45T鋼結(jié)構(gòu)行車梁設(shè)計(jì)及計(jì)算概述R2格式范本

45T鋼結(jié)構(gòu)行車梁設(shè)計(jì)計(jì)算及工藝概述魏行接張清坤（中交一公局廈門工程有限公司盾構(gòu)中心，福建廈門360001）【摘要】本文采用“SAP84”設(shè)計(jì)軟件結(jié)合材料學(xué)知識(shí)及數(shù)學(xué)方法分析45T龍門吊基礎(chǔ)梁采用貝雷桁架的受力工況，設(shè)計(jì)采用鋼結(jié)構(gòu)貝雷桁架代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋混凝土梁的可行性及安全性的優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目節(jié)能減排、資源持續(xù)周轉(zhuǎn)利用的目的?！娟P(guān)鍵詞】貝雷桁架SAP84程序節(jié)能減排周轉(zhuǎn)利用工程概述45T門式起重機(jī)作為垂直運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，承擔(dān)著隧道渣土外排的重任；此設(shè)備行走方向垂直于基坑走向，因此需沿基坑橫向架設(shè)梁結(jié)構(gòu)為設(shè)備提供行走基礎(chǔ)，如圖1-1所示。45T門式起重機(jī)軌道梁釆用“321”加強(qiáng)型16Mn貝雷片拼接而成，共設(shè)置兩條梁，單條梁由6排貝雷連接而成,每排由7片貝雷片組成，貝雷片規(guī)格3000mm*1500mm*176mm,上下兩側(cè)均增設(shè)加強(qiáng)弦桿，片與片間采用材質(zhì)30CrMnTi銷子連接，排與排間釆用900mm豎向支撐連接，同時(shí)在每道加強(qiáng)桿螺栓孔位置增設(shè)10#槽鋼，與貝雷片通過(guò)螺栓緊密連接，加強(qiáng)梁的整體性，如圖1-2所示。貝雷片頂部鋪設(shè)Q235鋼板，寬度1000mm、厚度20mm；鋼板上部鋪設(shè)50kg/m鋼軌，供門式起重機(jī)行走輪行走，鋼軌與鋼板間通過(guò)軌道壓板連接，壓板左右兩側(cè)對(duì)稱布置，沿軌道走向500mm設(shè)一道，如圖1-3所示。兩道梁之間設(shè)置水平支撐，防止梁產(chǎn)生橫向位移而失穩(wěn)，如圖1-4所示。圖1-1梁與基坑關(guān)系圖圖1-1梁與基坑關(guān)系圖圖1-2梁內(nèi)部細(xì)節(jié)圖圖1-3軌道布設(shè)圖圖圖1-3軌道布設(shè)圖圖1-4梁水平支撐圖貝雷桁架行車梁設(shè)計(jì)計(jì)算2.1貝雷桁架設(shè)計(jì)概述45T龍門吊車自重為89.86T,吊物最大重量為45T，配重為24T,共設(shè)置4個(gè)支腿,跨度為9.42m,主梁輪間距為9?血，如圖2-1所示。軌道自上而下依次為50kg/m鋼軌、20mm厚鋼板、321加強(qiáng)型貝雷支架、橫向10#槽鋼、梁支座基礎(chǔ)，布置方式如圖2-3、圖2-4所小。貝雷梁分兩跨布置,跨度分別為9.35m、8.95m,如圖2-2所力JJJ.\節(jié)JJ.\節(jié)圖2-145T龍門吊車結(jié)構(gòu)圖,50嘛20mmSrtt,50嘛20mmSrtt/圖2-2梁跨分布圖圖2-4軌道梁縱向圖2.2計(jì)算過(guò)程鋼軌H重0.5kii/m,鋼板H重1.6kii/m,貝雷架自重為10.0kii/m,梁最大跨度9.35m,貝雷桁架斷面折減系數(shù)?。紁i=0.809,“321”加強(qiáng)型貝雷桁架彎矩M=1687.5kN?m,剪力t圖2-4軌道梁縱向圖2.2計(jì)算過(guò)程鋼軌H重0.5kii/m,鋼板H重1.6kii/m,貝雷架自重為10.0kii/m,梁最大跨度9.35m,貝雷桁架斷面折減系數(shù)取＜pi=0.809,“321”加強(qiáng)型貝雷桁架彎矩M=1687.5kN?m,剪力t=245.2RN,采用“SAP84”軟件對(duì)最不利情況為集中荷載作用在梁中部進(jìn)行分析計(jì)算:貝雷架彈性模量E=2.1x105N/mm2(1)梁截面慣性矩I=6X5.77x105an4=0.034m4(2)梁容許彎矩M容=0.809x6x1687.5kn.m=8981kn.m梁容許剪力I容=6x245.2kn=1471.2kn(4)均布荷載Q；：j=0.5kn/m+l?6kn/m+10fai/m=12.1kii/m(5)集中荷載F集=(89.86x10/2+45Tx10/2+24TX10)/2=457kN(6)2.3計(jì)算模型4,675F=457kN 