至两桥墩正上方，前支腿反力??9（前、后支腿支承）

51.25??1+34.45??2+23.1??5+17.725??4+32.275??6+2.175??7

??9==558.752

34.45

（10）架梁机的运梁小车将箱梁运至两桥墩正上方，后支腿反力??10（前、后支腿支承）

32.275??7+34.45??3+17.225??4+2.175??6+11.35??5?16.8??1

??10=

34.45=509.848

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4-3、结构计算

4-3-1、倾覆稳定性计算

（1）架梁机非工作状态，抗倾覆稳定性 1、前、后支腿支承 倾覆力矩：

??1=??1×（??1×??1+??2×??2+??3×??3+??4×??4）

??1——主梁迎风面积

??1——主梁受风面积形心高 ??2——辅助支腿迎风面积

??2——辅助支腿受风面积形心高 ??3——前支腿迎风面积

??3——前支腿受风面积形心高 ??4——后支腿迎风面积

??4——后支腿受风面积形心高

??1=0.8×2×63.7×1.5×8.25+2×9.5×0.7×6.75+2×7.5×0.7×3.5

+2×1.8×6.5×8.15=1.515×103???????

????1= ??1+??2 ×5.712= 78.028+90.572 ×5.712×9.8

=4.71×103???????

??1=????1 ??1=4.71×103÷ 1.515×103 =3.11≥1.3 2、辅助、后支腿支承

????2= ??3+??4 ×5.712=4.71×103???????

??2=????2 ??1=4.71×103÷ 1.515×103 =3.11≥1.3

由以上计算可知，在工作和纵移状态下，架梁机的倾覆力矩系数均在设计要求内。故设计上可靠的。

（2）工作状态下抗倾覆稳定性

????3= ??9+??10 ×5.712= 558.752+509.848 ×9.8×5.712

=2.985×104???????

倾覆力矩：

??2=??2×（??1×??1+??2×??2+??3×??3+??4×??4+??5×??5）

??5——箱梁面积

??5——箱梁受风面积形心高

??1=0.25×（2×63.7×1.5×8.25+2×9.5×0.7×6.75+2×7.5×0.7×3.5

+2×1.8×6.5×8.15+32×5.8×3.2）=6.22×102???????

??3=????3 ??2=2.985×104÷ 6.22×102 =48≥1.3

由计算可知，在工作状态下抗倾覆稳定性满足设计要求。设计可靠。

4-3-2、主梁结构计算

选取截面如图，材料选取Q370，几何参数如下：

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1300 20 1500 20 截面面积：

A=2×20×1300+2×20× 1500?2×20 =1.104×105????2

惯性矩：

1300×20320×14603

2

????=2× +740×1300×20+2×]

1212=3.885×1010????4

????

??==3.885×104÷750=5.18×107????3 ??

????????

33

20×13001460×20

????=2× ++5402×20×1460=2.435×1010????4

1212

????

??=2.435×1010÷650=3.747×107????3 ??=????????

????=????+????=3.885×1010+2.435×1010=6.32×1010????4

（1）连接螺栓计算

主梁仅在竖直方向上受力，如图所示：

217.5 F1 217.5 Y X 3445 ??1——天车起升箱梁荷载 q——主梁自重荷载 1、腹板螺栓计算 腹板惯性矩：

????=2×20×14603÷12=1.037×104????4

翼缘板惯性矩：

????=2×20×1300×10902=6.178×1010????4

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