水电站厂房中大吨位钢吊车梁设计.pdf

2015年第34卷第1期? DWRHE水利水电工程设计
45
水电站厂房中大吨位钢吊车梁设计
李章雷郑国尉朱琳
摘要水电站厂房中的吊车主要用于吊装机电设备。吊车梁是承担和传递吊车荷栽的承重结构,是水电站厂房的
主要结构构件之一。通过エ程实例,总结了水电站厂房中大吨位钢吊车梁约特点和计算方法。
关键词钢吊车梁大吨位荷载计算设计水电站
中图分类号TV22文献标识码B文章编号1007-6980(2015)01-0045-03
吊车的特点
2钢吊车梁系统的组成和类型
水电站厂房的吊车主要用于吊装水轮机与发2.1钢吊车梁系统的组成
电机等机电设备。在使用上有下述特点:(1)吊车的
大吨位钢吊车梁系统的结构通常是由吊车梁
起吊容量大;(2)工作间歇大,利用率较低;(3)操作或吊车桁架、制动结构、辅助桁架及水平支撑和
速度缓慢;(4)吊车除在机组安装及检修时满载外,垂直支撑等构件组成,工程中常见钢吊车梁系统
很少在最大荷载下工作,因此,水电站厂房吊车布置见图1。
属于中级工作制。
2.2钢吊车梁的类型
轨道
轨道动结构
剋动结构
轴助槊
钢吊年
钢吊车梁
例吊车對
1品车
垂直支樘
垂直支撑
垂直支撑
水平支撑
水平支撑
图1不同形式钢吊车梁结构布置图
钢吊车梁通常可按实腹式和空腹式划分,有平力。自重按实际截面尺寸及轨道附件重计算,
型钢梁、组合工字形梁等形式。其中焊接实腹式垂直轮压及横向水平力按《建筑荷载规范》中的
工字梁为工程中常用的形式。
具体公式计算。内力计算需要计算出梁垂直方向
实腹式钢吊车梁用型钢制成,制作简单,运的最大弯矩、剪力和水平方向的最大弯矩。应力
输及安装方便,为当前常用的形式,当吊车轮计算按《钢结构设计规范》中的计算方法复核钢
值较大时,采用腹板上部受压区加厚的形式较为梁翼缘、腹板截面强度,并根据最大水平弯矩设计
经济,但会增加施工的不便。
制动结构。最后应按最大的一台吊车的荷载标准值
工字形吊车梁一般设计成等高度、等截面的(不考虑动力系数)进行梁的挠度允许值复核计算。
形式,根据需要也可设计成变高度、变截面的形式。3.2工程结构设计实例
3.2.1工程概况
3计算方法及工程实例
曼维莱水电站工.程主厂房长度89.5m,宽度
3.1计算方法
27.3m。主厂房采用电动双梁桥式起重机,最大起
钢吊车梁的截面尺寸初定后,按吊车梁实际吊质量为300t,单跨吊车最大跨度为10.0m。吊
布置情况选择单跨梁计算其荷载、应力及变形。车梁采用实腹工字形钢吊车梁,吊车梁两端与混
吊车梁的荷载主要有:自重、垂直轮压和横向水凝土排架柱连接,计算平面外弯矩时以混凝土框
水利水电工程设计 DWRHR.·2015年第34卷第1
架梁作为制动桁架的边梁。这样布置既减少了结位置,按简支梁计算最大弯矩及最大剪力。最大弯
构构件的布置数量,又增强了结构整体性。吊车矩及最大剪力设计值为6595kN·m及3085kN
梁布置图见图2、3。
最大水平弯矩(由横向水平制动力产生)为260
kN?m
3.2.4应力及挠度计算
制动
3.2.4.1上翼绿的正应力计算
165.2MPa泥凝土边
式中M-一吊车梁上翼绿作为制动桁架的弦杆
在水平荷载作用下的内力
梁截面对x轴的上部纤维的浄截面
模量;
W
翼缘截面对y轴的净截面模量;
A,一吊车梁上翼缘的净截面面积
钢材的抗压强度设计值。
图2钢吊车梁竖向布置图(单位;mm)
3.2.4.2下翼缘的正应力计算
=m-=165.,2MPa10000
式中W一梁截面对x轴的下部纤维的浄截面
泥凝上
边梁
模」
3.2.43支座处截而的剪应力(支座形式选用突缘支
座时)
2
m-=98MPa钢车梁
式中
腹板厚度
图3钢吊车梁水平布置图(单位:mm)
バ一钢材的抗剪强度设计值。
3.2.2结构设计
3.2.4.4腹板局部压应力计算
(1)自重q。根据钢吊车梁截面尺寸拟定的
l,=a+5h、+2h
般规律,并结合水机专业钢轨及附件布置、牛腿
.=-=63MPa及起吊高度等要求,初定实腹工字形梁,其截面
尺寸数据为:梁高1800m,上翼缘宽700mm,式中φ-集中荷载増大系数,对中级工作制吊
上翼缘板厚32mm,下翼缘宽50mum,下翼缘板
车梁,q=1.0
厚32mn,腹板厚20mm,炳侧横向加劲肋间距
-一集中荷载沿梁跨度方向的支承长度
1500mm,钢材Q345。
对钢轨上的轮压取为50mm;
梁的自重按实际截面尺寸计算,钢轨及附件
ん一自吊车梁顶面至腹板计算高度上边缘
的自重根据厂家资料计算得108kgm。计算得q=
的距离;
8.35kNm(设计值)。
轨道的高度
(2)吊车荷载。根据吊车厂家提供计算书,32.4.5按近似公式进行挠度计算
吊车最大轮压P=480kN,最小轮压Pm=173kN。
000×10000=10mm
(3)其他荷载计算:吊车上翼缘处铺设轨道
LOFJ. =5.5 mm<
1.3kN/m;走道板恒载1.0kNm,活载2.0kNm
式中M
由全部竖向荷载(标准值)产生的最
3.2.3内力计算
大弯矩
承受吊车荷载的内力计算。由于吊年轮压的
跨中毛截面惯性距;
荷载为移动荷载,因此,应先确定轮压的最不利
下转第57页)