扒杆吊装安全性验算

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1、附件：T梁扒杆吊装安全性验算1 架桥设备扒杆扒杆是由两支型钢格构，在顶端用钢铰组成八字形，钢铰接处挂起起重滑车组，在下设置防滑钢丝绳或横拉杆，扒杆高度为18m。以承受水平推力。液压千斤顶两个100吨，用来把梁板顶到到运梁炮车上。卷扬机三台，每台5吨，功率分别为11Kw。卷扬机用来带动钢丝绳竖直吊梁，带动钢丝绳牵引运梁炮车和纵向定位梁板。起重滑车组两对，导向滑车组四个。卡环（卸扣）两个，安全承载力50吨。钢丝绳3根，其中两根用来竖直吊装梁版，一根用来纵向 扒杆骨架定位梁板。运梁炮车两辆，每辆50吨，用来运输梁板。骑马式钢丝绳夹若干 ，用来夹住缆风绳。抗风绳7根，直径24mm。2 扒杆纵向“钓鱼”

2、架设受力计算用设在安装孔墩台上的两副人字扒杆，配合运梁设备，以绞车相互牵吊，在梁下无支架，无导梁支托的情况下，把梁悬空掉过桥孔，再横移、落梁，就位安装。一般主扒杆高度不宜小于梁长的1/2，其有效高度不宜小于梁长的30%。2.1 牵吊绳张拉力吊梁过程中为了确保安全，在“钓鱼”的前阶段，钢丝绳不是吊着梁前面的吊环，而是捆着梁体，如图（1）所示。当梁体运输到靠近b墩时，再取回后面的钢丝绳改换后面捆住梁体，如图（2），然后再缓慢将梁移动前行，到盖梁的正上方时再下落到枕木上。这时再将前后钢丝绳改换到吊环上，将梁体精确定位。精确定位时前后方向由卷扬机带动一钢丝绳来调整，左右方向由两个链条葫芦来调整。架桥全

3、过程中，吊绳拉力与梁体轴线方向几乎都保持垂直，不会对梁体产生较大的轴力。图1 扒杆“钓鱼”架设图2 改换吊绳吊装的梁板标准长度为29.94m，现在选取其作为计算对象，其吊装重量为755kN。滑车组质量为250kg,19.5钢丝绳密度为1.327kg/m,其长度为815m，则钢丝绳的重量为：1.327815=159.24kg。吊具总重为：M=（250+159.24）10=2259.24N=2.259kN。图中：a=17.826-0.8-0.25-4=12.776 m，b=12.776+0.295=13.035m，l=30 m，l=1.5m，h1= h2=17.826m (1) (2)P预制梁重力

4、的1/2+吊具重力+冲击荷载K动荷载系数，对电动卷扬机为1.1；对手动卷扬机为1.0吊装重力为：P=0.5KG+M=0.51.1755+2.259=417.51kN因为，故x=0时，kN x=l时，kN当预制梁前端接近B墩，T1牵吊绳解下改系到梁的后端，T2牵吊绳全部承受梁的荷载时： (3) (4)由公式（3）得：由公式（4）得：2.2风缆的拉力这里的风缆拉力不是真正的风缆拉力，S1 、S2是两根风缆拉力的合力，吊装过程中拉力分别为： (5) (6)因为ab，则S1在时最大，此时x=14.925S2在时最大，此时x=15.0752.3 扒杆所受的竖直轴向力吊装荷载P产生的竖向力 (7) (8)

5、因为，故x=0时， x=l时， 起重滑车绕出绳对扒杆的压力起重滑车绕出绳对扒杆压力： (9)f-单个滑车转动阻力系数，对滚柱轴承取1.02；n-滑车组工作绳数，取10；k-导向滑车个数取1。 缆风绳初拉力对扒杆的竖直压力缆风绳由于自重会对扒杆产生一个初压力，计算式为： (10) (11)w1缆风绳的自重挠度，m，一般取l1的3%5%。型号为24，637的缆风绳，其长度密度为1.982kg/m，q=1.982kg/m=1.98210-2kN/m，=arctg（18/30)=30.964，l1=18/sin=34.985m，w1=0.04 l1=1.40m，由（11）式得：四根缆风绳对扒杆产生的总

6、压力由（11）得：N3=4sin30.9641.857=3.822kN3 典型截面内力计算 图3扒杆尺寸示意3.1边板就位时受力分析图4 就位时边梁受力平衡 图5 A点的受力平衡边梁吊装时重力P=0.5KG+M=0.51.1734+2.259=405.96 kN，扒杆两肢，每肢长度为18m，下脚间距为5m，两肢夹角为2，=arcsin(2.5/18)=7.984，扒杆尺寸示意如图（3）。边板就位时，横向必须有链条葫芦的保护，防止其向两边滑移。对梁体进行受力分析如图（4）。为了保证梁板精确就位，图（5）中d=0.45m。=arctg(2.5-0.45)/17.826=6.560 ，=-=1.42

7、4，=+=14.544。由图（4）钢丝绳拉力为： T=P/cos=405.96/cos6.560=408.634 kN。链条葫芦拉力为：H= Tsin=408.634sin6.560=46.684kN50 kN（链条葫芦的安全荷载为5t，符合要求。）图（5）以A点为对象进行受力分析，在力的三角形中由几何关系有：，求得：M=416.30kN起重滑车绕出绳对扒杆轴向压力：缆风绳对扒杆的轴向压力为：故扒杆所受的总轴向压力为：N=416.30+1.93+47.874=466.10kN吊装内梁时，扒杆所受的总竖直压力为：466.831kN故扒杆所受的总轴向压力为：故进行扒杆受力验算采用内梁验算即可。4

