钢箱梁起吊设备立柱支架受力分析计算书.doc

钢箱梁制造起吊设备安装 立柱及基础受力分析报告 目 录 1计算依据 3 2计算说明 3 3.立柱受力分析 6 4.基础设计及受力分析 11 1计算依据 （1）《钢结构设计规范》 GB50017-2003 （2）《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001 （4）《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 （4） 相关结构设计图纸 2计算说明 2.1 工程概况 本桥理论桥跨为2x40米，为两跨等截面连续钢箱梁桥，是连接呼和浩特至锡林浩特跨线改建桥，钢桥纵向位于1.6%的上坡及R3500米的凸竖向曲线上，安装时在桥跨中部设置1.625cm预拱度;钢桥横坡由梁段绕中轴线旋转而成.如下图。 全桥单幅桥共分4个吊装节段，拟采用40-160型架桥机梁作为龙门吊轨道梁，上面布置两台2-40型的龙门吊进行钢箱节段吊装。钢箱节段先在引桥位置将其预制完毕，然后采用龙门吊将其吊装至桥位。为保证轨道梁有足够的强度，在跨距30米位置设置立柱，基本布置如下图。 现场平面及立面布置示意图 2.2计算荷载 （1）龙门吊自重：30T/台，共2台； （2）产品最大吊重：160T； （3）轨道梁重：0.6T/m （4）风压：0.55KN/m^2(50年一遇) （5）砼自重按26.0KN/m^3 计。 2.3材料性能指标 (1) C30砼材料性能 轴心抗压强度：f=20.1Mpa 轴心抗拉强度：f=2.01Mpa 弹性模量：Ec=3×104N/mm2 2.4 立柱结构设计 立柱全部采用钢管和工字钢焊接而成；根据不同的安装位置，高度由5.8米-13米不等，由于桥中间隔离带仅1米宽，因此，隔离带位置中间的3个支墩采用变截面结构形式，基本结构如下图。 等截面立柱结构示意图 变截面立柱结构示意图 由于现场的立柱结构基本相似，此处仅对高L=13.5m的两种截面立柱进行受力分析。 3.立柱受力分析 3.1 立柱各分项载荷计算 （1）单个立柱承受轨道梁产生的风荷载 根据立柱布置形式，单个立柱需承30米轨道梁产生的风荷载，轨道梁迎风面积合计约30平方米，对立柱产生约0.55*30=16.5kN的集中荷载。 （2）立柱自身结构承受的风荷载：根据立柱杆件的外形，立柱杆件所承受的均布载荷为W=0.273*1*0.55/1=0.15015kN/m,计算时取W=0.15kN. （3）吊车横向水平载荷：根据规范要求，取横向水平荷载系数为0.10，吊车横向水平荷载为：T=α（Q+Q1）g=0.1*(160000+60000)*9.8=215600N=215.6KN,横向水平载荷在两边立柱上平均分配,对单个立柱产生215.6/8=26.95KN。 (4) 吊车纵向水平载荷：吊车纵向水平荷载作用在一边轨道上所有刹动轮之和的10%,约(160+60)/2*10%=11T=110kN。单边立柱数量为4个，单个立柱承受27.5kN。 （5）单个立柱承受轨道大梁、龙门吊自重及产品重量：(0.6*30T+160*1.1T+60T)/4=635kN。式中1.1为起吊时竖向冲击系数。考虑到其他不可预见的因素，计算时取1000 kN，且平均分配在顶部工字钢的外侧4个节点上，即单个节点受力250 kN 3.2 计算分析 （1）荷载组合： （a）根据分析，单个立柱主要承受风荷载、冲击荷载、产品自重、轨道梁自重、龙门吊自重和起吊时竖向冲击荷载。 (b)刹车时，龙门吊纵向和横向水平冲击荷载不会同时出现，分析时仅取二者较大值（横向水平荷载）进行分析。 (c)风荷载和刹车荷载在顶部梁单元均布，即W=（26.95+16.5）/2=21.725kN/m 计算时取22 kN/m（受力方向一致时） （2）边界条件：立柱底部与混凝土基础刚性约束 （3）材料选择 序号 名 称 材料型号规格 备 注 1 立杆 Φ273*10 Q235 2 横杆 Φ152*8 Q235 3 斜支撑 Φ152*8 Q235 4 顶部横梁 2-Ⅰ45a Q235 （4）等截面（2*1.5）立柱分析结果 （a）反力 节点 荷载 FX (kN) FY (kN) FZ (kN) MX (kN*m) MY (kN*m) MZ (kN*m) 2 组合荷载 -2.190 -10.654 73.150 7.441 -0.850 -0.289 3 组合荷载 -4.013 -5.736 80.546 5.413 -1.625 0.218 4 组合荷载 14.089 -19.493 465.638 10.722 5.456 -0.258 5 组合荷载 -7.887 -14.936 458.482 8.658 -2.742 0.159 反力合力 荷载 FX (kN) FY (