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TLJ900型架桥机金属结构计算工况及计算载荷分析


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邢海 军
王全祥
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汪 西应

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鄣 史武

北裁污通联路桥机械有限公 司
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; 摘 要分析 u 0型 桥 金属 构的 种计 工 对 种 况 架 机所 受 算; : 了T 9 架 机 结 各 算 况,各 工 下 桥 承 计 0
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载荷做 出了详细地 说明 , 完成了前支褪的结构计算.
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关 键词 : 架桥 机

薮荐 维合

计 算 工 况

T I1 L 9 0型架 桥机是 为即将开工 的 高速铁路 开 ) 发 的大吨位架粱设备 , 该设备主要有钢结构 , 走行 机 构, 电器控制 , 液压 系统等 4 大部 分 , 其中钢结构 的 合理设计对架桥机 的安全性 ,经济性起 着关键 的作 用 .在对架桥机进行强度 , 刚度及稳定 性计算时 , 首 要的 问题就是要 明确架桥机所受 的载荷 ,本 文分 析 了 T J0 L 9 0架 桥机 的 各 种计 算 工 况 ,并 参 照 G B 3 -3 起重 机设计规 范》 各种工 况下架 桥机所 8l 《 l8 对 承受计算载荷做出 了详细的说明

12 架桥 机 的工 作 过 程 .

如图 2 所示 , L 9 0 T I0 架桥 机的工作 过程 为 : 首 先, 由前起 重行 车和辅助行车配合 , 将下 导梁由 2 3 , 号桥墩 位置吊运 至 3 4号桥墩 位置 ; , 然后 . 前起 重行 车 回到 图示 位置 , 起吊待架粱前 吊点 , 与运梁车配合 带动 待架 梁前行 , 前行到一定位置时 , 后起重 行车起

l T I0 L9 0型架桥机的结构组成及工作过 程
11 . TL g 0型 架 桥 机 的 结构 组成 J0

吊待架梁后 吊点 ,与前起 重行 车配合 共同吊运待架 粱前行到预定位置垂直落梁于 2 3 桥墩上 ;架 好 ,号 该梁后 , 在该梁上铺设临时轨道 , 桥机 后支腿 沿临 架 时轨道 , 辅助支 腿沿下导梁 前行过孔 , 过孔完 成后 , 前支腿撑于 4号桥墩上 , 完成一个工作 循环

T J0 L 90型架桥机 为双粱 结构 , 主金属 结构包 括 主梁 , 主梁前 横联 , 主粱后横联 , 前支腿 , 支腿 , 后 后

2 计算工况
分析 T J 0 L g 0架桥机的 作业流程 ,金属结构要
完成以下 7 个工况的计算 : () 1架桥机 的纵 向稳定性

支腿马 鞍及 前悬臂梁 等 7 分组成 , 构形式 见图 部 结 l .其中前支腿与两主梁联接为销连接 , 其余连接 皆 为刚性连接 , 架桥机的 4个支座为球形铰支座 .

前起 重行车吊梁起升时 ,前起重行车位于后支

I主梁后横联

2 后支腿 马鞍

3 后支腿

4 主桀

5前支褪

6 主梁前横联

7悬臂粱

图 1 I J ~ 型 架桥 机 金 属 结构 " g L

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6前支腿的强度与 )

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l 稳性算 定 验

前 , 重行车 吊梁 后起

前 行 至 落 梁 位 置 时 , 时 此

1 3

1已架梁 2待架梁 3后起重行车 4 前起重行车 5架桥机后支腿 6架桥机主梁 最 右 侧 · · · · · ·
,

待 架梁 的重心 位 置位 于 前 支 腿 受 力 最
,

7架桥机前支腿 8辅助行车 9辅助支腿 1- · · · 0前悬臂 1· 1下导梁 1· 2 运梁车 1· 大 应 对 该 工 况 下 前 支 腿 31 号桥墩 1· 号桥墩 1· 号桥墩 1· 号桥墩 42 53 64 的强度 进行计 算 受桥 墩
.

