梁式起重机单梁桥架结构设计

原始数据：起重量电动葫芦质量（含小车及吊钩），跨度，起升高度，起升速度（双速），葫芦运行速度（速度）起重机运行速度，吊钩最小下放距离，吊钩中心至大车轨道中心线距离：，，小车轮直径，轮距，小车轮数。大车直径，大车轮数，工作级别,材料，设计单梁桥架的主梁，端梁和主、端梁连接。

一、 总体设计

桥架主要尺寸和连接的确定

1、 大车轮距

，实取，。

2、 主梁尺寸

由于起重量和跨度都偏大，宜选用箱型截面主梁。主梁跨中部分截面的理想高度为，主梁两腹板外侧间距为，主梁翼缘宽度受AS型葫芦小车尺寸的限制，故取考虑箱型梁内部焊接的要求，两腹板外侧间距取为，按主梁整体稳定性条件，，实取，这样选定的主梁截面尺寸偏小，只能采用较厚的翼缘和腹板才能满足强度要求，选取翼缘厚度，腹板厚度。

主梁跨端高度与端梁相同。

3、 端梁尺寸

端梁高度为，取，考虑大车安装尺寸，端梁总宽取，腹板净间距，翼缘厚度，腹板厚度,

4、 主端梁连接采用凸缘法兰螺栓连接，其余均为焊缝连接，并尽量采用自动焊接，

桥架结构与主端梁截面图见表10.1

二、 主、端梁截面几何性质

主梁 ，

端梁

三、 主梁计算

1、 垂直载荷及应力

主梁自重载荷为，葫芦小车集中载荷（轮距较小，按合力计）为：，动力效应系数为： ，，采用最大的。

主梁跨中弯矩（小车在跨中），按简支梁计算

主梁跨中剪切力为：

主梁支承力（小车在跨端，见表10.2）为：

跨中弯曲正应力为：

主梁计算

跨端切应力为：

许用应力

取，。

故

葫芦小车最大轮压（取不均匀系数）为：

,

根据

2、 水平载荷及应力

大车运行起、制动产生的水平惯性力，按大车打滑条件确定。

主梁均布载荷

水平载荷集中惯性力为

小车位于跨中时，桥架内力按水平刚架模型（表图10-3计算），计算系数为

主梁跨中水平弯矩为

跨中水平剪切力为

小车在左端极限位置（处，跨端水平剪切力为

起重机偏斜运行侧向力

考虑主梁应力组合，将小车置于跨中，这时一侧端梁总静轮压为

考虑大车轮直径，端梁总长度

端梁自重载荷为

于是得

由查的，侧向力

跨中水平弯矩为

即跨中水平弯矩之和为

主梁下翼缘轮压作用处的应力为

下翼缘外边缘的应力为

3、 主梁跨中的应力组合

主梁下翼缘在轮压作用处和外边缘产生的最大组合应力

轮压作用处

翼缘外边缘

主梁翼缘焊缝厚度，采用自动焊接，不需验算

4、 主梁整体稳定性

（1） 主梁高宽比，恰好符合规定，不需验算整体稳定性

（2） 主梁局部稳定性

翼缘板

腹板因为，只需设置横向隔板，隔板间距，不必验算，隔板中间不需开孔，

四、 端梁计算

端梁承受垂直载荷及水平载荷作用，按简支梁计算（表图10-4）

a）

b)

1、 垂直载荷及内力

满载小车在跨端时，主梁支承力为

端梁自重载荷为

端梁跨中垂直弯矩为

跨端剪切力为

2、水平载荷及内力

满载小车在主梁跨端时，由大车运行起、制动的惯性力产生的端梁跨中水平弯矩为

满载小车在跨端时，近侧端梁总静轮压为侧向力为

跨端跨中水平弯矩为

满载小车在跨端在运行起、制动惯性力

端梁水平支反力为

端梁跨中水平弯矩为

3、端梁应力

跨中

跨端

4、端梁稳定性

整体稳定性

（合格）

局部稳定性

翼缘板

腹板

（合格）

只需在跨中对着主梁腹板的位置配置二块横隔板

五、主、端梁连接计算

主、端梁采用承载凸缘法兰板普通螺栓连接

凸缘法兰用及两块钢板制成，顶部留有宽度4mm的承载台阶，法兰板及螺栓布置见表图10-5

a)主端梁连接 b）主梁与法兰板焊缝截面 c）凸缘法兰螺栓计算

凸缘法兰连接承受主梁支承力，垂直弯矩和水平弯矩作用（小车在跨端）

主梁支承力

垂直弯矩

水平弯矩

1、法兰板焊缝连接

法兰板与主（端） 梁用周边贴角焊缝连接，焊缝厚度，计算法兰板与主梁的连接焊缝，简化后的焊缝截面惯性矩为

假设主梁支承力由竖直焊缝平均承受，则焊缝切应力为

弯矩对竖缝下端K点产生的切应力为

水平焊缝端点m点得切应力为

法兰板与端梁的连接焊缝和主梁相同，不在计算。

2、法兰连接螺栓的计算

法兰连接螺栓受拉力，根据法兰板螺栓布置，两列间距，最下边螺栓至凸缘的距离

各螺栓至凸缘距离的平方和，下边角点螺栓的最大拉力为

式中，为一列的螺栓数，

共采用8个普通螺栓孔径，螺纹小径，，单个螺栓的许用拉应力为

故

上述计算均忽略主梁轴向力，凸缘端面承压应力和切应力都不大，不在计算

六、 刚度计算

满载小车位于逐浪跨中产生的静挠度为

梁式起重机单梁桥架结构设计