TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 2\o"CurrentDocument"第2章載荷計算 6\o"CurrentDocument"2.1尺寸設(shè)計 6橋架尺寸的確定 6主梁尺寸 6端梁尺寸 6\o"CurrentDocument"2.2固定載荷 72.3小車輪壓 8\o"CurrentDocument"2.4動力效應(yīng)系數(shù) 9\o"CurrentDocument"2.5慣性載荷 9\o"CurrentDocument"2.6偏斜運行側(cè)向力 10\o"CurrentDocument"2.6.1滿載小車在主梁跨中央 102.6.2滿載小車在主梁左端極限位置 11\o"CurrentDocument"2.7扭轉(zhuǎn)載荷 11\o"CurrentDocument"第3章主梁計算 13\o"CurrentDocument"3.1內(nèi)力 13\o"CurrentDocument"3.1.1垂直載荷 133.1.2水平載荷 153.2強度 17\o"CurrentDocument"3.3主梁穩(wěn)定性 213.3.1整體穩(wěn)定性 213.3.2局部穩(wěn)定性 21\o"CurrentDocument"第4章端梁計算 22\o"CurrentDocument"4.1載荷與內(nèi)力 224.1.1垂直載荷 224.1.2水平載荷 24\o"CurrentDocument"4.2疲勞強度 274.2.1彎板翼緣焊縫 274.2.2端梁中央拼接截面 28\o"CurrentDocument"穩(wěn)定性 29\o"CurrentDocument"端梁拼接 304.4.1內(nèi)力及分配 304.4.2翼緣拼接計算 324.4.3腹板拼接計算 334.4.4端梁拼接接截面1-1的強度 35\o"CurrentDocument"第5章主梁和端梁的連接 37\o"CurrentDocument"第6章總結(jié) 38參考文獻 40第1章緒論橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易梁橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成。起升機構(gòu)包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)等部件的機架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起重機運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用制動器、減速器和電動機分散安裝的驅(qū)動方式。起重機運行機構(gòu)一般只用兩個主動和兩個從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和兩根端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主梁的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適于成批生產(chǎn)，但自重較大。偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復(fù)雜。四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平面桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu)，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其它結(jié)構(gòu)相比，外形尺寸大，制造較復(fù)雜，疲勞強度較低，已較少生產(chǎn)。空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。橋式起重機分類：1） 普通橋式起重機主要采用電力驅(qū)動，一般是在司機室內(nèi)操縱，也有遠距離控制的。起重量可達五百噸，跨度可達60米。2） 簡易梁橋式起重機又稱梁式起重機，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主梁是由工字鋼或其它型鋼和板鋼組成的簡單截面梁，用手拉葫蘆或電動葫蘆配上簡易小車作為起重小車，小車一般在工字梁的下翼緣上運行。橋架可以沿高架上面的軌道運行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運行，這種起重機稱為懸掛梁式起重機。3） 冶金專用橋式起重機在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機構(gòu)或裝置。這種起重機的工作特點是使用頻繁、條件惡劣，工作級別較高。主要有五種類型。4） 鑄造起重機：供吊運鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。主小車吊運盛桶，副小車進行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作。5） 夾鉗起重機：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運到深坑均熱爐中，或把它取出放到運錠車上。6） 脫錠起重機：用以把鋼錠從鋼錠模中強制脫出。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機用項桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠。7） 加料起重機：用以將爐料加到平爐中。主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動料箱并將它送入爐內(nèi)。主柱可繞垂直軸回轉(zhuǎn)，挑桿可上下擺動和回轉(zhuǎn)。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。8） 鍛造起重機：用以與水壓機配合鍛造大型工件。主小車吊鉤上懸掛特殊翻料器，用以支持和翻轉(zhuǎn)工件；副小車用來抬起工件。在設(shè)計過程中，結(jié)合起重機的實際工作條件，注意了以下幾方面的要求：整臺起重機與廠方建筑物的配合，以及小車與橋架的配合要恰當。小車與橋架的相互配合，主要在于：小車軌距（車輪中心線間的水平距離）和橋架上的小車軌距應(yīng)相同，其次，在于小車的緩沖器與橋架上的擋鐵位置要配合好，小車的撞尺和橋架上的行程限位裝置要配合好。小車的平面布置愈緊湊小車愈能跑到靠近橋架的兩端，起重機工作范圍也就愈大。小車的高度小，相應(yīng)的可使起重機的高度減小，從而降低了廠房建筑物的高度。小車上機構(gòu)的布置及同一機構(gòu)中各零件間的配合要求適當。起升機構(gòu)和小車平面的布置要合理，二者之間的距離不應(yīng)太小，否則維修不便，或造成小車架難以設(shè)計。但也不應(yīng)太大，否則小車就不緊湊。小車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個要求，則可以獲得最小的車輪，輪軸及軸承箱的尺寸，并且使起重機橋架主梁上受到均勻的載荷。一般最大輪壓不應(yīng)該超過平均輪壓得20%。小車架上的機構(gòu)與小車架配合要適當。為使小車上的起升、運行機構(gòu)與小車架配合得好，要求二者之間的配合尺寸相符；連接零件選擇適當和安裝方便。在設(shè)計原則上，要以機構(gòu)為主，盡量用小車架去配合機構(gòu)；同時機構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造和運行機構(gòu)的要求設(shè)計，但在不影響機構(gòu)的工作的條件下，機構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車架的設(shè)計，使其構(gòu)造簡單，合理和便于制造。盡量選用標準零部件，以提高設(shè)計與制造的工作效率，降低生產(chǎn)成本。小車各部分的設(shè)計應(yīng)考慮制造，安裝和維護檢修的方便，盡量保證各部件拆下修理時而不需要移動鄰近的部件。總之，要兼顧各個方面的相互關(guān)系，做到個部分之間的配合良好。