1 i J/ Jz X? i i 5.1\F=457kNQ=12.1kN/n9,358,95rff圖2-5貝雷梁計(jì)算模型圖+1494圖2-6貝雷梁彎矩圖?714+355榊翳朋M柢”內(nèi)村加權(quán)時(shí)+1494圖2-6貝雷梁彎矩圖?714+355榊翳朋M柢”內(nèi)村加權(quán)時(shí)714Wt-679村kN圖2-7貝雷梁剪力圖0 -2.0 0 -2.0 0 -1.9 0柿的■町“材耐的戀?m-2.Oz>trn圖2-8貝雷梁撓度圖2.3計(jì)算結(jié)果通過(guò)“SAP84"計(jì)算得知，貝雷桁架結(jié)構(gòu)受力彎矩最大值為1494kN-m,剪力最大值t=714kN,擾度最大值入=2.0mm,結(jié)合實(shí)際工況及規(guī)范，取結(jié)構(gòu)起升沖擊系數(shù)1.1、起升載荷動(dòng)荷載系數(shù)1.2、突加或突變時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)1.5,由此計(jì)算得知：最大彎矩Mniax=1.1X1.2X1.5X1494=2958kN-m<8981kN-m(7)TOC\o"1-5"\h\z最大剪力Giax=11X1?2X1.5x714kN=1413.72kN<1471.2W (8)最大撓度入=2?0mmv23.4mm(9350mm/400=23.4mm) (9)ruax z由式7、8、9得知，6排貝雷桁架能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。貝雷桁架梁組裝及架設(shè)工藝3?1組裝工藝貝雷片單元的構(gòu)造如圖3-1所示，梁的組裝先由片連成排，再由排連接成梁，安裝工藝如圖3-2所示。

67、1-67、1-橫梁夾具孔:2、6、8、11-支撐架孔：3-工字鋼」-陰頭；5、9.14-弦桿螺栓孔；7-上弦桿:10-陽(yáng)頭：11-支撐螺栓孔；12、13-風(fēng)構(gòu)孔：15-槽鋼：16、橫梁墊板；17-下弦桿；18-斜撐圖3-1貝雷片單元圖3-2梁組裝工藝3.1.1拼裝場(chǎng)地平整在15T門式起重機(jī)起吊范圍內(nèi)尋找一處地面平坦，空間足夠的區(qū)域作為貝雷片拼裝臨時(shí)用地。3.1.2單片加設(shè)加強(qiáng)弦桿加強(qiáng)弦桿是為了提高梁的抗彎能力，發(fā)揮桁架腹桿的抗剪作用。兩端設(shè)有陰陽(yáng)頭,中部設(shè)有支撐架孔與弦桿螺栓孔。弦桿螺栓孔板反焊于桿件的一面，使連接加強(qiáng)弦桿與桁架的弦桿螺帽不致外露。加強(qiáng)弦桿與貝雷片連接如圖4-3所示。首先，將貝雷片平放與于地面，在其上下部分別放置一根加強(qiáng)弦桿，移動(dòng)加強(qiáng)弦桿，使兩者螺栓孔完全對(duì)齊后，在弦桿螺栓孔位置插入弦桿螺栓，并用55mm扳手將螺栓擰緊，使兩者成為緊密的整體。1、1、5-弦桿螺栓：2、6-螺母:3-桁架下弦桿；4、8-加強(qiáng)弦桿:圖4-3加強(qiáng)弦桿連接3.1.3單片連接成排兩節(jié)貝雷片連接時(shí)，利用撬棍將一節(jié)的陽(yáng)頭插入另一節(jié)的陰頭內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)銷子孔，插上銷子，最后插入保險(xiǎn)插銷即可。銷子為連接貝雷片之用，其端部有一個(gè)圓孔，用以插保險(xiǎn)銷，防止銷子脫落。銷子頭有一凹槽，其方向與小圓孔相同，如圖4-4所示，安裝時(shí)如看不見插銷孔，可借凹槽方向確定插銷孔方向，使插銷能順利裝上。圖4-4銷子及保險(xiǎn)插銷3?1.4支撐架支撐架采用900mm型，布置形式采用左右交錯(cuò)式，用其連接于第一排、第三排、第五排（第二排、第四排、第六排）貝雷片之間，將每排連接形成一整體，支撐架與貝雷片螺栓孔位置插入撐架螺栓并用32mm扳手?jǐn)Q緊。撐架的支撐架備有空心圓錐形套筒，安裝時(shí)如套筒不能完全壓入孔眼，只需旋豎螺栓，套筒自可導(dǎo)入孔眼內(nèi)。