钢吊车梁设计探讨

1工程概况小方坯连铸工程主厂房为紧邻原厂房AB跨新增两跨AB及BC跨。AB跨内作用两台6V12.5t特重级桥式起重机，BC跨内作用两台双16t重级旋转电磁桥式起重机，而原AB跨内是将350t吊车改为140t重级桥式吊车。厂房的基本柱距为12m，抽柱处柱距为24m，相应吊车梁设计为12m与24m吊车梁。除新设计吊车梁外，对原线~5轴线吊车梁进行改造，由原来36m连续吊车梁改为二个6m吊车梁与一个24m吊车梁。AB跨2设计过程架及支撑等构件组成。而吊车梁又以焊接工字形吊钢吊车梁系统通常由吊车梁、制动结构、辅助桁车梁最为常见，其制作简单，受力性能好。因此本工包钢科技程吊车梁的设计大部分采用该种型式，其强度、整体稳定和容许挠度均需满足规范规定的要求。对于A线24m吊车梁，受截面尺寸所限，扭转影响，该梁的断面型式设计成为吊车梁与制动体系合二为一的结构，类似为箱形结构，如所示。2.3吊车荷载计算（1）吊车竖向荷载（2）吊车横向水平荷载28.5）/2=25.62kNn―吊车一侧的轮数2.4内力计算（1）由吊车荷载产生的内力产生最大弯距的荷载位置如所示。吊车梁断面图最大弯距荷载位置示意。1截面特性（1）吊车梁对X轴的截面特性y惯性矩抵抗矩（2）吊车梁对y轴截面特征x惯性矩2.2吊车资料吊车资料见表1所示。吊车梁的最大弯距及相应剪力：吊车梁的最大剪力在梁端支座A处（如所示）最大剪力支座示意图表1吊车资料吊车吊车起重跨度台1吊钩轮距作量Q制最大小车吊车轮压重总重吊车横向水平荷载作用下在水平方向产生的最大弯距：（2）加盖装置对吊车梁产生的内力荷载位置如所示丛向何-二f.用下广生内九钢吊车梁设计探讨吊车梁荷载0kN弯距作用下产生内力：自重产生的内力：扭转产生的影响：扇性惯性矩剪应力：积矩吊车梁竖向荷载产生的挠度：弯曲扭转特性双力矩弯距作用下产生的挠度：1/750=320mm27疲劳强度验算按一台吊车荷载标准值作用下产生的最大内力进行验算经验算满足要求（计算过程略）。经反复试算比较，认定该梁的断面型式比较合理，虽较两种体系分开的重量重一些，但施工、安装比较方便，且整体抗扭性能好，满足工艺要求，而按常规设计，该梁的经济高度取值也比此次设计的高，重量也增加不少，也无法满足工艺要求。3其它要求竖向荷载产生的总内力：国内外一些试验表明，焊接工字型梁破损部位多在端加劲肋或横向加劲肋与上翼缘的焊连处或附近腹板与上翼缘的焊接区产生局部纵向裂缝，梁上翼缘与制动板的连接部位也有局部损坏。这些破损与缺陷主要集中在梁的上部区域产生破损的主要原因是+Mv4梁上部区域的受力情况十分复杂，有许多不利因塍包钢科技用而形成纵向疲劳裂缝。其不利因素包括：（1）偏心扭矩作用。由于轨道偏心，轨道与吊车梁上翼缘的不均匀接触，吊车轮压对轨道的偏心作用以及吊车梁本身平面外的初弯曲等都会使吊车梁承受偏心扭矩作用，由此而产生的腹板附加弯曲应力是导致吊车梁上部区域产生疲劳裂缝的主要原因之一。（2）在移动荷载作用下，在上翼缘焊缝及其附近腹板中产生的各种剪应力和疲劳作用。（3）薄腹梁在重复荷载作用下，由于腹板的侧向振动而产生的附加应力等。（4）横向加劲肋上端未能与上翼缘顶紧而产生的附加应力。而防止或减少上述局部破损现象的主要措施是：①简支吊车梁端的连接在构造上应尽量符合计算假定，即相邻上翼缘应分别用互相独立的零件，如板铰或分离的水平连接板与上段柱相连。相邻梁端若需沿纵向连接时，应采取能适应梁端变形的构造措施，用普通螺栓为连接件。②设置垂直支撑时，其位置不宜在吊车梁或吊车桁架竖向挠度较大处。③采用抗扭性能好的梁截面形式，以防扭转。④采用抗弯刚度和抗扭刚度较大的吊车轨以改善轮压的分布，采用焊接长轨以消除车轮通过轨道接头处的冲击作用。⑤改善轨道与梁上翼缘的连接构造，防止连接螺栓松动，减少轨道偏心，在轨道上与上翼缘之间铺设专用的弹性垫层。⑥对梁腹板上部由局部荷载引起的附加应力进行验算f2.基于上述，小方坯连铸工程吊车梁大部分选用焊接工字型梁。而原A线及A线24m吊车梁采用双腹板及三腹板吊车梁，类似于箱形吊车梁，这样大大地提高了梁的抗扭性能，有较好的整体刚度和抗扭刚度，且考虑了梁的抗扭设计。而且这二根梁的翼缘与腹板均采用了厚钢板。厚钢板在国外一些国家已开发出低预热型高强度厚钢板。抗地震用厚钢板。防水用厚钢板，这是建筑行业发展的必然趋势，也有利于钢铁工业的自身发展，是值得我们借鉴的。而我国的条件还不成熟，所用厚钢板应对其化学成分及物理力学指标进行严格检验，使之满足规范对重级工作制吊车梁所用材质要求，这样才能更好地推动新技术在我国的推广和应用。4小结与探讨通过这次设计，对钢吊车梁的设计过程有了一个总体认识，吊车梁的设计就总体而言，除应满足规范规定的强度、稳定、容许挠度要求外，还应满足一定的构造要求，而对重级工作制吊车梁还应满足疲劳强度要求。这次设计旧厂房改造部分吊车梁已施工完毕，从施工及运行情况来看，该吊车梁未发生任何异常，证明还是可行的，但该梁的重量比较大，往现场运输比较困难，所以今后我们如何设计好既满足工艺要求，又经济合理的产品来，还有待于我们进一步探讨。转载请注明文章出处，谢谢。升降机