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起重机轮压计算过程案例综述
起重机的各个机构设计,都需要建立在轮压和支点压力的基础上,整台起重机的重量都由四对轮承担,四对轮子都压在码头的轨道上,对轨道和码头的承受能力有一定的要求,而通常设计时我们都是依据码头的承载能力来计算设计起重机,来保证轮压低于码头最高承承载限度,我们设计港口起重机的时候,就需要依据码头的承载能力来进行各个结构的设计。本台起重机的设计,以国标设计法为基准,假设起重机车架为刚性车架,其各个结构均为绝对刚体且起重机载荷作用的支点都在轨道的平面上;码头轨道可以理想化为完完全全平整的轨道面,轮压越大轨道上发生的变形就越大。
根据《起重机设计规范》,设计起重机的时候,需要计算起重机的轮压,一般考虑载荷组合Ⅱ和Ⅲ两种工况,也就是起重机工作时候的最大的轮压,还有起重机没有工作、前大梁仰起时候的最大轮压。。
在计算载荷组合Ⅱ下,需要分别考虑风载荷沿着大车轨道吹以及沿着小车轨道吹的情况。
(一)验算工况Ⅰ
该工况下,起重机受沿大车轨道吹拂的Ⅱ类风载作用,同时小车位于前大梁小车轨道最远端,并且小车正在进行起制动。
起重机各腿上所受到的支反力为:
R
R
R
R
G1为除去小车外的起重机自重
G2为小车、吊挂的载重以及吊具上架的重量
M1为小车突然的加减速对起重机造成的水平方向的惯性力矩
M2为起重机垂直于码头海岸方向收到的Ⅱ类风载荷
L为码头轨距;
l1为起重机水平重心位置和AB边的距离
l2为小车水平重心位置和海侧轨道线的距离
B为起重机基距。
l
岸桥各个构件受到风载荷情况:
构件名称
迎风面积
风力系数
风力高度变化系数
拉杆
148.8
1.6
1
立柱
148
1.6
1
海侧梯形架
36.2
1.3
1
陆侧梯形架
18
1.3
1
上横梁
12.4
1.4
1
下横梁
12.7
1.4
1
门框横梁
138.6
1.4
1
门框斜撑
170.4
0.7
1
前大梁
208
1.7
1
后大梁
199.5
1.7
1
机房
60.1
1.1
1
总计
1152.7
构件名称
高度
风载荷
风载力矩
拉杆
65
59520
3868800
立柱
29.8
59200
1764160
海侧梯形架
64
11765
752960
陆侧梯形架
59
5850
345150
上横梁
54.6
4340
236964
下横梁
5.05
4445
22447.25
门框横梁
35
48510
1697850
门框斜撑
55
29820
1640100
前大梁
51
88400
6718400
后大梁
51
84787.5
4324162.5
机房
56
16527.5
925540
总计
41316575
将上表数据代入可知
R
A柱每一个负重轮所受的压力大小为RA
R
B柱每一个负重轮所受的压力大小为RB
R
C柱每一个负重轮所受的压力大小为RC
R
D柱每一个负重轮所受的压力大小RD
故该工况下最大轮压101.9吨。
(二)验算工况Ⅱ
该工况下,起重机受沿小车轨道吹拂的Ⅱ类风载作用,同时小车位于前大梁小车轨道最远端,并且小车正在进行起制动。
起重机各腿上所受到的支反力为:
R
R
G1为除去小车外的起重机自重;
G2为小车、吊挂的载重以及吊具上架的重量;
M1为小车突然的加减速对起重机造成的水平惯性力矩;
M2为起重机收到的Ⅱ类风载荷(AB连线上);
岸桥各个构件受到风载荷情况:
构件名称
构件迎风面积A
风力系数C
风力高度变化系数K
机房
121.2
1.1
1
立柱
208.5
1.6
1
小车
44.7
1.2
1
海侧梯形架
11.3
1.3
1
陆侧梯形架
15.5
1.3
1
上横梁
42.2
1.4
1
后大梁
5.4
1.3
1
下横梁
70.2
1.4
1
集装箱
40.8
1.2
1
理货室
4.1
1.1
1
拉杆
9.3
0.7
1
构件名称
距离
风载荷
风载力矩
机房
58
30300
1757400
立柱
30
52125
1563750
小车
47
11175
525225
海侧梯形架
64
2825
180800
陆侧梯形架
58.9
3875
228237.5
上横梁
54.7
10550
577085
后大梁
51
1350
68850
下横梁
5.05
17550
88627.5
集装箱
39
10200
397800
理货室
5.3
1025
5432.5
拉杆
66.3
2325
154147.5
总计
143300
5547355
将上表数据代入可知
R
A、B柱每一个负重轮所受的压力大小为RA
R
C、D柱每一个负重轮所受的压力大小R
故该工况下最大轮压92.