缆索吊机系统计算.docx
缆索吊机系统计算一、根底资料图1缆索吊装计算筒图标高和尺寸单位：m：吊重：KN钢绳选用规格表表1工程主索起重索牵引索扣索主抗风型号6X376×37+1.6×37+1.6×37+1.6×37+1.根数直径947.52×1.21.5228247.52×147.5单位重量(kg/m)7.9291.6382.7687.9297.929面积(cm2)8.43471.74272.94528.43478.4347钢丝直径(mm)2.21.()1.32.22.2钢丝绳抗拉强度(KNZcm2)15501550155015501550破断拉力(KN)107222137410721072二、主绳计算1、主索受力计算：作用于主索的力由两局部组成，一是均匀荷载，二是集中荷载。均匀荷载G由起重索、牵引索、主索三局部自重组成:G=,gi+ga+gj)1.i根据表I，并将1.2=330m代入上式，有：G=(0.07929×9+0.01683×2+0.02768×2)×330=264.9KN集中荷载由两局部组成，即主拱肋最大段重Pi=450KN(主拱肋设冲吊重400KN,计入50KN超重)，吊具和施工荷载、配重P?=6OKN,集中荷载为：P=P,+P2=400+50+60=51OKN当集中荷载作用于跨中时，主索承受最大水平张力，其值由下式求得：Hm=(G1.2+2P(1.2-a)/(8fm)式中，fm=1.214=330/14=2357m,fm为主索最大工作垂度。a一双点吊装点间之距离，a=20m,代入上式,得：Hm=I264.9X330+2×510×(33O-2O)(8×23.57)=2140.5KN竖向力V=(P+G)2=(510+294.6)/2=387.45KN主索最大张力Tm=(Hm2+V2严=(2140.52+387.452严=2175.3KN由于主索自重产生的张力为：To=(HG2+Vc2)1.=(G1.2(8fm)2+(G2)2严=264.9×330/(8×23.57)2+(264.92)2u2=482.2KN由于集中荷载作用产生的张力为：TP=(HP2+VjJ)卷=2×51O×(330-20)/(8×23.57)2+(510/2)21.f2=696.3KN主索张力平安系数K=T(1.2Ti>+Tg)=1072×9(1.2×1696.3+482.2)=3.8>K=3上式中，1.2一系数,计入20%超三。2、主索应力验算(1)垂直荷载作用下的弯曲应力缆索弯曲应力采用下式计算OW1.=V旧(TGF)产Ai式中，E-主索弹性模量，E=756OKNcm2:V-作用在缆索上的垂直荷载，V=510KN:F一缆索的截面积，F=9X8.4347=75.9123cm2：n作用在缆索上的滑轮数，n=8X9=72个。代入上式，得w=3307560/(2175.3X75.9123),272=1.OKNZcm2(2)包裹滑轮子的缆索弯曲应力ow2=3E6/(8D)式中，8主索钢丝宜径，=0.22cm;D一缆索弯曲直径，D=35cm.代入上式,得。g=3X7560X0.22/(35X8)=17.82KNcm2(3)主索拉应力。I=TMF=2175.3/75.9123=28.66KNcnr总应力平安系数K=/w+o)=155/(1.0+17.82+28.66)=3.26>K|=23、主索安装垂度计算(1)换算弹性模量由于主索尾梢较长，忽略温度及其他变位影响，仅考虑锚索影响，那么考虑锚索变位影响的换算弹性模量En=E1.2/II上式中，=21.cos1+1.2=2×142.16cos21.57o+330=633.58m那么En=330×7560633.58=3937.6KNcn2(2J主索架设时张力与初始垂度计算根据单跨主索张力方程,计算主索初始张力Ho,有Ho2+Ho2EnF(3P2+3PG+G2)(24Hm2)-HmJ-EnFG224=0令系数K1=E1,F24=3637.6×75.912324=12455KNK2=3P2÷3PG+G2=3×5102+3×510×246.9+246.92=1255769KN2又令A=kk2H2n-Hn=12455×1255769/2140.52-2140.5=1273.2KNB=kG2=1.2455x264.9J873992384.6KN3于是上式又可简化为H%+AH%B=O,代入数值，得H3o+1273.2H2o-873992384.6=0通过试算，解得H°=6706KN此时相应的安装垂度为fu=G1.2(8Ho)=264.9×3308×670.6=16.30m主索架设后安装跑车时的张力与垂度计算时张力方程为：HVAH20-B-CX(1.2-X)=O其中,C=Px(P+G)EnF(21.22)=kk31.22=12455×2553123302=29200KN'nr其中，Px吊具重，P=60KNk3=12P(GPJ=12×6O×(294.6+6O)=255312KN3k2=3P(P+G)+G2=3×510×(510+294.6)+294.62=1317827.2KN2A=kk2H2m-Hm=12455×1317827,2/2140.52-2140.5=1441.9KNB=k1G2三12455×294.62=1080958988KN。