8、扒杆截面选择选用人字扒杆起重力500KN，高度为18米，采用格构式钢桅杆，截面尺寸中部为0.56*0. 56m，端部为0.30*0.30m，主肢型钢采用4-9010，参考钢结构设计原理其参数为截面积A=17.17cm2，惯性矩I=128.6cm4，重心矩Z0=2.59cm，回转半径i=1.76cm，缀条为505，其参数为截面积A1=4.8cm2，惯性矩I=11.21cm4，回转半径i=0.98cm。拔杆验算： 、拔杆的受力分析扒杆竖直轴向力：N=471.40kN扒杆所受的弯矩：作用于顶部弯矩M顶=N*e=471.4*0.3=70.71 KNm 中部弯矩M中=70.71/2=35.36KNm 扒

9、杆截面选择及验算：计算组合截面有关参数:Imax=4*(I+A(Bz/2-z)2=4*(128.6+17.17*(56/2-2.59)2 )=44858.9cm4Imin =4*(I+A(Bz/2-z)2 =4*(128.6+17.17*(30/2-2.59)2 ) =11091.7cm4A=4A=68.68 cm2 Imin/ Imax=0.25由于扒杆顶端的弯矩最大，进行顶部截面验算： N0/A+M0/（rWn）=471400/6868+70710000/(1.1*110917000/150) =155.57f=215MP，满足要求由于扒杆倾角=arcsin(2.5/18)=7.98410

10、，可不考虑扒杆底部水平推力的影响。扒杆中部的绕度最大，进行中部截面截面整体稳定性验算:求扒杆的换算长度l0查表15-47得u=1.3则 l0=uL=1.3*18=23.4m扒杆长细比x为x= l0/（Imax/A）=2340/44858.9/68.68=91.56桅杆的换算长细比h为h=(2x+40*AA1)=91.562+40*68.68/4.8=94.63h=150（满足要求）扒杆主肢型钢单肢稳定性验算:顶端截面主肢角钢内力：N0= N0/n+ N0m/2=471400/4+70.71*106/(2*(300-2*25.9) =260295.6N计算长度：l0=30 imin=iy=1.7

11、6 = l0/ imin=17.01查钢结构设计规范按b类由附表4.2查得=0.978 则有：(N/n+Nm/2)/ A=260295.6/0.978*1717=155.0MPf=215 MP中部截面主肢角钢内力： Ncp= Ncp/n+ N0m/2 =471400/4+35.36*106/(2*(560-2*25.9) =152639.5N 计算长度：l0=50 imin=iy=1.76 = l0/ imin=28.4 得=0.941 则(N/n+Nm/2)/ A=152639.5/0.941*1717=94.47f=215 MP 斜缀条稳定性验算:实际剪力：V=M0/L=70.71*106

12、/18000=3928N根据钢结构设计规范，得：计算剪力：V=Af/85(fx/235)=6868*215/85=17372N取两者较大的进行计算 取17372N单根斜缀条的轴向力N1=V/（2cosa）=17372/2/cos63.2=10763.9N l0=56/cos63.2=124.2cm i=0.98cm = l0/imin=124.2/0.98=126.7 由钢结构设计规范，查得=0.403 则有N1/A1=10763.9/0.403/480=55.64f(0.6+0.0015)=215*0.79=169.9MP经以上稳定性验算，选用的扒杆截面及型钢规格均可满足要求。5 混凝土锚碇

13、计算桥头地锚埋置在路基填筑压实层里，采用素混凝土地锚。浇注地锚时尽量将埋深，其几何尺寸为长3.0 m，宽1.5m，深2.5m，混凝土容重=25kN/m3，则混凝土地锚的重力为：G=2511.25=281.25 kN。根据地锚的几何形式，可按重力式地锚来验算。倾覆稳定性地锚倾覆时会绕某一点o转动（去掉表皮的松土和不稳定的风化岩50cm），N为被动压力，在自身重力能满足抗倾覆要求时是不存在的。由重力产生的稳定力矩：MG稳=p b=281.251.5=421.88M倾=S1sin =282.24sin30.70=144抗倾覆稳定性必须满足下式： (12)由式（12）得： 满足要求6 其它验算6.1

14、钢丝绳、缆风绳6.1 .1钢丝绳17.5钢丝绳的容许拉应力（安全荷载）为： (13) (14)Sb钢丝绳的剪破拉力；K1钢丝绳使用的安全系数，取K1=7；考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳，分别取0.85，0.82，0.80；滑车组采用5片10条的钢丝绳，Pg剪破拉力总和，近似Pg=100.5d2=100.5380.25=1901.2kN，由（13）、（14）式得： 满足要求缆风绳 缆风绳拉力为：Smax=282.24 kN缆风绳型号24，637，=0.82，查路桥施工计算手册表15-6得K1=3.5，Pg=358 kN。由（13）、（14）式得： 满足要求卷扬机额定牵N引力为50kN47.41 KN,满足要求。卸扣、滑车组、卸扣安全荷载为50t，即500 kN，满足吊装总重力471.4 kN。滑车组安全荷载为50t，即500 kN，满足吊装总重力471.4 kN。