本次設(shè)計為10.5t電動雙梁吊鉤橋式起重機設(shè)計，我在參觀，實習(xí)和借鑒各種文獻資料的基礎(chǔ)上，同時在老師的精心指導(dǎo)下及本組成員的共同努力下完成的。本次設(shè)計的主要參數(shù)入下表所示起重量(t)跨度(m)工作級別起升高度(m)起升速度(m/min)小車運行速度(m/min)大車運行速度(m/min)輪距(m)小車自重(t)起重機總重(t)12.510.5A58845852.45.317.8第2章載荷計算2.1尺寸設(shè)計2.1.1.橋架尺寸的確定,11、 ，11、 一Bo=(4~6)L=(4~6)x10.5=2.51?1.36m取B0=1400mm根據(jù)小車軌距和中軌箱型梁寬度以及大車運行機構(gòu)的設(shè)置，取B=3000mm2.1.2.主梁尺寸1 1、高度h=( )L=618?750mm1417取腹板高度h0=700mm腹板厚度5=6mm翼緣板厚度50=10mm翼緣板寬度b0=400mm主梁總高度H=h+25=720mm主梁寬度b=(0.5?0.9)H=360~648mm取b=600mm^—=175mm且＞H=240mm60 3上下翼緣板相同，為10mmx350m2.1.3.端梁尺寸高度Ha1/2~1H=360~720mm，取H=360mm考慮大車輪安裝，端梁內(nèi)寬"0=270mm腹板高度h0=344mm總寬B=460mm，各板厚6=5=8mm,b=B=460mm端梁長度S2取4662mm.主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接式.2.2固定載荷（1） 梁自重：由“機械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計”（“參考文獻7”，在本說明書中適用）中公式7-26m=2h5pS（P-上） （2-1）G 3式中 h---梁的高度，單位mm8---箱形梁的兩塊腹板厚度，單位mmp---鋼材密度，取為Q235鋼，密度為7.85x10-3g/mm3S---梁的跨度，單位mmP---構(gòu)造系數(shù)。沒有加勁肋時，。=1.0。有橫向加勁肋時，。=1.2。所以單根主梁的質(zhì)量為m =2x720x16x7.85x10-3x10500x（1.0-1）G1 3=3283kg重量p=mg=3283x9.81N=32206N單根端梁的質(zhì)量為m =2x400xl6x7.85xl0-3x4110x（1.0-1）=548kg重量p =mg=548x9.81N=5381N；端梁均布載荷F均=5381/3=1794N/m（2）小車軌道質(zhì)量 查起重機課程設(shè)計（“參考文獻5”）中附表22軌道選用輕軌15（線密度q=15kg/m）。=S=15x10.5=247.5N1重量Pg=m]g=247.5x9.81=2410N重量(3)走臺、欄桿等質(zhì)量m2=i080kg重量P=mg=1080x9.81N=10557NGl2(4(3)走臺、欄桿等質(zhì)量m2=i080kg重量P=mg=1080x9.81N=10557NGl2(4)半橋架總重量PB「Pg1+Pg+Pg=47186N半橋架總質(zhì)量七mG1+m1+m2=481°@主梁的均布載荷PF=^B2=47186/10.5=2859.8N/mqs(5)一組大車運行機構(gòu)的重量：查書二中表7-3得Pg=5000N 重心作用位置l=1.5m。司機室重量：「g「ESN，重心作用位置1。二心。2.3小車輪壓Pq=m^g=10500N參考北京起重機研究所12.5t橋式雙梁起重機成品，小車質(zhì)量m=5300kgP=51993N查書二表7-4得小車輪壓為起升載荷為小車自重小車輪壓:P1=5600NP2=5700NP1=5600NP2=5700N空載輪壓P=空載輪壓P=Pgx/4=12998.252.4動力效應(yīng)系數(shù)^1=1.1起升動載系數(shù)。=。+Pv22min2q式中 4 =1.10;P =0.34；V =8m/min；起升速度；所以8=1.10+0.34x8/60=1.145運行沖擊系數(shù)8=1.1+0.058V據(jù)4 V式中 V=85m/min=1.42m/s；大車運行速度；H=1mm，軌道接頭處兩軌面高度差；所以8=1.1+0.058x1.42=1.1822.5慣性載荷大小車都是4個車輪，其中主動輪各占一半，按車輪打滑條件確定大小車運行的慣性力（1）一根主梁上的小車慣性力：考慮起升動載系數(shù)8，則小車輪壓為2P=8P=24045NP=8P=20610N；單根主梁上受到的總輪壓ZP=P+P=44655N（2）大車運行起制動慣性力（一根主梁上）小車質(zhì)量和總起升質(zhì)量產(chǎn)生的水平慣性力P小maH5 1式中4---動力效應(yīng)載荷系數(shù)，查書一表3-4取為1.5；5m=6010kg；a1---大車起制動平均加速度，為0.15m/s2PH=1.5X6010X0.15=1352N；由半橋架質(zhì)量引起的水平慣性力F=^ma=1.5X4810X0.15=1082.4NH5BQ1主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略。（3）小車起制動產(chǎn)生的水平慣性力P廣小ma2式中a2---小車起制動時平均加速度，為0.098/S2所以P'=1.5X6010X0.098=883NH2.6偏斜運行側(cè)向力2.6.1滿載小車在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓按圖2-3計算圖2-3、端梁總輪壓計算1, 、1 d、P=；(P+P)+八(2p)+p(1—亍)+p+pR1 2QGX2QGsLGjGd=i(49050+9908.1)+47186+14715(1-2.8/10.5)+4500+53812=74429.2N由_￡=10.5/3=3.5查得人=0.109；B2側(cè)向力［「IPR1入=1x74429.2x0.109=4800.7N2.6.2滿載小車在主梁左端極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓為(e應(yīng)稍大于小車軸距，取為1.5m)1e、1 d、P=(p+p)(】r)+(2p)+p(1—了)+p+pR2QGXL2QGsLGjGd=(49050+9908.1)(1-1.5/10.5)+47186+14715(1-2.8/10.5)+4500+5381=102879.4N側(cè)向力 Ps2=』P入=48270N2.7扭轉(zhuǎn)載荷

