浅谈135 m跨6 t双索缆索式起重机设计计算

徐开华

(成都市第四建筑工程公司, 四川成都 610000)

[定稿日期]2017-09-07

根据中央“三农”工作的部署和要求，交通部党组提出“修好农村路，服务城镇化，让农民兄弟走上沥青路和水泥路”的发展目标，启动了新中国成立以来规模最大的农村公路桥梁建设。本文就我公司承建的雅安小关子电站“两桥一路”改线工程的水渠改造、拱桥架设、道路施工过程中，拱架吊装、拱圈砌筑、桥面板铺设，施工机具及建筑材料起重运输等，需在宝兴河上架设缆索式起重机，作为工程施工的起重运输设备，现将1#桥用135 m跨6 t双索缆索式起重机设计计算作如下介绍(图1)。

图1 1#桥用缆索式起重机示意

1 设计依据

(1) 跨度：首先根据施工现场地形确定两岸地锚位置，用经纬仪测的两岸地锚之间净距为165 m。由于两岸地锚高差为24 m，故在梁底锚连线上距宝兴岸地锚30 m处立20 m高塔架一座，则所设计缆式起重机的跨度为：L=165-30=135m

(2) 最大起重量：根据施工方案中提供的数据，所需起吊的货物单件最重为5.5 t，故设计该缆索式起重机的额定重量为：Q=6 t

(3) 起重小车、起重滑车组和索具总重取P=0.25Q=1.5 t

(4) 两端支撑点位于标高，其高度为：h=29-22=7 m

(5) 钢丝绳选用：

承重索：6×(19)-43-170 破断拉力T1=101.15 t 自重q1=6.3 kg/m

牵引索：6×(37)-17.5-170 破断拉力T2=15.54 t 自重q2=1.048 kg/m

起重索：6×(37)-17.5-170 破断拉力T3=15.54 t 自重q3=1.048 kg/m

(6) 两支撑点之间的倾角为β

β=2.970

2 设计计算

2.1 承重索拉力T计算

其中k1=1.1，为动载系数

f=0.05L=135×0.05=6.75 m，为工作垂度

G=2q1·L=6.3×135×2=1701 kg，为承重索自重，承重索受拉力Tc： 则：

每根承重索的工作拉力为：

考虑不均衡系数k2=1.1及倾角β有：

则承重钢丝绳的安全系数为：

故可知承重钢丝绳的安全系数合乎要求。

2.2 牵引索计算

考虑5个导向滑轮的阻力，实际拉力Ts:

可知牵引用卷扬机用3 t即可。

则牵引索的安全系数为：

可知牵引索的安全系数合乎要求

2.3 起重索计算

采用二二起四，经过两只导向滑轮，起重索拉力TL:

可知起重卷扬机采用3 t即可。

则起重索的安全系数为：

可知起重索的安全系数合乎要求。

2.4 后缆风索的计算

α=29.54°

由于后缆风索是承重索延长而成，后缆风索受拉力Th:

Kh=Kc×cosα=4.1×cos29.54=3.57>3

可知，后缆风索的安全系数合乎要求。

2.5 塔架计算

在1#桥宝兴岸距地锚30 m处设立一塔架，塔高20 m。索鞍用两根256号工字钢搭设，塔顶标高为22 m。

塔架用80 t·m塔吊标准节架设，塔身截面尺寸为1.7 m×1.7 m，索顶用销轴和M24高强度螺栓与塔吊标准节联接，塔架顶部四角拉缆风绳稳固，且缆风绳与水平面夹角为30～45°(图2)。

2.5.1 缆索重力

1.048)×135=1062.72 kg=1.063 t

2.5.2 起重跑车及载荷作用力

图2 搭架受力计算示意

2.5.3 后缆风绳的垂直分力

N3=Thsinα=51.44×sin29.54°=25.36 t

2.5.4 侧缆风绳的作用力

N4=2×2=4 t

式中对支持立柱不受力的缆风绳的作用力按2 t计。

2.5.5 起重绳跑头拉力所引起轴向压力

N5=TL=1.8 t

2.5.6 牵引绳跑头拉力所引起轴向压力

N6=Ts=2.98 t

作用于支柱上的力的总和为：

N=N1+N2+N3+N4+N5+N6=

1.063+4.05+25.36+4+1.8+2.98= 39.253 t

由于塔架用80 t·m塔吊标准节架设而成，根据QTZ80A有关技术资料可知起临界力Pcr>117t

则N

以上计算结构证明塔架满足稳定要求。

2.6 地锚

1#桥雅安岸主地锚计算(略)。1#桥宝兴岸主地锚计算(略)。

[1] 沈从周. 机械设备安装手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，1986.

[2] 王官逊. 起重机设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社，1984.

[3] JGJ 276-2012 建筑施工起重吊装工程安全技术规范[S].