大跨度三角桁架主梁门式起重机刚度分析

齐 跃

（南京登峰起重设备制造有限公司，南京 210044）

对起重机主梁静刚度进行控制，目的为了防止起重机小车运行时，制动出现问题，出现溜钩，起升、下降制动时主梁变形大以及起重机振动大等问题。MQ180t-48m-H26m型双三角桁架主梁门式起重机，门架结构布置成“刚性支腿—柔性支腿”形式。该结构形式的起重机，主梁静刚度按简支梁模型计算，主梁做成变截面主梁，跨中主梁截面性能大于端部主梁截面性能。起重机安装后，出现了跨中主梁截面刚度计算值小于实测数据值的问题。通过计算综合分析，得知起重机变截面主梁静态刚度计算时，采用门架整体计算方法比较符合实际测量结果。

1 MQ180t-48m-H26m门式起重机参数

该门机主梁采用双主梁桁架结构，支腿采用无缝钢管焊接成桁架结构，并按照一刚一柔支腿设计。其中，起重系统采用2台JM12t卷扬机，主钩配180t吊勾，滑轮倍率采用上8下9结构，大车采用台车形式，采用12套主动台车。

另外，MQ180t-48m-H26m型门式起重机额定起重量为180t，门机跨度为48m，门机提升高度是26m。起重机主梁自重载荷q为1t/m，吊梁行车重量G1为28t，小车轮局为3m，门机外形结构如图1所示。

图1 门机外形结构

2 MQ180t-48m-H26m门式起重机主梁参数及截面性能

2.1 主梁主要参数的选取

主梁结构图如图2所示。

主梁边节一与边节二采用同一规格断面，主梁中节采用加强断面，断面图如图3所示。其中主梁桁架高H为3m，桁架宽B为1.3m。

2.2 主梁整体截面性能参数：

主梁边节截面惯性矩I边为14553138cm4。

主梁中节截面惯性矩I中为19337592cm4。

图2 主梁结构图

图3 主梁断面

3 主梁整体刚度验算

按起重机设计手册规定，受弯构件的静态刚度在规定载荷作用下进行计算时，不考虑冲击系数和动载系数。该起重机主梁静刚度按简支梁模型计算，位移计算简图如图4所示。

图4 位移计算简图

3.1 边断面主梁跨中集中荷载挠度计算

该起重机主梁跨中集中荷载挠度按照主梁边断面计算，如式（1）所示。

此种情况下，主梁整体刚度如式（2）所示。

3.2 中节断面主梁跨中集中荷载挠度计算

该起重机主梁跨中集中荷载挠度按照主梁中节断面计算，如式（3）所示。

此种情况下，主梁整体刚度如式（4）所示。

3.3 PKPM集中荷载挠度计算

用PKPM软件计算主梁跨中集中载荷下挠值，如图5所示。

图5 主梁挠度分布图

用PKPM计算主梁挠度时，将起重机门架结构进行整体计算，主梁截面按实际截面分段处理。

4 主梁刚度分析

MQ180t-48m-H26m型门式起重机安装完成后，通过吊载180t重物进行主梁静态刚度检验。检测结果为：主梁实际下挠65mm，刚度值f。实际测量结果大于按主梁中节截面计算的刚度值，小于按主梁边节截面计算的刚度值，而采用PKPM设计软件进行整体刚度计算的数值最接近实际测量结果。

5 结语

近年来我国的起重机制作行业发展迅速，起重机的作业吨位、跨度纪录不断刷新。为了优化起重机结构设计，其主梁强度设计要按照变截面形式进行，但变截面形式主梁静态刚度计算如果按照设计手册上的公式计算，最终结果误差往往较大。本文采用PKPM钢结构设计软件分析，得出的静态刚度数值与现场实测数据接近，为同类型起重机设计提供了参考依据。