代入张力方程，得H30+1445.9H2o-1080958988=0解得HO=895.8KN主索安装垂度：fo=G1.2(8Ho)=P1.2(4Ho)=294.6×330(8×895.8)+60×330(4×895.8)=19.09m4、温度变化对主索张力的影响设安装时的标准气温为2(C,假设气温升高，那么主绳水平张力减少，只有在气温降低时，主绳张力才会增大，因此取温度降低时进行计算。设气温由20C降低到5C,有At=20-5=15°C,张力方程为：HJ+HjEnFcos2PK3P(P+G)+G2224Hm2-Hm-tEnFcos-P(P+G)EnFcos2/8-G2EnFcos2/24=0令A=kk2Hm2-Hm-£AEnF=(12455×1317827.2)/2140.52-2140.5-0.000()12×15x3937.6x25.9123=1388.1KNB=P(P+G)EnFcos28+kG2=510×(510+294.6)×3937.6×75.9123/8+12455×294.62=1.64131x10K)KN3代入张力方程,有力方.1Hr-1.6413Ix1.O10=O解得:H1=2I53KN降温前张力增大=H1-Hn,=2153-2140.5=12.5KN支座位移对主索张力的影响支座位移为=2=2×O.15=O.3m,此时张力方程为Hs3+HB3EnFcos23P(P+G)+G2J24Hm2-Hm+6cos5(EFZ1.2)-P(P+G)EnFcos2/8-G2EnFcos2/24=0令A=kk2H2m-Hm+6cos3EnF1.2=1441.9+0.3x3937.6x75.9123/330=1713.6KNB=P(P+G)EnFcos2P8+kG2=1.64313×1010KN5代入张力方程,有Hfc3+1713.6H2-1.64131×10,0=0解得H.=2080KN较支座位移前水平张力减少aFh=Hm-HA=2140.5-2080=60.5KN此时相应的跨中垂度fm'=G1.2+2P(1.2-a)(8H8)=I294.6×330+2×51O×(33O-2O)J8×2080=24.84m较支座位移前垂度增大-fm=24.84-I9.19=5.75m6、主索作用在塔顶上的力当荷载作用在跨中时明目张胆时塔顶上的力为最大，如图3所示，有(1)竖向力3=4=sin1.(VT)=sin,(387.452175.3)=IO.26°Vm=Tm(sin1+sin3)=2175.3×(sin21o34,13"+sin10.26°)=I187.2KN(2)水平力Ht=T(COSB3-cosBi)=2175,3×(cos10.26o-cos21034,13")=117.6KN7,起重索计算拱肋采用双吊点起吊，每个吊点使用1根<1.>21.5mm(6×37+1.)钢丝绳，采用滑车组穿绕10线，那么起重钢丝绳拉力T按下式计算T=(K-I)P,Kn41.KV(Km-I)式中，K滑车组阻力系数，K=1.02n一一工作绳数，n=10P'计算荷载，P'=P2=5IO2=255KN;t一一导向滑车个数，1=3代入上式，得T=(1.02-1)×255×1.029×1.02(1.02QI)=29.5KN平安系数KAi=22129.5=7.49>Kaj=5选用51慢速卷扬机作动力装置，考虑到平安储藏，最大起重能力按70%计算，有5OX7O%=35KN>T=29.5KN,满足要求。2、起重索的应力平安系数om=TF+3E/(8D)=29.5/1.7427+3×7560×0.18×20=31.1KNZcm2上式中，一一钢丝直径，=OJcmD转向滑轮直径，D=20cm应力平安系数Kti:=。加/Om=I55/31.1=4.98>K=23、起重索作用在塔架顶部的力参见图3,由起重索作用在塔架顶部的外力为(1)竖向力Vm=2T(sin】+sin3)=2×29.5×(sin10.26o+sin21o34'13")=32.2KN(2)水平力H11,=2T(cosB3-cos)=2×29.5×(cos1.0.260-cos21034,13")=3.2KN四、牵引索计算1、安装南充岸塔架前第一段拱箱，即当X=20m时牵引索受力最大，主索升角也最大，此时牵引索张力方程式为HcUAHr-B-CX(1.2-X)=O此时，k=12455KN,k2=1317827.2KN2,A=1441.9KN,B=1875928988KN3X(1.2-X)=20×(587-20)=6200nrk3=1.2Px(G+P)=1.2×510×(294.6+510)=4924152KNB+CX(1.22=5367645623KN3代入方程，得Hx3+1441.9Hx2-5367645623=0解得：Hx=138OKN此时主索升角为=tg,1.(1.2-2X)(g+P1.2)=tg1.(330-2×20)×(0.71361+51O33O)(2×1380)=13.3502、牵引索总牵引力由三局部组成，即(1)跑车运行阻力使牵引索产生的牵引力T=P(sin+fcos)=510×(sin13.350+0.008CoS13.350)=122KN式中，f-一跑车轮与主索的摩阻系数，f=0.008o(2)起重索