由于水平、垂直載荷對主梁截面的偏心作用，因而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)載荷(如圖2-4)。(e=0.56m,h=(440+91)mm=531mm=0.531m)走臺、欄桿的總重力P^及梁端機電設(shè)備重力P弓/引起的外扭矩：T=(P+P)e=(12557+4500)x0.56=9552N水平慣性力P〃引起移動集中外扭矩：T=Ph=1352x0.531=718NT—?圖2-4、主梁載荷偏心作用T—?圖2-4、主梁載荷偏心作用主梁受到的總扭矩為T=T+T=10270N第3章主梁計算3.1內(nèi)力3.1.1垂直載荷計算大車傳動側(cè)的主梁。在固定載荷與移動載荷作用下，主梁按簡支梁計算，如圖所示3-1圖3-1、主梁計算模型主梁距左支座x處由固定載荷引起的彎矩為:FF。F。P(l-1)—^qx-一^qX2+_^—Gjx+—4一~Gl o_由移動載荷小車輪壓的計算值P1和P2引起的支反力為:R=PLlX+PL弋BC)有移動載荷引起X截面的彎矩為：M=Rx=P土X+PL—*BC)x

由移動載荷和固定載荷共同引起距左支座距離X處截面的彎矩為:L—B Fl+4由移動載荷和固定載荷共同引起距左支座距離X處截面的彎矩為:L—B Fl+4P4Pl C+ q 4 G— 4 Gs0LM =[P+P lUk:F）x撲PlL2 4Gs0將公式（5-1）對x求一次導(dǎo)數(shù)并使之為0]x（3-1）dM G+p=0

dx[P+PL-BC+"'PGj-可得x= —2 Lpp2F—2（flGs0]將所得x值代入公式（5-1）后，求的主梁的最大彎矩為：l-BFl+4P。Pl[PPC+q4Gj— 4G0]2Mg+p= __2 【 2 L_+巾（Pl+Pl）max P+PF 4Gj1Gs04（-=333040.7N即m]=333040.7N當小車一個車輪輪壓P1例在左支座處時，主梁跨端截面上有最大剪力，最大剪力為:F廣P+P2坪c+2+4 （F +F廣P+P2坪c+2 4GjGsL=86180.5N滿載小車在跨中時，跨中下翼緣板下側(cè)的剪切力為:F=1,Zp（i—￡）p24 2S=24962N

3.1.2水平載荷作用在主梁跨中的最大水平彎矩為：M =08MG+paimax maxg式中a「---大車起制動時的平均加速度，為0.15m/s2；g----重力加速度，為9.81m/s2；4和動力系數(shù),4MG+p:；由下式計算得:24和動力系數(shù),4MG+p:；由下式計算得:2[,Lq^L-LL]212LPfP，F(xiàn) -—+PGl0+PGd'14( 2+——q)L2=304404.6N因此可得主梁最大水平彎矩為：M=M=0.8x304404.6x015=3723.6Nymax 9.811）水平慣性載荷：在水平載荷P及F口作用下，橋架按剛架計算。HHK=3b=1K=1.52a=2x(k-0.4)=1.3水平剛架計算模型示表圖3-2

圖3-2圖3-2、水平剛架計算模型①小車在跨中。剛架的計算系數(shù)為[=1.1342②小車在跨端?？缍怂郊羟辛椋篎 eF'h="T+PH(1~L=1770.6N偏斜側(cè)向力。在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平剛架分析(如圖3-3)圖3-3圖3-3、側(cè)向力作用下剛架的分析a=1.09m；b=0.7m；這時，計算系數(shù)為疽.295①小車在跨端。側(cè)向力為P=7925.7N超前力為PP=—

