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1、浮吊上起重机吊杆的加固设计与计算 无锡路桥集团股份有限公司 马士中 邢士伟 李俊伟 冯泉钧、概述 随着水上运输事业的发展，大多数苏南运河连续进行改造升级，航道桥梁的规模越建越大，使原有的桥梁安装设备无能为力,特别是浮吊上的起重吊杆高度就显得明显不足。例如锡宜高速公路上的一座跨越京杭运河的钢管砼系杆拱桥主跨00米，常水位以上的拱顶高度达35米,计算需吊杆长度为4米；而苏北有座北澄子运河大桥,其主跨为8米二幅,安装水位到拱顶高达8米，需要42米长的吊杆才能满足安装要求。但我公司现有的浮吊上的吊杆总长度仅为30米,如能利用原有的吊杆将它加固接长,不但可以节约投资,节省新造吊杆的时间,而且还能解决旧设
2、备的积压,减少仓储压力。对我们桥梁工程技术人员来说还可得到一次实际的工作锻炼，将学校学到的基础理论和专业知识创造性地运用到实际工作中去,是一项十分有价值的工作。 本文以苏北北澄子运河大桥主拱肋安装为背景，叙述其吊杆加固设计的要点和具体计算方法:上跨北澄子运河的大桥是一座主跨为8米的钢管砼系杆拱桥，共有两幅桥面组成，每幅桥面均有两根拱肋，每根拱肋均由两根016的钢管组成哑铃形断面,其总重量为70吨,是本桥安装的关键构件,计划用两台浮吊抬吊，每台浮吊承担35吨。主要安装顺序为先梁后拱，即在安装好系梁后再把0米主跨的拱肋一次安装到位，其最大提升高度为施工水位以上38米。根据计算,需要吊杆长度为42米
3、,但我公司仅有0米长的钢管吊杆，其最大断面为8002,最小断面为3502。如果要满足现有的安装要求,则吊杆必须加长2米,而且吊杆断面的竖向惯矩也应相应加大，并应考虑以下特点：臂杆是安装在浮吊上,它与安装在陆地上的起重机不同.因为浮吊船体可以左右前后摆动,对吊杆受力不利,加固设计中必须考虑这个因素。 加固后的吊杆是一根多级突变截面的吊杆，而且与中间截面不相对称，见图二，因此没有现成的资料借鉴，而必须运用基础理论重新进行设计与计算。 在浮吊上的吊杆可以变更起吊角度，但为便于操作吊杆也可始终保持65的仰角,此时起重拱肋上下动作，可用起重索来完成，拱肋的平面活动则靠浮吊进行。 2、利用浮吊安装拱肋时的
4、荷载简图，如图一所示。 图一浮吊简图注：为方便计算,图中仅表示起升荷载为单位力P=1时，吊杆轴向压力的数值，虚线示纵倾2后单位起升荷载引起的吊杆轴向压力。 、吊杆的分段长度及各段截面的几何特性 3吊杆分段长度及截面构造见图二(图中2L1101为加固增加的部分） .2吊杆分段截面的几何特性值见表一 吊杆分段截面的几何特性值表表一 4、作用在吊杆上的荷载种类及组合 。吊杆的自重荷载，见图三 42吊杆上的因素荷载 按规定，因素荷载P=起吊荷载G作业系数d动载系数h 相应的一根吊杆的轴向压力为：式中：为吊杆的横向夹角,见图四，os=09991 4。船体纵倾2，横倾2时吊杆内力增加 4.。1船体纵倾时,
5、左右两根吊杆上每根将增加轴向力（以前倾为不利）4。4风荷载的影响按规定： 作用在起身荷载的风力，一般以每9。8安全工作负荷的风力为30(03KN）来考虑. 起重设备工作时的风速不超过2m/s相应风压不超过20a（0.2KN/m2）。由上可得作用在吊杆顶上的计算风载为: 作用在吊杆上的风载，按竖向00断面计(因人字吊杆在横向已组成桁架,见图五，这里不计横向力）。 45荷载组合4。51按无风状态4.5.2按有风状态 5.允许应力511无风状态计算的允许应力5。1有风状态计算的允许应力 由允许应力值对比可见两种状态均有可能控制计算。 61吊杆临界力的计算 本吊杆为多级突变截面压杆，且上下部各不对称，
6、为此选择能量法计算其临界力。 而压杆在偏离平衡状态有微小的移动时,变形能的增量(变化）U为: 式积分不必继续展开，可直接利用电脑积分.列表计算如下： 括号中的数值积分表表二 。2对以上结果的分析 利用以上计算结果，可以解得失稳时的屈曲线方程为： 与对称的变截面杆件（按一个正弦半波)即：相近似，但显然本吊杆的失稳状态要精确些。 吊杆的应力验算(主要是弯矩作用平面以内的验算）。1无风状态验算 .2有风状态验算以上计算结果均能满足使用要求,并获得专家组评审通过。8结束语 8.1本文仅对吊杆总体作了计算分析，但吊杆连接计算等部位仍需按常规进行验算，以确保吊装安全.同理吊杆加高以后,浮吊的稳定性也必须验
7、算. 8.在二根吊杆平面以内的稳定可用图五的构造措施保证。 83吊杆加工时，吊杆轴线挠度不应超过其长度的1/100。 .4本吊杆起吊仰角较大，为防止吊杆发生回跳，吊杆顶部必须有保险索与船头连系，此外还应制订其它相应的安全措施。85试吊是检查整个系统能否确保安全起重的重要手段,根据规定当设计荷载为19640K，试验荷载可取24654KN，由此可得本次试验荷载应为5+50=00KN,重物离地面后悬挂时间不少于5分钟，有关试验的其它注意事项按常规进行. 参考资料 1、钢结构设计规范（GB5007-2003） 2、船泊与海上设施法定检验规则(中华人民共和国船泊检验局) 、船泊与海上设施起重设备规范(27年） 4、弹性稳定理论（S.P铁摩辛柯文中如有不足，请您指教！ /