图2 'J0 I ~0型架桥机的工作过程 L 腿 左 侧 41 处 , 时前起 重 行 车 负 载对 架 桥 机 产生 I 此 T 很 大 的倾覆 力矩 ,此 时应 以支 座 12的连 线为倾 覆 , 边 线 , 算架 桥 机 的整体 纵 向稳 定 性 , 时作 用架 桥 计 此 机 上 的载荷 主要 有金 属结 构 自重 , 重行 车 自重 , 起 电 器 设备 自重 , 各机 构 的 自重 , 起重 行 车的起 升载 荷 前

尺 寸 限 制 支 腿 截 面 尺 寸
,

小, 为细 长杆 , 应对 前 支腿进 行整 体稳 定性 计 算 . () 7 前悬 臂梁 的强 度 和刚度 验算 当辅 助 行 车 吊运 下 导 梁 至 右端 极 限 位置 时 , 前 悬 臂 根部 要进 行强 度计 算 ,同时 还要 计算 辅 助行 车 在右端 极 限位 置 时前悬 臂梁 的挠 度 .

腿 面 出于安 墨考 虑 , 载荷 应 乘 需 3各 的 分. 平) 各 童 全性 工 叫衲 荷 析 以 直要 一定 的折 口一 况 载
,

算 系数 ,稳定 性 的计算 方 法及 折算 系数 的取 值参 照 G 8 8{ 重机 设计 规范 》 行 , 应 注意 , 生 B3 1-3起 1 进 但 产 倾 覆力 矩 的载荷 折算 系 数 大于 1 ,产生 抗倾 覆 力 矩 的 载荷折算 系数小 于 1 . ( ) 工作 状态 架桥 机 的防 风稳定 性 2非

架 桥机 架 梁时要 完 成 吊梁起 升 , 吊梁 运行 , 向 横 位 置调 整 , 落梁 4种 动作 , 工要 求 4种动 作单 独实 施 现 , 组合 动 作 .本 文 参 照 G 8 8 -《 重机 无 B3 1—333 起 1 设 计规 范》 载荷 分类 与 载荷组 成结 合 架桥 机 的实际 情 况确定 了架桥 机 的计算 载荷 ,各 种计 算 工况都 有

此时应 以支座 34的连线为倾覆边线 ,计算架 , 桥 机 的整体 抗 风稳定 性 ,此 时承 受载荷 包 括金 属结
构 自重 , 重行 车 自重 , 起 电器 设 备 自重 , 机 构 的 自 各 重 及非 工作 状态 风载 , 载 的方 向垂直 于前 , 支腿 风 后 l 与主梁 所组 成 的 门架 平 面 ,计 算方 法及 折算 系数 的

3 种载荷组合 , 即载荷组合 I 载荷组合 I和载荷组 , I 合 I .载荷组 合 I 括起 升载 荷 , I I 包 自重 载荷 , 水平 惯
性 载荷 等基本 载荷 ,该组 合下 安全 系数 取 为 1 ; . 载 5 荷 组 合 I包括 等基 本 载荷 与偏 斜运 行侧 向力 ,工 作 I 状 态 风载 等 附加 载荷共 同作 用 ,该组 合 下安 全系 数

前 吊梁 行车起 吊梁前端 时 ,主梁左 侧悬 臂根 部 承 受很 大弯 矩 , 对 这一 截 面进行 强 度计 算 , 应 同时 要 计算 左侧 悬臂 的挠 度 . () 4 主梁跨 中附近 位置强 度 , 刚度 验算 前起 重行 车 吊梁前行 至 跨 中附近 位置 时 ,计算 该位置 截 面 的强度及 垂 向变 形 ,注意 该位 置不 在 正 跨 中, 该位 置 由固定 载荷 产生 的弯 矩及 移 动载荷 ( 前 起 重行 车及 其负 载 ) 响线 确 定 . 影 () 5 后支 腿 的强度 验算 前起 重行 车 吊梁 前行 至一定 位置 ,后起 重行 车

全 系数 取 为 11. .5 每种 载荷 组合 又有 多种 组合 方式 , 每 种组 合方 式都 应计 算 ,通 过 比较确 定受 力最 不利 情 况 , 情 况下应 满 足强 度 和稳定 性要 求 , 该 各种 计算 载 荷 重 机 设 计 规 范都 有 明确 的 计 算 公 式 及 确 定 方 法, 以下 为 架桥 机各 种计 算工 况下 的载 荷成 分 .
31 载 荷 组合 I .

该组 合共 分 3种组 合 方式 . ( ) 运 行 冲击 , 纵 向水 平惯性 力 . 1有 有 ( ) 运行 冲击 , 起 升冲击 , 2无 无 无起 升载荷 动 载 ,
有 横 向水平 惯性 力 .

吊梁起升时, 此时待架梁的重心位置位于最左侧 , 后


() 3有起 升 冲击 , 升载荷 动 载 . 起
'

3 一 6

缸 械

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32 载荷 组合 Ⅱ .