w2B=7925,7=1719.6NPP=—

w2L16.5端梁中點的軸力為N廣」p=859.8N端梁中點的水平剪切力為P=p（--二）=7925.7x（1- 13 ）=1444.4Nd2 S2 2Kr 23.16x1.2947s主梁跨端的水平彎矩為M=P2a+P2b=7925.7x1.09+1444.4x0.7=9650.1N.m主梁跨端的水平剪切力為F=P皿-nd=kp2=859.8N主梁跨端總的水平剪切力為Fh=F'^+F=2530.4N小車在跨端時，主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計算。3?2強度需要計算主梁跨中截面（如圖3-1a所示）危險點1、2、3、4的強度1）主腹板上邊緣1的應(yīng)力。=mx+yiix1 y1,333040.7x4403723.6x230、=（ + ）x106Pa2.5307 2.2509=58.3MPavQ]=。/n=235/1.34=175MPa式中n=1.34,為安全系數(shù)，從書一表4-11查?。?）主腹板上邊緣點2的應(yīng)力:主腹板邊至軌頂距離為h=144mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為b= %」m(2h+50)8y 11.158x240454 MPa(2x144+50)x7.45=11.1MPa垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為b=M,七=333040.7x430Mpa°0x一-廣一1.5962aX=56.6MPa水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為b=y=3723.6x203.7MPa=0.34MPa0y I2.2509y慣性載荷與側(cè)應(yīng)力對主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反，應(yīng)力很小，故不計算主梁上翼緣板的靜矩為S=8B(h—8)/2X04 1 0=10x460x(720-10)/2=2001000mm3=0.002m3主腹板上邊的切應(yīng)力為.="+二11￡82*810270,24962x0.00210270=( 1 )MPa2.5307x14.92x354525x7.45=3.268MPa點2的折算應(yīng)力為b0=b0+b0=56.94MPab=\，:b2+3T2

=l：56.942+3x3.2682=57.2MPavg〕〃T75MPa點3的應(yīng)力為q=、3=37236X2°-5MPa=0.34MPaV[q]=175MPa。，I2.2509y腹板對y軸的靜距為：FSpx30x 215S3=5“(200+7.45/2)=1.3xFSpx30x 215MPa=0.86MPa24962MPa=0.86MPa2x2.5307x7.45x10-6T nT n—2A0510270x1032x354525x7.45MPa=1.944MPaq3=Jqj+3(t0+T)2=J0.342+3x(0.86+1.944)2=4.87MPa4）點4處的局部彎曲應(yīng)力：翼緣板的實際載荷如圖（3-4）所示：根據(jù)軌道與翼緣板在力作用點處位移相等的變形協(xié)調(diào)條件，得接觸支撐力:F= P 196"21,a353

0式中a=500mm,為主梁小隔板間距；b=400mm,為主梁腹板間距；5°=10mm。為主梁翼緣板厚度。Kf=0.1514,為計算系數(shù)，從書一中表7-5查取。I=2220mm

