60T龙门吊设计计算书midas)

（K27+000～K47+977.265）

60T龙门吊计算书

编制：  侯兆隆、吴晓栋  

审核：      钱  江      

审批：      田连民      

1、计算依据

1.1、《灌阳至凤凰高速公路NO.1合同段60T龙门吊设计图》；

1.2、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）；

1.3、《装配式公路钢桥多用途使作手册》（人民交通出版社）；

1.4、《起重机设计规范》（GB/T 3811-2008）；

1.5、《机械设计手册》；

1.6、《钢结构设计手册》。

2、龙门吊总体结构

60T龙门吊采用轨道行走式，轨道间距25m，净高约9m。门吊主梁采用三角桁架组拼，每个主梁采用2排三角架，门吊支腿采用钢管结构，主支腿采用φ325×10钢管、副支腿采用Φ219×6钢管管；卷扬机最大输出张力8t，卷扬机与80t滑车组相连，滑车组绕12线，龙门吊总体构造见图2-1。

图2-1  60T龙门吊总体构造图

3、计算荷载

3.1、 计算荷载

(1) 结构自重荷载由MIDAS  CIVIL2010计算程序自动计算。

(2) 起升荷载：

吊重荷载600kN，吊具30kN，起吊小车80kN

合计：

吊车与轨道接触长度度为1.93m，故线性荷载Qd=710KN/1.93m=183.94KN/m

(3) 起吊小车行走制动荷载：

按起升荷载10%取值，

吊车与轨道接触长度度为1.93m，故线性荷载Qz=710KN/1.93m=18.39KN/m

(4) 风荷载：

因风荷载对龙门吊影响甚微，故不作考虑

3.2、 荷载组合

组合1：小车起吊重物在跨中横梁上行走

承载力验算：1.1×（1）+1.2×（2）+1.2×（3）

变形验算：1.1×（1）+（2）+（3）

组合2：小车起吊重物在边跨横梁上行走

承载力验算：1.1×（1）+1.2×（2）+1.2×（3）

变形验算：1.1×（1）+（2）+（3）

4、龙门吊结构计算

4.1、吊具计算

龙门吊起重设备采用卷扬机起吊，卷扬机最大输出张力8t，卷扬机与80t滑车组相连，滑车组绕12线，钢丝绳直径24mm、最大破断拉力317KN，取安全系数5，则吊具理论吊装重量317×12/5=760.8KN＞1.1×(600+30)=693KN，满足要求。

4.2、起吊平车吊梁计算

起吊平车轨道间距2m，吊梁采用HW428×407型钢，吊梁跨中承受吊重荷载及吊具荷载：。

(1) 吊梁计算

HW428×407截面参数：

，，，，

弯矩

剪力

(2) 吊耳计算

起吊平车吊梁连接吊耳结构见图4-1所示。

图4-1  60T龙门吊总体构造图

① 焊缝强度计算

吊耳连接焊缝采用角焊缝，设计焊缝高度不小于10mm，焊缝强度按100MPa计。

吊板焊缝抗拉应力：

② 销接强度计算

耳板厚度为20mm，销孔加强板厚度10mm，销轴直径110mm，销轴材质为Cr40。

耳板销孔抗剪应力：

耳板销孔抗压应力：

销轴抗剪应力：

4.3 、龙门吊主梁、支腿结构计算

龙门吊主梁、支腿结构计算采用有限元计算软件MIDAS CIVIL2010计算。

4.3.1、模型建立

龙门吊所有杆件均采用梁单元；主梁连接框、均横梁、稳定杆等铰接杆件释放其梁端约束，小车轨道与上弦杆、主梁与支座的连接采用弹性连接中的刚接，主副支座支腿采用公用节点进行刚接，将支腿进行固定并释放X轴方向的转动约束；重力荷载程序自动计入，起升荷载及起吊小车行走制动荷载均采用均布荷载。龙门吊结构计算模型如图4-2所示。

图4-2  门吊结构计算模型（小车在中跨）

4.3.2、组合1验算

组合1为小车起吊重物在跨中横梁上行走，承载力按1.1×（1）+1.2×（2）+1.2×（3）进行验算；变形验算：1.1×（1）+（2）+（3）。

1)承载力验算

承载计算结果如图4-3所示，可见其最大应力在跨中为188MPa<215MPa，故知其承载力满足规范要求。

图4-3 应力图

2)变形验算

变形结果如图4-4所示，可见其最大变形在跨中为4.9cm<25/400=6.25cm，故知其变形能满足规范要求。

图4-4 位移图

4.3.3、组合2验算

组合2为小车起吊重物在边跨横梁上行走，承载力验算按1.2×（1）+1.2×（2）+1.2×（3）；变形验算：1.1×（1）+（2）+（3）。

1)承载力验算

承载计算结果如图4-5所示，可见其最大应力在跨中为167MPa<215MPa，故知其承载力满足规范要求。

图4-5 应力图

2)变形验算

变形结果如图4-6所示，可见其最大变形在跨中为4.9cm<25/400=6.25cm，故知其变形能满足规范要求。

图4-6 位移图

4、结论

经过计算进行验算可知，龙门吊各项受力及变形指标均满足规范要求，另因计算软件本身为杆系计算，故会导致小车轨道及主支座等个别地方出现应力集中现象，而现实中节点连接均是面面接触，根据设计经验及应力大小可以忽略其影响，从而提高工作效率。