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1、番禺项目架梁施工方案SDLB170/32铁路架桥机设计计算书石家庄虹达交通工程公司2008年11月12日1 总体设计1.1 主要技术参数 SDLB170/32铁路架桥机的结构简图见图1. 主要技术参数见表1. 图1. SDLB170/32铁路架桥机结构简图表1、SDLB170/32铁路架桥机的主要技术参数项 目技术参数备 注设计起重量170t整机自重175t外轮廓尺寸70m7m9m长宽高适用桥跨32m及以下适用线路双线、单线架设速度8片/天走行控制方式变频调速无级变速最小作业曲线半径R=500m主机最大运行速度5m/min最大作业纵坡30最大作业风力6级 SDLB170/32铁路架桥机的作业特
2、点：1） 该架桥机是拼装式结构，单件重量较轻，对拼装现场的适应性较强。2） 架桥机全部的走行系统均采用变频调速控制技术，实现近似无冲击启动和停止，有力地保证了施工安全，并且能够实现精确对位。3） 梁片全部吊装就位，无需墩顶横移，安全可靠度高。1.2 设计依据：u 起重机设计规范(GB3811-83)u 钢结构设计规范(GBJ17-88)u 铁路桥涵施工规范(KNBJ203-96)u 铁路桥涵设计规范(KNBJ2-96)2架桥机设计荷载2.1 竖直荷载2.1.1起升荷载设计起升荷载1700kN吊具、滑车等自重：100kN起升荷载基本值W基=1700+100=1800kN2.1.2 架桥机自重荷载
3、导梁2480=960kN天车280=160kN起重小车2110=220kN1号车、2号车2130=260kN0号柱120kN 总计1720kN2.1.3 冲击系数1. 滑车组起升、制动冲击系数j1慢八卷扬机、走18滑车组运行速度v=0.009m/s“起重机设计规范”推荐的加速度a=0.0036m/s2制动冲击系数j1=1+0.0036/10=1.000362. 起升载荷动载系数j2式中 v额定起升速度，v=0.009m/s c操作系数，c=0.25 g重力加速度，g=9.81m/s2 l0额定起升荷载作用下滑轮组的瞬间相对位移量，l0=0.0029m y0额定起升荷载作用下结构净变位值，y0=
4、0.04m d结构质量影响系数则3. 运行冲击系数j3 架桥机天车的运行速度为5m/min、起重车的运行速度为0.8m/min，速度很低，轨道平顺程度良好，因此在运行中荷载的最大竖向冲击力将发生在轨道接缝处，则运行冲击系数 j3=1+0.058v 式中 h轨缝高差，h=0.005m j3=1+0.0580.083=1.00032.2 水平荷载2.2.1 风荷载1. 工作状态计算风压 设计取工作状态最大计算风压为7级风的最大风压q1=190N/m22. 非工作状态计算风压 设计取非工作状态最大计算风压为11级风的最大风压q2=660N/m22.2.2运行惯性力 架桥机的全部走行机构均在变频调速器
5、的控制之下，吊梁运行时完全采用标准化作业，启动、停止过程控制在20秒，因此，天车运行惯性力系数jH1=1+0.083/20/10=1.0004起重车运行惯性力系数jH2=1.000071号车、2号车运行惯性力系数jH3=1.00042.3 六四式军用梁多片荷载不均匀系数根据轨道布置形式，用等效刚度法计算，得到架桥机导梁支点附近k1=1.10架桥机导梁跨中部位k2=1.053架桥机倾覆稳定性检算3.1架桥机纵向倾覆稳定性检算 架桥机的纵向(沿桥跨方向)稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段，该工况下架桥机的前支柱已经翻起，1号天车及2号天车退至架桥机尾部作为配重，计算简图见图1。P6 P5 P
6、4 P3P1P2图1 架桥机纵向倾覆稳定性计算简图图中P10号柱子自重，120kN，作用力臂36m P2 导梁自重，960kN，作用力臂4m P3 2号车有效自重及配重，滑板20kN+三角轨18kN，作用力臂24m P4、P5天车、起重小车自重，380kN，作用力臂30m P6风荷载，作用点在轨面以上5.4m，按11级风的最大风压下的横向风荷载，所有迎风面积均按实体计算，则 P6=CKhqA =1.21.3966074.5=82010N=82.01kN稳定安全系数n=M抗/M倾 =(P324+2P430)/(P24+P136+P65.4) =(3824+38030)/(9604+12036+8