圖3-4、翼緣板實際載荷圖圖3-4、翼緣板實際載荷圖因此F=24054因此F=196x0.1514x4002x22201+ 5003X103=568.64N小車軌道的高度h=91mm，軌道底寬q=76mm。取翼緣板壓力區(qū)長a=2h+50=2x91+50=232mm。d=胛2+b2=扣'2322+762=244mm。則k=ajb1=232/76=3.05；d/b=244/400=0.6查書一表7-6得：K=0.076；aK=1.061；b則翼緣板上表面的局部彎曲應(yīng)力：縱向b=—KF=—0.766x568.64=-43.6MPa；aaO2 10-40橫向b=—KF=—1.064x568.64=-60.5MPa；bbO2 10-40箱形梁翼緣板上表面還受整體彎曲應(yīng)力:b=56.94MPa；0翼緣板受雙向彎曲作用，應(yīng)驗算復(fù)合應(yīng)力：b=?：G+b)2+b2—b(b+b)=頊(56.94—43.6)2+60.52+60.5(56.94—43.6)=68.11MPaV[b]〃=175MPa軌道與翼緣板之間的接觸壓應(yīng)力不大，一般不需演算。橫隔板是軌道的支承，當小車輪位于橫隔板頂上時，隔板受最大輪壓，軌道的接頭應(yīng)盡量位于橫隔板處。3.3主梁穩(wěn)定性3.3.1整體穩(wěn)定性主梁高寬比h竺=720/600=1.2v3 (穩(wěn)定)b3.3.2局部穩(wěn)定性b0400翼緣板&0=10=40V50，穩(wěn)定；b翼緣板最大外伸部分50=40/10=4V15(穩(wěn)定)h0腹板 5=700/10=70V80不需要設(shè)置橫向加勁肋；不需要計算其截面慣性矩。第4章端梁計算端梁截面已初步選定，現(xiàn)進行具體計算端梁計算工況取滿載小車位于主梁跨端，大小車同時運行起制動及橋架偏斜4.1載荷與內(nèi)力4.1.1垂直載荷端梁按修改的鋼架尺寸計算，B0=1.4m,a=1.09m,b=0.7m,K=2b=1.4m,B=3m,七=0.265m。主梁最大支承力F=86180.5N；因FR作用點的變動引起的附加力矩為零；端梁自重載荷為Fq]=PG/B=1310.4N/m端梁在垂直載荷作用下按簡支梁計算如圖4-1端梁支反力為「「1F=F+一中FqBvdR24 1=86180.5+0.5*1.158*1310.4*3=89298.8N圖4-1、垂直載荷下端梁的計算截面1-1彎矩M]*§%?-；x^4Fq{y)2+Mr=89298.8x1.4/2-86180.5x1.4/2-(1.158/2)x1310.4x1.52+17580.8=113895.2N.m剪力F=0截面2-2彎矩1 、…M=Fa-—x中Fq(a+a)2+Mx2vd2 4 1 1 R=89289x1.09-0.5x1.158x1310.4x1.3552+17580.8=113510N.m剪力F=F-中Fq(a+a)v2vd4 1 1=89289-1028=88261N.m截面3-3彎矩M3=0剪力F=f^中Fqa=89289-1.158x1310.4x0.265=88887N.m4.1.2水平載荷端梁的水平載荷有匕、Fh、P2、＜g等，亦按簡支梁計算，如圖所示4-2截面1-1因尸推作用點外移引起的附加水平力矩為Mg=pX]=883x0.204=180N.m彎矩 M1=pa=883x1.09=962N.m鋼架水平支反力b 「FLPc(L-c)[RH—a(a+b)尸1‘2+"12L'1=8135.5N.

