一、架桥机各构件材料力学性能

1、I25a工字钢

截面积A=48.51cm3，每米重量30.08kg；

截面特性：I=5017cm⁴；W=401.4cm³；I/S_x=21.7cm；i_x=10.2cm；i_y=2.4cm

2、I40a工字钢

截面积A=86.1cm3，每米重量67.6kg；

截面特性：I=21714cm⁴；W=1086cm³；I/S_x=34.4cm；b=10.5mm，i_x=15.9cm；i_x=2.77cm。

3、[8槽钢

截面积A=10.24cm3，每米重量8.04kg；

截面特性：I=21714cm⁴；W=1086cm³； i_x=3.14cm，i_y=1.27cm。

4、φ240×15mm钢管

截面积A=106.03cm²；

截面特性：I=6739.5cm⁴；i=7.97cm。

上述型钢及钢管材料均采用Q235，弹性模量E=2.1×10⁵MPa，其容许应力：

对于临时结构，容许应力可以乘以1.3的提高系数，即

梁重按75t计算

二、纵向小车40a工字钢的验算

1、如下图所示，吊梁的时候，受弯最不利位置在40a工字钢的跨中，受剪最不利在端头。

受力简图：

 

 

2、荷载分析：

（1）40a工字钢自重：q₁=1.2*0.68=0.86KN/m

（2）预制梁传给一根工字钢的荷载：p1=1.4*75*10/8=131.3KN

（3）天车自重6t，传给一根工字钢荷载：p2=1.4*8*10/2=56KN

（4）梁体和天车转为一个天车的轮压为P3=（P1+P2）/2=93.55KN

3、受力计算

（1）最大弯矩Mmax=0.86*5*5/8+93.55*1.75=163.4KN.m，得到

σ_max=M_max/W=153.2MPa<［σ_w］=188.5MPa，满足要求

（2）最大剪力Qmax=0.86*0.5+(131.3+56)=187.7KN，所用得，

τ_max=Q_maxS/I_xb=51.25MPa<［τ］=110.5MPa，满足要求。

三、纵向小车立柱脚φ240*15mm钢管的验算

1、荷载分析：如上面图所示，钢管所承受的力是40a工字钢传来的力。最不利的时候，其大小与40a工字钢所承受的最大剪力相等。为N=Qmax=187.7KN

2、参数计算：钢管计算长度L=1.9m，i=7.97cm，计算长细比λ=1.9*100/7.97=23.84，查表得φ=0.957

3、内力计算

σ_max=N/（Aφ）=187. 7KN/（106.03cm²*0.975）=18.1 MPa<［σ］=182MPa，远远满足要求。

四、桁架的计算

1、桁架受力图

（1）桁架整体受力如下：

（2）上弦杆局部受弯图

局部受压按照一台天车的轮压对上弦杆的作用按三跨简支梁计算：

2、荷载分析

(1)预制梁通过纵向小车传给一片桁架的梁体自重：P₁=1.4*75*10/4=262.5KN

（2）小车重约6t，传给一片桁架梁的荷载为P₂=1.4*6*10/2=42KN

(2)一片桁架梁自重：q₁=1.2*2.24=2.69KN/m

（3）天车的一个轮压为P3= P₁+ P₂=152.3KN

3、荷载计算

（1）整体最大弯矩

Mmax=2.69*30*30/8+（262+42）*30/4=2582.6KN.m

（2）整体最大剪力

Qmax=2.69*30/2+（262+42）/2=192.4KN

（3）上弦杆局部最大弯矩

计算M_max0=38.43KN.m

4、内力分析

桁架尺寸图如下：

（1）弦杆内力

上下弦杆截面相等，上下弦杆轴心距为h=1.85m，得知上下弦杆轴力为：

N= Mmax/h=1396KN，上弦杆受压，下弦杆受拉。只需要验算得到上弦杆稳定就可以证明弦杆稳定。

上弦杆受弯方向的长细比λ=1.438*100/10.2=14.9，查表得知φ0.99。压弯构件的稳定公式为：

………………………………①

N=1396KN

M=M_max0=38.43KN.m

W=2*401.4cm³

φ=0.99

A=48.51*100*2=9702mm2

γ=1

=

=0.8，因为端弯矩使弦杆产生反向曲率

将上面数值代入①式得①=182.18<［σ_w］=188.5MPa，所以弦杆稳定。

（2）腹杆的内力

腹杆是2[8槽钢，根据图纸，可以计算得腹杆在水平面的投影长度为a=0.874m，腹杆的理论长度为b=2.046m，上下弦杆的轴心距为h=1.850m。由于最大剪力为Qmax=130.65KN，可知得知剪力在腹杆上的分力为N=0.5Qmax*b/h=0.5*192.4*2.046/1.85=106.39KN。腹杆的计算长度为理论长度，得l=b=2.046m。腹杆是双拼口对口焊接，2[8的弱轴回转半径i_x=1.94cm。得到λ=2.046*100/1.94=105.46，查表得φ=0.523。得到

σ_max=N/（Aφ）=106.39KN/（2*10.24cm²*0.523）=99.32 MPa<［σ］=182MPa。

经过验算，该架桥机满足吊装75t预制梁的要求。

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