3.1.5頂面鋪設(shè)鋼板貝雷連接成梁后，在其頂面鋪設(shè)Q235鋼板，鋼板規(guī)格為10m*lm*0.02m,沿梁長(zhǎng)度方向滿鋪。貝雷片頂面具有加強(qiáng)弦桿螺栓孔，將鋼板鋪設(shè)與梁上后，在螺栓孔位置，利用成孔機(jī)將鋼板鉆出＜p42mm孔洞，利用（p40mm高強(qiáng)度螺栓插入至孔洞內(nèi)，一端與鋼板鎖緊，另一端與貝雷梁鎖緊，使鋼板完全固定于貝雷梁上。3?1.6鋪設(shè)鋼軌在己完全固定的鋼板上，根據(jù)45T門式起重機(jī)9.42m的軌距，精確放樣出兩條軌道的中心線。軌道采用50kg/m鋼軌鋪設(shè)，利用軌道壓板將鋼軌牢固地壓緊在鋼板上，軌道壓板釆用左右雙側(cè)布置，沿軌道長(zhǎng)度方向每0.5m設(shè)置一道。鋼軌間采用對(duì)應(yīng)的連接板及高強(qiáng)度螺栓連接，保證連接的平順性。兩條梁上的軌道采用錯(cuò)縫布設(shè)，提高軌道的整體穩(wěn)定性。3.1.7梁吊裝入槽在梁架設(shè)前，已在架設(shè)位置提前完成梁基座的施工，并已復(fù)核其凈空和水平度滿足架設(shè)要求。組裝完成的單條梁自重為22T,吊裝跨度為16m,采用180T汽車吊能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的吊裝要求。梁在離開地面0.3m后，保持吊車不動(dòng)，靜置lmin時(shí)間，觀察地面、吊車、吊具、吊物無(wú)異常后，將梁緩慢精準(zhǔn)的吊入基座內(nèi)，并將梁與基座固定。3.2人員計(jì)劃表3-1人員計(jì)劃表序號(hào)1卞：數(shù)量（名）115T龍門吊司機(jī)1215T龍門吊指揮工1314組裝工45現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)16160T汽車吊司機(jī)17160T汽車吊指揮工13.3機(jī)具計(jì)劃表3-2機(jī)具計(jì)劃表序號(hào)機(jī)負(fù)名稱規(guī)格數(shù)量1龍門吊車15T1臺(tái)2吊具10T1套3撬棍lm2根4扳手32iran2把序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格數(shù)量5扳手55mm2把6鐵錘8p1把7汽車吊160T1臺(tái)83OT1套五、結(jié)論利用“SPA84”進(jìn)行貝雷桁架連續(xù)梁最不利荷載組合下的內(nèi)力計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際產(chǎn)生動(dòng)荷載及分項(xiàng)受力的工況分析，通過(guò)理論與實(shí)際工況相結(jié)合，深入分析45T門式起重機(jī)自重荷載、滿載工作狀態(tài)下荷載及其行走和翻渣過(guò)程中的沖擊荷載作用，貝靂桁架梁未產(chǎn)生失穩(wěn)及集中荷載失衡的現(xiàn)象，滿足替換傳統(tǒng)鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)及施工要求,不僅達(dá)到節(jié)能減排、資源周轉(zhuǎn)利用的目的，規(guī)避了鋼筋混凝土梁在人工振搗、鋼筋綁扎焊接等過(guò)程中所產(chǎn)生的各類不利因素，避免了節(jié)點(diǎn)的開裂、支撐的彎曲等不良震害，進(jìn)一步提升了項(xiàng)目的安全性與抗震能力。隨著建設(shè)工程不斷的發(fā)展和進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)在工程領(lǐng)域的使用愈加廣泛；鋼結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、韌性好、材質(zhì)各向同性、安拆便捷、易釆用工業(yè)化生產(chǎn)、施工周期短、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。參考文獻(xiàn)［1］ 黃紹金，劉陌生.《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》［M］.北京：人民交通出