圖4-2、水平載荷下端梁的計算剪切力七1-1.7F=13830N軸力N廣fh=2630.4N截面2-2在P、F、P、p水平力作用下，端梁的水平支反力為HHs2xg匕=F"P.2+Pxg=8135.5+7925.7+883=16944.2N水平剪切力Fh2=F=16944.2N彎矩為M2=Fa=16944.2x1.09=18469.2Am截面3-3水平剪切力Fh3=F+mG2g/2=86180.5+549x9.81/2=88873.3N其他內(nèi)力小，不計算截面1-1的應(yīng)力計算需待端梁拼接設(shè)計合格后方可進行（按凈截面）截面2-2截面角點18469.2x2351.7757)18469.2x2351.7757)MPa=( +0.9719=38.2MPa<[°]〃=175MPa截面3-3端梁支承處為安裝大車輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板8mmx130mm），端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取h^=8mm，彎板兩個垂直面上都焊有車輪組定位墊板，彎板參與端梁承載工作，支承處截面如圖所示4-3。1）形心￡Ayii_8x470x196+2x8x184x100+2x8x130x28x470+2x8x184+2x8x130=118.4mm圖4-3端梁支承處截面慣性矩為I=58.6x106mm4中軸以上截面靜矩S=8x184x（205+4）=307648mm3上翼緣板靜矩S=8x470x（81.6-4）=291776mm31下翼緣板靜矩s2=8x260x（118.4-4）=237952mm3腹板中軸處的切應(yīng)力為…3=88873.3x37648、ySMPaf 215 2x56.6x106x87<[氣]=100MPaA=8784x上翼緣板切應(yīng)力為F88873.3T=RH3= .——=10.10MPa<[T]yA 8784x10-6端梁支承處的翼緣焊縫截面計算厚度(2x0.7x8mm=11.2mm)比腹板厚度(8mm)大，故焊縫不需驗算，截面3-3的水平彎矩小，忽略不計4.2疲勞強度端梁疲勞強度計算只考慮垂直載荷的作用4.2.1彎板翼緣焊縫驗算截面3-3的彎板翼緣焊縫滿載小車在梁跨端時，端梁截面3-3的最大剪切力為Fmax=Frh3=88873.3N空載小車位于跨中不移動時端梁的支反力為F^-BQ+i(P+P)+^G2vd 2 4GXQ 21 5381=0.5x47180+—x(12500+9908.1)+——4 2=31882.5N這時端梁截面3-3相應(yīng)的剪切力為F=f-Fa=31882.5-1309.2x0.265=31535.6N；minvd q11彎板翼緣焊縫的應(yīng)力為Tmax=Fmax52 =88873.3x237952=16.1MPa4x0.7xhxI 4x0.7x8x58.6x106T二min二——FmnS——=31535.6x237952=5〃2MPa4x0.7x氣xI 4x0.7x8x58.6x106

