1、100T龍門吊設(shè)計(jì)書 100T龍門吊設(shè)計(jì)書中鐵二十局一公司李建軍整理1、設(shè)計(jì)要求本龍門吊為*工地吊運(yùn)55米T梁而設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)須滿足以下要求：最大起重量：1000KN；起重高度：10m；凈寬： 12m；適用縱向坡度：3%；龍門吊采用N型萬能桿件拼裝，本設(shè)計(jì)僅為該吊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)備根據(jù)施工需要另自行設(shè)計(jì)或選用。2、龍門吊尺寸擬定根據(jù)設(shè)計(jì)要求及N型萬能桿件定型尺寸，擬定龍門吊門架凈寬12m，凈高10m（不含行走系統(tǒng)高度），驗(yàn)算時(shí)行走系統(tǒng)高度按1.6m考慮，天車外輪廓尺寸按32m2考慮。主梁采用三角形斷面桁架式雙主梁，行走系統(tǒng)采用4臺(tái)行走臺(tái)車，每臺(tái)行走臺(tái)車布置4個(gè)輪子，行走軌道采用P50

2、鋼軌，雙軌道布置。龍門吊具體構(gòu)造如圖-1所示。 100T龍門吊構(gòu)造圖 圖-1 (單位：cm)3、輪壓計(jì)算3.1荷載計(jì)算3.1.1 恒載經(jīng)初步估算主桁架按，塔架按計(jì)算，則：主桁架自重塔架自重走行結(jié)構(gòu)新制桿件及車輪等按100KN估計(jì)。恒載總重：恒載產(chǎn)生的支反力： 活載及風(fēng)載產(chǎn)生支反力計(jì)算模型 圖-2 （單位：cm）3.1.2 活載根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（中國鐵道出版社）推薦值起重量100T的雙梁吊鉤式龍門起重機(jī)天車輪壓為385KN（其中含天車、吊鉤等自重，且已考慮沖擊系數(shù)），因而活載總重，則活載產(chǎn)生的最大支反力為：式中： Q活活載總重； k 沖擊系數(shù)，Q活中已考慮，故??； l =14m； ，起吊天車重

3、心至塔架中心線最小距離；故，3.1.3 縱向風(fēng)力計(jì)算按式-1計(jì)算風(fēng)力： 式-1式中：W風(fēng)壓，取600Pa；K1迎風(fēng)面積折減系數(shù)，桁架取0.4，天車取1.0；K2空氣動(dòng)力系數(shù)，取1.5；則，天車風(fēng)力： 天車風(fēng)力產(chǎn)生的彎矩：橫梁風(fēng)力： 天車風(fēng)力產(chǎn)生的彎矩：塔架風(fēng)力： 天車風(fēng)力產(chǎn)生的彎矩：風(fēng)力對(duì)龍門吊產(chǎn)生的總彎矩：總風(fēng)力產(chǎn)生的支反力： 3.2荷載組合及輪壓檢算受力最大的一組輪子總壓力為： 采用600輪子，其允許壓力為一組輪子數(shù) 故，每組輪子取4個(gè)600輪子滿足最大起重要求。4、龍門吊縱向穩(wěn)定性檢算 縱向穩(wěn)定計(jì)算模型 圖-3 （單位：cm）注：圖中未示出3%的縱向坡度，Q恒X、Q恒Y為龍門吊自重處于3

4、%縱坡上時(shí)X、Y方向上的分力，龍門吊重心偏安全的取橫梁底部即y=11.6m處。4.1 縱向風(fēng)力產(chǎn)生的傾覆力矩由3.1.3節(jié)計(jì)算可得，縱向風(fēng)力產(chǎn)生的傾覆力矩為：4.2 慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩按牛頓第二定律計(jì)算慣性力，則取龍門吊縱移速度，加速時(shí)長(zhǎng)取2s，則加速度。4.2.1 天車產(chǎn)生的慣性力力矩取天車重，則 慣性力力矩： 4.2.2 橫梁產(chǎn)生的慣性力力矩橫梁自重，則慣性力力矩： 4.2.3 塔架產(chǎn)生的慣性力力矩塔架自重，則慣性力力矩： 龍門吊慣性力所產(chǎn)生的總力矩：4.3 自重分力力矩由3.1.1節(jié)可知龍門吊總重：，作用于3%的斜坡上時(shí)其X、Y方向的分力分別為： 自重在X方向產(chǎn)生的傾覆力矩： 自重在Y

5、方向產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩： 4.4 起重分力力矩起重量按計(jì)，作用于3%的斜坡上時(shí)其X、Y方向的分力分別為： 起重時(shí)在X方向產(chǎn)生的傾覆力矩： 起重力作用點(diǎn)取天車重心位置，則， 起重時(shí)在Y方向產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩： 4.5 力矩組合及穩(wěn)定性驗(yàn)算龍門吊自行時(shí)的穩(wěn)定性： 總傾覆力矩 總穩(wěn)定力矩 穩(wěn)定性： ，故，合格！龍門吊負(fù)載時(shí)的穩(wěn)定性： 總傾覆力矩 總穩(wěn)定力矩 穩(wěn)定性： ，故，合格！5、龍門架各桿件的內(nèi)力計(jì)算及截面選擇5.1 桿件內(nèi)力計(jì)算桿件內(nèi)力計(jì)算采用通用有限元軟件ANSYS 建立空間桁架模型(如圖-4示)進(jìn)行分析。計(jì)算內(nèi)力時(shí)，假設(shè)荷載作用于節(jié)點(diǎn)上，活載按每主梁受兩個(gè)天車輪壓（共4個(gè)輪壓）計(jì)，作用于桁架上弦相鄰兩節(jié)點(diǎn)上，取。恒載：主梁按15KN/m計(jì)，則每節(jié)點(diǎn)作用恒載為30KN/m，均作用于主梁桁架上弦節(jié)點(diǎn)上，主梁水平桁架自重忽略不計(jì)；塔架按9.0KN/m計(jì)，則每節(jié)點(diǎn)作用恒載為，均作用于塔架頂部節(jié)點(diǎn)上。各桿件取圖-5三工況中最大軸向力控制選取桿件截面。圖-4 龍門架空間分析模型圖-5 各工況力學(xué)模型節(jié)點(diǎn)編號(hào)示意圖 圖-6 注：節(jié)點(diǎn)編號(hào)由排號(hào)和點(diǎn)號(hào)構(gòu)成，如圖中a01，其中a為節(jié)點(diǎn)所在桁架排編號(hào)，01為同排桁架內(nèi)節(jié)點(diǎn)號(hào)，如101則表示第一排桁架內(nèi)編號(hào)為01的節(jié)點(diǎn)。各桿件軸力見附件1桁架各桿件軸力表。5.2 預(yù)拱度設(shè)置工況一各桿件總位移圖 圖-7工況一Y方向位移圖 圖-8顯然，工況一時(shí)龍門