淺談135 m跨6 t雙索纜索式起重機(jī)設(shè)計計算

徐開華

(成都市第四建筑工程公司, 四川成都 610000)

[定稿日期]2017-09-07

根據(jù)中央“三農(nóng)”工作的部署和要求，交通部黨組提出“修好農(nóng)村路，服務(wù)城鎮(zhèn)化，讓農(nóng)民兄弟走上瀝青路和水泥路”的發(fā)展目標(biāo)，啟動了新中國成立以來規(guī)模最大的農(nóng)村公路橋梁建設(shè)。本文就我公司承建的雅安小關(guān)子電站“兩橋一路”改線工程的水渠改造、拱橋架設(shè)、道路施工過程中，拱架吊裝、拱圈砌筑、橋面板鋪設(shè)，施工機(jī)具及建筑材料起重運(yùn)輸?shù)龋柙趯毰d河上架設(shè)纜索式起重機(jī)，作為工程施工的起重運(yùn)輸設(shè)備，現(xiàn)將1#橋用135 m跨6 t雙索纜索式起重機(jī)設(shè)計計算作如下介紹(圖1)。

圖1 1#橋用纜索式起重機(jī)示意

1 設(shè)計依據(jù)

(1) 跨度：首先根據(jù)施工現(xiàn)場地形確定兩岸地錨位置，用經(jīng)緯儀測的兩岸地錨之間凈距為165 m。由于兩岸地錨高差為24 m，故在梁底錨連線上距寶興岸地錨30 m處立20 m高塔架一座，則所設(shè)計纜式起重機(jī)的跨度為：L=165-30=135m

(2) 最大起重量：根據(jù)施工方案中提供的數(shù)據(jù)，所需起吊的貨物單件最重為5.5 t，故設(shè)計該纜索式起重機(jī)的額定重量為：Q=6 t

(3) 起重小車、起重滑車組和索具總重取P=0.25Q=1.5 t

(4) 兩端支撐點位于標(biāo)高，其高度為：h=29-22=7 m

(5) 鋼絲繩選用：

承重索：6×(19)-43-170 破斷拉力T1=101.15 t 自重q1=6.3 kg/m

牽引索：6×(37)-17.5-170 破斷拉力T2=15.54 t 自重q2=1.048 kg/m

起重索：6×(37)-17.5-170 破斷拉力T3=15.54 t 自重q3=1.048 kg/m

(6) 兩支撐點之間的傾角為β

β=2.970

2 設(shè)計計算

2.1 承重索拉力T計算

其中k1=1.1，為動載系數(shù)

f=0.05L=135×0.05=6.75 m，為工作垂度

G=2q1·L=6.3×135×2=1701 kg，為承重索自重，承重索受拉力Tc： 則：

每根承重索的工作拉力為：

考慮不均衡系數(shù)k2=1.1及傾角β有：

則承重鋼絲繩的安全系數(shù)為：

故可知承重鋼絲繩的安全系數(shù)合乎要求。

2.2 牽引索計算

考慮5個導(dǎo)向滑輪的阻力，實際拉力Ts:

可知牽引用卷揚(yáng)機(jī)用3 t即可。

則牽引索的安全系數(shù)為：

可知牽引索的安全系數(shù)合乎要求

2.3 起重索計算

采用二二起四，經(jīng)過兩只導(dǎo)向滑輪，起重索拉力TL:

可知起重卷揚(yáng)機(jī)采用3 t即可。

則起重索的安全系數(shù)為：

可知起重索的安全系數(shù)合乎要求。

2.4 后纜風(fēng)索的計算

α=29.54°

由于后纜風(fēng)索是承重索延長而成，后纜風(fēng)索受拉力Th:

Kh=Kc×cosα=4.1×cos29.54=3.57>3

可知，后纜風(fēng)索的安全系數(shù)合乎要求。

2.5 塔架計算

在1#橋?qū)毰d岸距地錨30 m處設(shè)立一塔架，塔高20 m。索鞍用兩根256號工字鋼搭設(shè)，塔頂標(biāo)高為22 m。

塔架用80 t·m塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)架設(shè)，塔身截面尺寸為1.7 m×1.7 m，索頂用銷軸和M24高強(qiáng)度螺栓與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)聯(lián)接，塔架頂部四角拉纜風(fēng)繩穩(wěn)固，且纜風(fēng)繩與水平面夾角為30～45°(圖2)。

2.5.1 纜索重力

1.048)×135=1062.72 kg=1.063 t

2.5.2 起重跑車及載荷作用力

圖2 搭架受力計算示意

2.5.3 后纜風(fēng)繩的垂直分力

N3=Thsinα=51.44×sin29.54°=25.36 t

2.5.4 側(cè)纜風(fēng)繩的作用力

N4=2×2=4 t

式中對支持立柱不受力的纜風(fēng)繩的作用力按2 t計。

2.5.5 起重繩跑頭拉力所引起軸向壓力

N5=TL=1.8 t

2.5.6 牽引繩跑頭拉力所引起軸向壓力

N6=Ts=2.98 t

作用于支柱上的力的總和為：

N=N1+N2+N3+N4+N5+N6=

1.063+4.05+25.36+4+1.8+2.98= 39.253 t

由于塔架用80 t·m塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)架設(shè)而成，根據(jù)QTZ80A有關(guān)技術(shù)資料可知起臨界力Pcr>117t

則N

以上計算結(jié)構(gòu)證明塔架滿足穩(wěn)定要求。

2.6 地錨

1#橋雅安岸主地錨計算(略)。1#橋?qū)毰d岸主地錨計算(略)。

[1] 沈從周. 機(jī)械設(shè)備安裝手冊[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社，1986.

[2] 王官遜. 起重機(jī)設(shè)計手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1984.

[3] JGJ 276-2012 建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].