y=^min=5'2=0.355TTmaxW1按氣查的g]=133MPa，取拉伸式-1g尸

rl1.672]

-1- Q]、1—(1— -1—)r按氣查的g]=133MPa，取拉伸式-1g尸

rl1.672]

-1- Q]、1—(1— -1—)r0.45bb 1.67x133 =234.8MPa1331—(1————)0.28120.45x370[t ]=、4r，、:2234.8一―=166MPa■v2Lax=161=0.097V1.1；合格。[T]166r4.2.2端梁中央拼接截面根據(jù)端梁拼接設(shè)計，連接螺栓的布置形式已經(jīng)確定，可只計算受力大的翼緣板拼接截面1-1的內(nèi)力為M皿=M丁113895.2N.m空載小車位于跨中不移動，主梁跨端的支承力為Fr'=%+^(P+P)=ix47180+1x(12500+9809.1)=29192N2 4gxq2 4這時的端梁支反力為F)=31882.5N端梁拼接截面1-1的彎矩為…B_K'1 B、一M=f'—0—F———Fq(一)2

minm2r2 2 12=31882.5x1.4/2-29182x0.7-1309.2x1.52=31113.5N.m翼緣板的平均應(yīng)力（按毛截面計算）為c=MmaZ=113895.2x306.5MPa=35.5MPayI 0.9717X翼緣板傳遞的內(nèi)力為N=cA=35.5x8x470=133480N端梁拼接處翼緣板面上布置有4-021mm的螺栓孔，翼緣板凈截面積為￡=（470-4x21）x8=3110mm2應(yīng)力c=土=133480/3110=42.9MPaV[c]maxA nfy=^mz^^=31113.5=0.2732>0cM113895.2可見，在相同的循環(huán)工況下，應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。根據(jù)A7和Q235及帶孔板的應(yīng)力集中等級W2，查得[c1]=101MPa翼緣板拉伸疲勞需用應(yīng)力為[c]= 1.672」 = L67x122 =219.5MParl 1—（1—也J）r 1-（1- 122一）x0.268（ 0.45c） 0.45x370b若考慮垂直載荷與水平載荷同時作用，則計算應(yīng)力要大些腹板應(yīng)力較小，不再計算4.3穩(wěn)定性1）整體穩(wěn)定性h-=650/460=1.41V3（穩(wěn)定）b2）局部穩(wěn)定翼緣板土=270/8=33.75V60（穩(wěn)定）h0腹板紡=580/8=72.5<805故不需要設(shè)置加勁肋。4.4端梁拼接端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓連接，翼緣用雙面拼接板8mmx470mmx450mm及8mmx470mmx440mm腹板用單面拼接板8mmx470mmx570mm，精制螺栓選用M20mm，拼接構(gòu)造及螺栓布置如圖（6-4）所示1G-Q|,iao..|ipp圖4-4、 端梁拼接構(gòu)造4.4.1內(nèi)力及分配

