下赶场沟特大桥龙门吊检算
2017-11-13
高速公路某合同段下赶场特大桥共计后张法梁片615 片，其中96 片20 m板梁，519 片30 m箱梁，最大梁板重70 t。梁场设双滚轨道贝雷桁架龙门吊进行移梁和架设。
一、龙门吊组成
本预制场龙门吊横梁由贝雷片拼成，门柱由钢管和型钢组成；计算跨径为24m。
1、门柱
一个门柱用2根Φ325mm、δ=10mm的钢管作主立柱，立柱上采用２根［25b槽钢作斜撑。立柱顶上设置2根[30b槽钢作横梁，贝雷片直接作用于横梁上。立柱底部通过20mm厚A3钢板与单轨平车连接。每个门柱两个平车，一个主动，一个被动。
2、横梁
一组横梁用6排9片贝雷片，设置上下加强弦杆。横梁的上下面均用支撑架连接加固，除两端头上表面用（90-115-90）×118cm支撑架外，其余用90×118cm支撑架。横梁一边通过吊带悬挂28#工字钢设10T电动葫芦，吊带距离间隔为1m。横梁与门柱用桁架螺栓连接，再用Φ20U型螺栓加固。
二、横梁检算
根据本龙门吊的受力特点和功用进行如下简化计算，横梁和脚架分别按简支梁和受压格构柱进行计算，斜撑起稳定作用不作受力计算。
1、荷载计算
横梁自重：q=11.7 KN/m
天平及滑轮自重：P1=25KN
起吊重量：P2=370KN
2、横梁力学计算模型
3、内力计算
（1）最大弯矩
当集中荷载作用于横梁的跨中位置，产生跨中最大弯矩，此时A、B支点也产生最大的负弯矩。其中
RA=RB=(11.7×27+740÷2)÷2=343KN
下弦弯矩：MA=MB=1/2*ql2=13.2 KN·m
上弦弯矩：MCmax=RA×12-11.7×(27÷2)2÷2=3050KN·m
（2）最大支点反力计算
当集中荷载作用在距离支点2.5m时，该支点的反力最大。
由∑MA=0 则
Vmax =RB=（11.7×28×12.5+395×21.5）÷24=524.5KN
4、强度计算
6排上下加强贝雷片的抗弯截面模量W分别为
W上=W下=6×3570×2=42840 cm3
考虑6排贝雷片荷载不均匀系数为k=0.8，下弦杆受拉，其拉应力为
上弦杆受压，其压应力为
因此，横梁的抗应力满足要求。
5、上弦杆受压局部稳定验算
一片上下加强贝雷片的上弦杆受压压力为
A=50.96 cm2
N=457.1 KN
Ix=2×396.6+2×25.48×52=2067cm4
Iy=6×25.6+(1.52+4.1)2×50.96=1763cm3
贝雷片横向每3.0M设一支撑架，所以取了loy=300cm，lox=75cm，
由λx=51.0得稳定系数ψ=0.804，
横梁上弦压杆稳定，符合要求。贝雷片允许弯压应力为210 Mpa，按经验，压应力不大于190 ，只要加强横向连接，弦杆稳定性较好。
6、横梁挠度计算
取集中荷载作用于跨中进行计算
单片贝雷片惯性矩 I=250500cm4
弹性模量 E=2.1×105MPa
6片下加强贝雷片惯性矩
I=6×250500=1.503×10-2 m4
按简支梁进行计算：
（1）在集中力作用下（P1+P2）挠度
（2）在均匀自重荷载作用下挠度
以上挠度合计
f=f1+f2=5.2cm以上挠度符合结构要求。
三、脚架检算
1、门架上横梁计算
（1）横梁力学计算模型
根据龙门吊横梁的布置图，可得脚架顶上横梁的力学模型如下：
（2）内力计算
根据横梁的受力简图，可知支座反力
RA=RB=Vmax /2=524.5/2=262.3KN。
P= Vmax /6=524.5/6=87.4KN
（3）弯矩计算
根据横梁的受力简图，可知其弯矩图如下：
MA=MB=87.4×0.45=39.3MPa
（4）强度计算
横梁为2根[30b槽钢，Wx=366×2=732cm3，Ix=5130×2=10260cm4，E=2.1×105 MPa。因此得
所以横梁强度满足要求。因作用点位于支点上，故横梁的挠度也可忽略不计。
2、脚架计算
（1）脚架计算力学模型
根据龙门吊脚架的构造图，可得脚架的力学模型如右：
（2）内力计算
根据脚架的受力简图，可知
P=Vmax /2=262.3KN。
所以可得钢管的轴力
（3）强度计算
脚架为2根Φ325mm、δ=10mm的钢管，Wt=1512cm3，Ix=12286.5cm4，ix=11.42cm，A=98.96cm2。
钢管长l=750cm，因此有 可查得φ=0.739，
因此，钢管脚架的整体稳定符合要求。
根据以上验算，龙门架横梁承载力能满足74T梁的吊装要求。
四 结论
通过以上过程的检算，使我们清楚地知道了在龙门吊作业过程中，我们根据要架设的预制梁重量情况和跨径就可以快速准确地计算出满足施工要求的双滚轨道贝雷桁架龙门吊。只要材料和设备具备，就可以很方便的现场制作出龙门吊投入使用。