7、2.015.4) =12340/8603=1.431.3(可)3.2 架桥机横向倾覆稳定性检算架桥机横向倾覆稳定性最不利情况发生在曲线架梁吊梁就位时，最不利位置在1号车位置，设计在该处拨道30cm，则梁体在对位时将偏离轨道中心110+30=140cm。计算简图见图2。P1P3P2图2 架桥机工作状态下的计算简图图中P1竖向倾覆力，包括1/2梁重和一个起重小车的重量。 P1=1700/2+150=1000kN P2架桥机承受的风荷载，其中导梁承受的风荷载的一半，P2_1的作用点在支点以上2.8m处，导梁迎风面积按j=0.4折减，导梁形状系数按1.6取，则迎风面积A=(1+h1)(1+h2)jAl
8、式中h1为前一组导梁对后一组导梁的挡风折减系数，h1=0.53 h2为导梁内部各片桁架间的近似挡风折减系数总和，h2=0.5A=(1+0.53)(1+0.5)0.4663.56/2=108m2风荷载P2_1=CKhqA =1.61.390.190108=45.6kN架桥机天车梁承受的风荷载P2_2的作用点在支点以上6m处，迎风面按实体计，导梁形状系数按1.6取，则P2_2=1.61.391901.01.5=635N=0.635kN架桥机起重车及梁体所受的风荷载P2_3的作用点在支点以上8m处。起重车及梁体的形状系数按1.5取，则P2_3=1.391.519032.62.8/2+1.391.51
9、9023 =20450N=20.45kNP3抗倾覆力，包括1/2导梁的重量和一个天车梁的重量P3960/2+80=560kN 以上荷载都对右边的支点取矩，则M倾=1000（1.4-0.75）+（45.62.8+0.656+20.458）=650+295.3 =945.3kN-mM抗=5600.75=420 kN-m需要打边腿支撑，设计在距离轨道中心1.5m处打边腿，设计抗力为500kN，则M抗=420 +5001.5=1170kN-m M倾(可)结论架桥机倾覆稳定性符合规范要求。4 结构分析4.1 架桥机导梁4.1.1设计说明和基本数据1. 使用器材情况架桥机导梁采用六四式加强型铁路军用梁拼组
10、，其各部位杆件名称见表1。表1 六四式加强型铁路军用梁杆件图 示杆件名称容许内力（kN）N1 三角弦杆N2 三角主斜杆N3 三角中竖杆N4 三角副竖杆N5 三角副斜杆N6 撑杆N7 斜弦杆N8 端构架斜杆1N9 端构架斜杆2N10 端构架竖杆1400420200100100100010004201004204.1.2 结构计算模型导梁的计算模型如图4。计算中取一片导梁为研究对象，按照军用梁的结构特点，选用刚铰混合有限单元法，将所有销接部位作为铰，其余部位均作刚性连接处理，建立计算模型。图3 导梁的计算模型在计算模型中，导梁的自重按照3kN/m均布，0号柱按照30kN计算，天车梁及起重车按照轴重
11、和轴距加载。4.1.3 计算工况及分析结果在计算模型的基础上，本计算书对以下6个工况进行了内力分析： 架桥机悬臂前移 架桥机就位 架桥机1号天车吊梁 架桥机2号天车吊梁 架桥机1号天车吊梁至跨中 架桥机吊梁就位 其它各个工况的检算项目、分析结果见表2.表2 架桥机单片导梁的检算项目和分析结果工况检算项目计算结果工况11号车反力345kN2号车反力29kN端部挠度60cm弦杆内力1152kN -943kN工况2架桥机就位0号柱反力88kN1号车反力97kN2号车反力188kN工况31号天车吊梁0号柱反力61kN1号车反力28kN2号车反力494kN端部挠度4.0cm弦杆内力524kN -517k
12、N主斜杆内力382kN中竖杆内力126kN副竖杆内力86kN副斜杆内力49kN工况42号天车吊梁0号柱反力65kN1号车反力304kN2号车反力514kN端部挠度6.3cm弦杆内力760kN, -747kN主斜杆内力-304kN中竖杆内力-122kN副竖杆内力-80kN副斜杆内力-56kN工况5吊梁至跨中0号柱反力145kN1号车反力575kN2号车反力148kN跨中挠度6.3cm弦杆内力783kN -722kN主斜杆内力264kN中竖杆内力162kN副竖杆内力62kN副斜杆内力47kN工况6吊梁就位0号柱反力437kN1号车反力595kN2号车反力0.8kN跨中挠度4.9cm弦杆内力470k
13、N -421kN主斜杆内力-541kN撑杆内力537kN斜弦杆内力674kN中竖杆内力154kN副竖杆内力83kN副斜杆内力68kN工况7吊梁24m梁至跨中0号柱反力124kN1号车反力468kN2号车反力41kN弦杆内力544kN，-522kN跨中挠度4.5cm工况8吊梁24m梁就位0号柱反力384kN1号车反力433kN2号车反力-8kN跨中挠度6.8cm弦杆内力683kN -646kN 计算分析表明，架桥机导梁各杆件内力均低于构件的承载力。4.2架桥机1号车、2号车检算架桥机1号车、2号车设计承载力为架桥机1号车、2号车横梁的截面特性：A=0.063m2W=0.0158m3 架桥机在吊梁对位时由导梁传递至横梁的压力为3500=1500kN。4
