淺談135 m跨6 t雙索纜索式起重機設計計算

徐開華

(成都市第四建筑工程公司, 四川成都 610000)

[定稿日期]2017-09-07

根據(jù)中央“三農(nóng)”工作的部署和要求，交通部黨組提出“修好農(nóng)村路，服務城鎮(zhèn)化，讓農(nóng)民兄弟走上瀝青路和水泥路”的發(fā)展目標，啟動了新中國成立以來規(guī)模最大的農(nóng)村公路橋梁建設。本文就我公司承建的雅安小關子電站“兩橋一路”改線工程的水渠改造、拱橋架設、道路施工過程中，拱架吊裝、拱圈砌筑、橋面板鋪設，施工機具及建筑材料起重運輸?shù)?，需在寶興河上架設纜索式起重機，作為工程施工的起重運輸設備，現(xiàn)將1#橋用135 m跨6 t雙索纜索式起重機設計計算作如下介紹(圖1)。

圖1 1#橋用纜索式起重機示意

1 設計依據(jù)

(1) 跨度：首先根據(jù)施工現(xiàn)場地形確定兩岸地錨位置，用經(jīng)緯儀測的兩岸地錨之間凈距為165 m。由于兩岸地錨高差為24 m，故在梁底錨連線上距寶興岸地錨30 m處立20 m高塔架一座，則所設計纜式起重機的跨度為：L=165-30=135m

(2) 最大起重量：根據(jù)施工方案中提供的數(shù)據(jù)，所需起吊的貨物單件最重為5.5 t，故設計該纜索式起重機的額定重量為：Q=6 t

(3) 起重小車、起重滑車組和索具總重取P=0.25Q=1.5 t

(4) 兩端支撐點位于標高，其高度為：h=29-22=7 m

(5) 鋼絲繩選用：

承重索：6×(19)-43-170 破斷拉力T1=101.15 t 自重q1=6.3 kg/m

牽引索：6×(37)-17.5-170 破斷拉力T2=15.54 t 自重q2=1.048 kg/m

起重索：6×(37)-17.5-170 破斷拉力T3=15.54 t 自重q3=1.048 kg/m

(6) 兩支撐點之間的傾角為β

β=2.970

2 設計計算

2.1 承重索拉力T計算

其中k1=1.1，為動載系數(shù)

f=0.05L=135×0.05=6.75 m，為工作垂度

G=2q1·L=6.3×135×2=1701 kg，為承重索自重，承重索受拉力Tc： 則：

每根承重索的工作拉力為：

考慮不均衡系數(shù)k2=1.1及傾角β有：

則承重鋼絲繩的安全系數(shù)為：

故可知承重鋼絲繩的安全系數(shù)合乎要求。

2.2 牽引索計算

考慮5個導向滑輪的阻力，實際拉力Ts:

可知牽引用卷揚機用3 t即可。

則牽引索的安全系數(shù)為：

可知牽引索的安全系數(shù)合乎要求

2.3 起重索計算

采用二二起四，經(jīng)過兩只導向滑輪，起重索拉力TL:

可知起重卷揚機采用3 t即可。

則起重索的安全系數(shù)為：

可知起重索的安全系數(shù)合乎要求。

2.4 后纜風索的計算

α=29.54°

由于后纜風索是承重索延長而成，后纜風索受拉力Th:

Kh=Kc×cosα=4.1×cos29.54=3.57>3

可知，后纜風索的安全系數(shù)合乎要求。

2.5 塔架計算

在1#橋寶興岸距地錨30 m處設立一塔架，塔高20 m。索鞍用兩根256號工字鋼搭設，塔頂標高為22 m。

塔架用80 t·m塔吊標準節(jié)架設，塔身截面尺寸為1.7 m×1.7 m，索頂用銷軸和M24高強度螺栓與塔吊標準節(jié)聯(lián)接，塔架頂部四角拉纜風繩穩(wěn)固，且纜風繩與水平面夾角為30～45°(圖2)。

2.5.1 纜索重力

1.048)×135=1062.72 kg=1.063 t

2.5.2 起重跑車及載荷作用力

圖2 搭架受力計算示意

2.5.3 后纜風繩的垂直分力

N3=Thsinα=51.44×sin29.54°=25.36 t

2.5.4 側纜風繩的作用力

N4=2×2=4 t

式中對支持立柱不受力的纜風繩的作用力按2 t計。

2.5.5 起重繩跑頭拉力所引起軸向壓力

N5=TL=1.8 t

2.5.6 牽引繩跑頭拉力所引起軸向壓力

N6=Ts=2.98 t

作用于支柱上的力的總和為：

N=N1+N2+N3+N4+N5+N6=

1.063+4.05+25.36+4+1.8+2.98= 39.253 t

由于塔架用80 t·m塔吊標準節(jié)架設而成，根據(jù)QTZ80A有關技術資料可知起臨界力Pcr>117t

則N

以上計算結構證明塔架滿足穩(wěn)定要求。

2.6 地錨

1#橋雅安岸主地錨計算(略)。1#橋寶興岸主地錨計算(略)。

[1] 沈從周. 機械設備安裝手冊[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社，1986.

[2] 王官遜. 起重機設計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，1984.

[3] JGJ 276-2012 建筑施工起重吊裝工程安全技術規(guī)范[S].