滿載小車在跨端時，截面1-1的內(nèi)力為剪力F.=02M*aM2M*aM=B0x12*86180.5*1.091.4=52478N.m；2(FH+PH2(FH+PH)aM= — y1 B0=1196.6N.m；端梁的截面慣性矩為\=0.9719x109mm4I=1.7757x109mm4腹板對x和y軸的總慣性矩為I^=2.837x108mm4I=1.3843x108mm4翼緣對x和y軸的總慣性矩為I=6.8817x108mm4I=16.372x108mm4彎板分配I 2837M1:腹板Mf=M1-x=52478.6x-—=15513N.myxx1IX9.719M:y1腹板M=fyMy1I-fyIy13843=1196.6x238￡=93.1N.m17.758翼緣M=yyMy1IIy16372=1196.6x =1102.7N.m17.758I 68817翼緣M=Mt-=52478.6x =36965.6N.m水平剪切力分配剪力有上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板所受的剪切力為F1=2F1=6915N；A=470x6=2720mmA^=597x8=4786軸力分配軸力按截面積分配一塊翼緣板受軸力4776_A二二tX ……N'=N尹= .-"2=735.9NydA一塊腹板受軸力,一37即

A，'rX N'=N?= _--J2=579.3NfdA4.4.2翼緣拼接計算由M產(chǎn)生的翼緣軸力為613-8N，，=、=36965.6><103613-8yh-60一塊翼緣板總的軸力為N=n'+n，=579.3+61100=61679.3N；拼接縫一邊翼緣板上有5個螺栓，一個螺栓受力（剪切力）為P=N=61679=10335.9NyNn5M由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為M'=|M=551.4Nm

拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為-=迎=3，可按窄b100連接計算x=150mm,￡x拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為-=迎=3，可按窄b100連接計算x=150mm,￡x.2=4(502+1502)=100000mm2翼緣板角點螺栓的最大內(nèi)應(yīng)力為M'x551.4x103x150（=827.1Ny1100000角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為F=p+p=827.1+10335.9=13163NNy1yN水平剪切力％由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個螺栓的受力為F=^=^95=1383N角點螺栓的合成內(nèi)力為選精制螺栓M20mm,孑Ld=21mm,5=8mm一個螺栓的許用承載力為剪切[pi]=n業(yè)[ti]=2x兀X212x0.8Q]=96981N承壓[Pi]=d￡5[b]=21x8x1.8[。]=52920Nc cRV[Pi]（合格）4.4.3腹板拼接計算由M少對腹板產(chǎn)生的軸力為

—My—My=931^

fb+5410+8=222.7N一塊腹板總軸力為Nf=Nf+Nf=222.7+735.9=968.6N焊縫一邊腹板螺栓平均受力，一個螺栓受力為PfNN

=—fPfNN

=—f=

m968.616=60.5N腹板垂直彎矩M^由兩腹板承受，一塊腹板的彎矩為M'=iM=7757N.m

f2fx拼接縫一邊腹板上螺栓的布置尺寸為-=550=5.5>3,屬窄式連接b100\=550mm；￡y2=1102+3302+5502=423500mm2i腹板角點螺栓的最大內(nèi)力為P=半=775.7皿乂5505037=5037Nf1 2x4235002￡y2i腹板角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為Pf=p+Pf]=60.5+5037=5097.5N單剪螺栓的許用承載力一 兀X212[Pl]=1X X0.8X175=48490.6Nj 4p.V[P]（仍屬合格）4.4.4端梁拼接接截面1-1的強度因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面驗算強度同一截面中各板的螺栓孔對X和y軸的慣性矩為=21x8[8x（307-4）2+4x（552+1652+2752+3852）]=2.941x108mm