按 上述 分 析方 法 ,架桥 机 的结构 计算 量相 当 繁




该组合也分 3 种组合方式 .
() 1有运行冲击 , 纵向水平惯性力 , 有 有工作状 态 风载 , 有偏 斜运 行侧 向力 . () 2 无运 行 冲击 , 无起 升 冲击 , 无起 升载 荷动 载 , 有工作状态风载 , 有横向水平惯性力.
( ) 起 升 冲击 , 起 升 载 荷 动 载 , 工作 状 态 3有 有 有 风载 .

重, 实际计算时, 可省去应力较小的计算工况.笔者
承担的是前支腿 的结构设计及计算. 图 3为 T J0 L 90型 架 桥 机 前 支 腿 的受 力 分 析 图 , 中只 标 出 了集 中载 荷 , 属 结 构 的 自重 , 图 金 作用 在金属结构的风载为均布载荷 ,由计算程序 自动加
载 ,图 中未标 出.其 中金属 结构 自重 考 虑起 升冲 击 时 , 内要 把 自重 放 大 为 1 5倍 , 外 要 把 自重 缩 跨 . 0 跨

3 载荷组合Ⅲ - 3 该组合分 4 种组合方式. () 1动载试验状态下有运行冲击, 有纵向水平惯 性力 , 有偏 斜运行 侧 向力 .
( ) 载 试 验状 态 下 无运 行 冲击 , 起 升 冲 击 , 2动 无 无 起升 载荷 动载 , 横 向水 平 惯性 力 . 有

小为 0 5 .工作状态风压定为 20 / 2 起重机 . 倍 9 5 m ( N ( 设 计 规 范 ) B 8 l8 . 1. 4 ) G 3 1一32 . 2表 2,风 力 系 数 20 1 0起重机主梁高 3T, 5 根据《 .( 6 I长 0 I m, 起重机设计 规范 ) 3 1.3221. 6,风载 为 4 0 m ) 8 8 ..0 GB 1 4表 ) 0 N/ ,
图 3各集 中载荷 取值 见 表 1 ,因架桥 机 的起 升 机 构 采 用 变频 调速 , 且起 升 速度及 运 行速度 很 低 , 文起 本

() 3动载试验状态下有起升冲击, 有起升载荷动
载. ( ) 载试验 时结 构 自重 与试 验载 荷 . 4静

升 冲击系数取为 O 5跨外设备 自重 ) 1 5 跨内 .( 9 或 .( 0
设备 自 )运行冲击系数及起升载荷动载系数取为 重 , 1 5 . . 0

4 计算 实例


,


¨d , F 2
F ,
.


I
,

FI .
V / /

/
F 1

L- F
/

/ /

F1

P

图 : 卷 机自 合 ; 辅 天 自 合 为 起 行 吊 桥 /自 ;, 横 惯 中 为 扬 重 力 为 助 车 重 力;, 单 升 车 具, 梁1 重 为 向 性 2



表 1 各 种载 荷 组 合方 式 下载 荷 数 值





F
3,



,

Fs F々 F9 F L , ,

l

F

2, l , 4

Fl M. 金 属 结构 风 载 属 结构 3 , ,M2 金
Fl k 'm, s N ( 0
0

( n) N/? 0
0

自 重 冲 击 无


组 合 方 式 I 4 0 8 51 5 l 0 0 9
I I 2 4o 8 0 0 49 0 5

0
3 7

3 7
0

0
0

10 5
10 5

0
0

I 3 3 0 7 51 7 8 6 9 5

0

0

0

1 25 4

0

0

0



组 合 方 式 I. 4 o 8 51 7 I 0 0 9 5
I 1 I2 4 0 8 I o 0 Ⅲ l 4 0 8 o 0 495 O 567 0

0
37

3 7
0

2_ 02
2. 02

10 5
10 5

8 8
0

66 1
0

40 0
40 0




I 3 3 0 7 51 5 I 8 6 9 . 7

0
0

0
41 4

2. 0 2
0

1 25 4
10 5

0
96

0
62 7

4 0 0
0




组 合 方 式 Ⅲ 2 4 0 8 5 o 4 . 0 0 o 4 1 4 ] 1 1 Ⅲ 3 3 0 7 55 3 8 6 4 O
Ⅲ 4 o 8 0 0 607 5 0

0 0
0

0 O
0

10 5 1 25 4.
10 5

0 O
O

0 O
0

0 O
0

无 有


工 杠 敞 2 0 (1 0 5 1)

一 3 — 7

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磊 二一 设 用 重 感 选 的 <二 森 备 称 传 器 探 — 一一
长 安 大学" 路 施工 技术 - 道 9装备 " 育部 重 点 实验 室 童 占荣 张翔 生 教



要: 介绍混凝土搅拌设备对 称重系统的基本要求和称重传感器 的作业 条件 , 析 了常 2 分 }

用的搅拌设备用称重传感器的工作原理和结构形式, 指出在选型时需要考虑的几个因素, 建议 l
j根据搅拌设备 的类型和规模 , 选用相应 的传感器 .

