1、- 1 -40 米架桥机计算书- 2 -1、架桥机概况架桥机由主梁总装、前支腿总装、中托总装、后托总装、提升小车总装、后支腿总装、液压系统及电控部分组成，可完成架桥机的过孔，架梁功能，架桥机的高度可由安装于前支腿、后托的液压系统调节，整个架桥机的所有功能可由电控系统控制完成。2、架桥机的结构计算2.1、架桥机主梁的承载力计算计算架桥机主梁承载力，要分别考虑架桥机的三个情况。a 过孔过孔时计算主梁上、下弦的强度，此工况，梁中的弯矩，可能是主梁所承担的最大弯矩，所以校核此状态时可计算主梁的强度。b 架中梁此工况时，前提升小车位于主梁 41 米的跨中，弯矩可能出现最大值c 架边梁当提升小车偏移架桥机
2、主梁一侧时，此侧主梁中的剪力最大，所以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。2.1.1 主梁上下弦杆的强度计算2.1.1.1 过孔时，当架桥机前支腿达到前桥台，尚未支撑时悬臂端根部的最大弯矩（如图）- 3 -M =717tmmax架中梁时，当提升小车位于主梁 41 米的跨中时，梁中的最大弯矩( 如图 )M =477tmmax此较两处的弯矩可知过孔时的弯矩是主梁承受的最大弯矩，也是控制弯矩，按此弯矩来校核主梁上、下弦的强度M =717tmmax主梁截面如图：上弦是两根工字钢 32b，中间加焊10mm 芯板。下弦是四根槽钢 25a，中间加焊8mm 芯板。- 4 -截面几何参数如表所示：主梁的正应力: ma
3、x=M /WX=717104/46812866.644110-9max=153MPa=170Mpa主梁上、下弦采用 Q235B 钢材其许用应力为 170Mpa所以过孔时主梁是安全的。2.1.1.2 架中梁时，主梁的最不利位置在跨中,梁中的最大弯矩 M =477tmmax主梁的正应力: max=M /WX=477104/46812866.644110-9max=102MPa=170Mpa主梁上、下弦采用 Q235B 钢材其许用应力为 170Mpa工作应力小于 Q235B 的许用应力，满足强度条件，所以架中梁时，弦杆是安全的。2.1.2 弦杆的接头销板及销轴的强度计算2.1.2.1 考虑销板及销轴
4、的重要性，将销板放在最不利的位置。设- 5 -销板位于过孔时的悬臂端的根部，尺寸如图所示，材质 Q235。销板、销轴所承受的最大轴力为Nmax=285t销轴材质为 45#钢，销轴的工作直径 50mm，销轴的布置如图所示。2.1.2.2 上弦单块销板的轴力为：N max 上 = Nmax /4=71.25t上弦单块销板的面积为 A 上=8136x10 -6m2销板的工作应力为 销板上= Nmax 上 /A 上=71.2510 4/8136x10-6=87.57Mpa=170Mpa上弦销板满足抗拉强度。2.1.2.3 下弦单块销板的轴力为：N max 下 = Nmax/4=71.25t下弦单块销板
5、的面积为 A 下=6600x10 -6m2销板的工作应力为 销板下= N max 下 /A 下=71.2510 4/6600x10-6=108=170Mpa下弦销板满足抗拉强度。- 6 -2.1.2.4 上弦单根销轴所承担的剪力为F 上 =285t/3=95t销轴中的工作剪力为= （ F 上 /8104）/（3.14/450 210-6）=60.5Mpa =110Mpa45#钢许用剪应力=110Mpa，上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.2.5 下弦单根销轴所承担的剪力为F 上 =285t/6=47.5t销轴中的工作剪力为=（F 下 /4104）/（3.14/450 210-6）=60.5Mpa
6、=110Mpa45#钢许用剪应力=110Mpa，上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.3 腹杆的强度计算架边梁时，提升小车不位于架桥机的中心，而是偏移架桥机主梁的一侧，此侧主梁承担的剪力最大，而剪力是由腹杆承担的，设计腹杆时，将它放在最不利位置。取卷扬小车偏移一侧的主梁为研究对象，由平衡方程可求解，前支及中托处的反力N 中=110tN 前=95t- 7 -主梁中的最大剪力发生在中托附近及前支附近，所以腹杆选用12#槽钢对扣，在中托附近及前支附近加强，打花撑旨在增加抗剪面积。主梁中的最大剪力为 N 中=110t腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出，F 腹杆 =115t此轴力由八根 12#槽钢承担，腹杆的
7、截面面积为A 腹杆 =15.3668 cm2腹杆的工作应力为 腹杆 = = =93.55Mpa=170 Mpa腹 杆腹 杆F410836.5腹杆满足强度条件。2.1.4 主梁的刚度计算fc=pl3/48EIx=3241003/4821006249466,1818=3.5cm4100/600=3.83cm主梁的刚度满足要求。2.1.5 结论经上面对主梁弦杆、销板、销轴及腹杆的强度、刚度及稳定分析，可知，架桥机主梁可安全承载，主梁是安全的。2.2 前支、中托部分的强度计算2.2.1 前支腿的强度计算计算前支腿的强度时，将前支腿放在其最不利的工作状况，既架- 8 -设边梁时，提升小车偏移一侧主梁，此
8、时前支腿受力最大，所受的最大轴向力为：N 前=95t2.2.1.1 前支腿立柱强度计算前支腿立柱选用箱型截面如图：材质为 Q235B，由无缝钢管 325*12 及四周 12mm 厚钢板焊接而成。截面几何参数如表所示：前支腿立柱的工作应力为： 前支 = = =45.3Mpa=170 Mpa前前AN410538.29支腿立柱满足强度条件。2.2.1.2 前支腿下横梁强度计算如图- 9 -下横梁由钢板组焊而成，W 前 x=4821.6cm3工作应力 下横梁 = = =59.1Mpa=170 MpaX前 前M6410.82952.2.1.3 前支腿定位销轴计算前支腿定位销直径 80，材质为 45#钢销
9、轴的受剪面积为 A=100.5 cm2 销轴中的工作剪力为 Fs= 95t销轴中的工作剪应力为：= = =94.5Mpa=110 MpaAsF4105.9从以上计算中可知，前支腿各部分满足强度条件，可安全承载。2.2.2 中托部分的强度计算2.2.2.1 中托弯梁强度计算如图弯梁截面：W 弯 x=5945.213cm3工作应力 弯梁 = = =28.3Mpa=170 MpaX弯弯M641058.2.- 10 -中托弯梁满足强度条件。2.2.2.2 中托反托轮箱的连接铰座销轴计算选用 80 的销轴，材质 45#钢受剪面积为 A=1/480 22=1004810-6 m2 工作剪力为 Fs= 55t工作剪应力：s= = =54.7MpaAsF641085连接铰座的耳板选用 30 的钢板，受挤压面积Ac=2308010-6=480010-6 m2工作挤压应力c= = =114.6Mpac=220 MpaAF641085中托连接铰座可安全承载2.3 提升小车横梁的强度计算架设中梁时，提升小车所承受的弯距最大，其值为Mmax=193t.m小车横梁截面为箱型双梁如图
