架桥机安全验算

架桥机安全验算随着高速公路的发展，安全问题至关重要。在箱梁架设中，椼架 架桥机的安全验算也越来越重要。结合南京绕越高速公路，简略验算 椼架架桥机的安全系数。陈村大桥为14 X 25m预应力箱梁，架设使用的架桥机为 WJQ30/100J型，箱梁最大重量为70T。架桥机的刚度和强度都满足 要求，这里主要进行架桥机的抗倾覆性验算。WJQ30/100J 型架桥机为轮轨式过孔新型架桥机，过孔时沿桥面 钢轨一次连续走行到位。架桥机在安装箱梁过程中有三种最不利情 况，分别为最不利部位为架桥机在走行到位但前肢腿未支撑的时 候；架桥机在架设箱梁时最不利位置在箱梁运行到位准备停止的时 候；架桥机在架设边梁到位制动时。 最不利部位为架桥机在走行到位但前肢腿未支撑的时候，如下 图示。各配件重量表名称前支腿椼架天车重量3T0.33T/M3T以中支腿为支点，最不利情况的各弯矩为：1、负弯矩：M1=3X26.5+0.5X0.33X26.5X26.5 = 2、正弯矩： M2=3 X 21.5 + 3 X 22 + 0.5 X 0.33 X 23.5 X 23.5 = 3、架桥机过孔时最小配重为箱梁重量的一半，约为35T,相对中 支腿产生的弯矩M3=35 X 23.5 = 由上可见，M2+M3远大于M1,所以架桥机过孔时抗倾覆性是满 足要求的。 架桥机在架设箱梁时最不利位置在箱梁运行到位准备停止的时候（如下图）。天车在吊梁运行时，其速度控制在0.10. 2m/s （即 612m/min）之间，尤其是负载启动与刹车时加速度不宜超过0.1m/s2。当椼架将梁提到桥面标高后，将把梁以加速度 a=0.1m/ s2 向桥 上移动，此时梁有惯性力 T=Ga/g（G 为梁重量）。由于椼架自重相对 于梁重量较小，可忽略椼架自重，惯性力T对A点的弯矩为：M =Ga*h/g负梁的重量G对于A点的弯矩M =G*l/2正则椼架对低端点的抗倾覆安全系数为K=M /M =gl/2ah。其中， 正正g=10 m/s2,l=25m,a=0.1m/s2,h=3.772m，代入上式,K = 331 远大于 1, 满足要求。 架桥机在架设边梁到位制动时。如下图示（以中跨中梁为例）:椼架在以加速度a=0.1m/ S2移动边梁到位制动时，此时梁有惯性 力 T=Ga/g（G 为梁重量），由于椼架自重相对于梁重量较小，可忽略 椼架自重。边梁的截面形心计算：将箱梁截面按照图示绿线分割，以如图建立ZOY坐标轴，各部分的截面性质如下表：部位S(cm2)Y(cm)Z(cm)对Z轴(cm3)对Y轴(cm3)A4698-13110.5-61543849329B61-119.7-85.3-7301.7-5203.3C59-119.7-56-7062.3-3304D59-119.756.7-7062.33345.3E210-119.7100.3-2513721063F1872-70-58.5-131040-109512G1872-7058.5-131040109512H1881-90-169290工10712-941010.365230Y=941010.3/10712=-88cm形心Z =65230/10712=6cm形心如图红色点所示。考虑最不利时的5级风正向风力。5级风的风速为：V=8.010.7m/s,按V=10.7m/s, p =1.293g/l，每秒空气对箱梁侧面的力 空气F风= 1.4X25X10.7X1.293X 10 = 4840KN，作用点按箱梁的截面形心点。以架桥机制动时右侧轮为支点：W =G*a*(3.77-h)制动W =F 风力* (3.77-h)风力W =G* (3.4/2-Z)箱梁形心取最不利情况 h = 3.77 0.88 = 2.89m, G=70T,W =G*a*(3.77-h) =20230KN.M制动W =F 风力* (3.77-h)=13988KN.M风力W =G* (3.4/2-Z) =1148000KN.M箱梁形心抗倾覆系数K= W /( W + W )=33.5远大于1.5，抗倾覆满箱梁风力制动足要求。综上、，故架桥机的抗倾覆性满足要求。南京绕越项目编写：胡进军2008年11月15 日