生产 高 性 能 混凝 土 除 了要 正 确 选 用 原材 料 , 确 定 合 理 的工艺 参数 外 ,尤其 要考 虑混 凝 土搅拌 设 备 中配 料 系统 的准确 度 ,配 比的 准确度 直接 影 响着 混 凝 土的性 能 . 混凝 土搅 拌设 备 的称重 系统 按计 量参 数 的不 同 可分 为质 量式 称重 和容 积式 称量 两种 形式 .质 量式 称 重 以质 量为 计量参 数 ,通 过在 料仓 的相 应位 置使

用 传感 器 , 质量 参数 转 化为传 感 器 电阻 的变化 , 把 再 通 过 电桥 电路 把 电阻 的变 化 ,转 化 为 电压 输 出 , 然 后 , 照一定 的计 算机 程 序分 析 和计算 , 电压转 化 按 把 为 质量 , 实现 称重 控制 , 即电子 称重 控制 .该 称重 系 统 计量 精 确 , 用 于水 泥 , , 和水 等 各 种材 料 的 适 砂 石 称 重 . 积式 称量 以容 积 为 }量参 数 , 理 水泥称 量 容 I 处 所 采用 的螺 旋输送 器 或垂 直斗 式提 升机 ,就 属 于容

工 况

I l

I 2

I 3

I1 I

I2 I

I3 I

Ⅲl

Ⅲ2

Ⅲ3



最 大 应 力 ( a MP )

18 2- 2

1 81 3

1 85 2.

1 51 5

1 51 6.

148 5.

184 3.

199 4.

16 3. 0

147 4.

屈 服 强 度 ( a MP )

3 50 4.

琴 用M ) 1 全引a 1 l 焊 P 2 霾 缝 力 3 安 ( 许 P 许) 应( 系a 用 力 数M 9 0 5 . . 5 0
强度储备 ( %) 3. 44 2 9 4

3. 43

2. 97

2 1 2 5 - 0 9 3 3 . 4 5
2. 51

2. 98

4. 5 7

4- 1 2

2 3 1 5 0 . 5 0 1 . 5 0
4. 67

4. 33

算 采 用 A YS软件 结 合 传 统 的计 算 方 法完 成 , NS 用 AP L语 言编 制 了通 用程 序 ,只要 对 个别 参 数稍 加 D 修 改 , 可 把各种 载 荷组 合下 的结 果快 速算 出 , 限 便 有 元 分析 计算 完成 后 , 提取 内力 , 用传 统 的计算 方法 验 算 复合 应力 及整 体稳 定性 .

AP L语 言 遍制 了通用 程序 ,只要 对个 别 参数 稍 加 D 修 改 , 可把 各种 载荷 组合 下 的结果 快速 算 出 . 便
参 考 文 献

1 GB 8 8 起 重 机 设 计 规 范 3 1 -3 1 2 王 金 诺 , 兰 峰 . 重 运 输 机 金 属 结 构 . 京 : 国铁 于 起 北 中 道 出版 社 ,0 2 2 0 3 T / 0 0 .-0 3 铁 道 架 桥 机 架 梁 规 程 B114 112 0 r

5 结论
由于计算 机应 用 的普及 ,完成 复杂 的计算 已不 再 困难 , 桥 机金 属结 构计 算 时 , 架 关键 的问题是 分 清 工况 , 确定 准 各种 计 算 载荷 , 文 分 析 了 T J0 本 L90架 桥 机 的各 种 计 算 工 况 , 照 G 8 —3 起 重 机 设 参 B3 1 8 《 1

4 张质文 , 和谦 , 虞 王金诺等. 起重机设计手册. 北京 : 中
国铁 道 出版 社 ,9 8 19

计规范》对各种工况下架桥机所承受载荷计算做出 了详细说明 ,通过 A S 建立 了梁单元模型 , N YS 用


通 信 地 址 : 家 庄铁 道学 院机 械 T程 分 院 ( 5 0 3) 石 004

( 稿 日期 :0 5 0 — 1 收 20—6 1 )

3 一 8

和拭

20 1 ) 0 5(1

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