80t龍門吊設計計算書
一、龍門吊總體設計情況
一）、t梁基本情況
主橋上構設計為19×48.5m預應力簡支t梁，每孔5片t梁，主梁預製長度48.46m，樑高2.
7 m，主梁間距2.0 m，其預製寬度中梁為1.5 m，邊梁為1.
75 m，主梁肋寬0.20 m，馬蹄寬0.62 m，翼板間留有0.
5 m的溼接縫。每片中梁吊裝重量153t,邊梁吊裝重量150 t。
二）、龍門吊總體設計
t梁預製場設在引橋13＃～15＃墩上游側，場內布置預製台座5個，設定一台跨度為20ｍ的施工小桁車，t梁起吊上橋採用一座固定跨墩龍門吊起吊，用起吊平車將t梁從底座上起吊後，再由起吊平車橫移至位於靠預製場側的引橋2＃和3＃t梁處的運梁小車上，再將t梁運送至待架墩位處後由架橋機架設就位。
龍門吊橫樑設計計算跨徑為36ｍ，兩組橫樑順橋向距離為46.3ｍ，每組橫樑採用連成整體的加強六排雙層貝雷架拼成，上面按150ｃｍ間距垂直橫樑跨徑方向鋪設i36a分配梁，再在其上安裝2根順橫樑跨徑方向的i36ａ，上鋪設51.51kg/m的軌道，其上安放起吊平車，吊點採用二套滑輪組，設定在橫樑兩側。
龍門吊支承點採用鋼管樁打入地層的方式，每處支承點用4根d800×8ｍｍ鋼管樁連成整體形成支承墩，橫樑支承在支承墩中心。鋼管樁頂設定順橋向和橫橋向的抗風風纜，同時在引橋蓋梁上預埋鋼板，利用型鋼將下游側鋼管樁與蓋梁連成整體，提高鋼管樁的整體穩定性。鋼管樁與橫樑的連線採用型鋼設定成強大的「騎馬」連線和整體框架，確保鋼管樁與橫樑連線處的可靠。
龍門吊的設計起吊能力按t梁的最大重量並考慮砼超方按每片t梁1600kn進行計算，則每組橫樑按800kn的起重能力進行設計。
二、龍門吊受力分析
根據龍門吊的構造、使用情況和現場情況，進行龍門吊的受力分析，以確定龍門吊的荷載分類、荷載組合和幾種驗算工況。
一）、荷載分類
根據現場情況，不考慮偶然荷載，因此龍門吊所受荷載分類如下：
1、永久荷載
包括貝雷桁架、加強弦杆、i36ａ分配梁和軌道的自重。
2、可變荷載
包括t梁最大吊重、起吊和行走系統自重、風荷載和t梁起吊後順橋向擺動及起吊平車移動引起的水平力。
二）、荷載組合
荷載組合中因不考慮偶然荷載，因此進行龍門吊驗算時僅考慮基本組合，即為永久荷載效應與可變荷載效應的組合。其中在進行結構強度和抗剪驗算時，t梁吊重考慮1.2的動力係數。
三）、驗算工況分析
根據龍門吊的構造、使用情況和現場情況，不難確定出龍門吊的驗算工況為如下幾種：
1、驗算工況1
此工況為龍門吊在最大設計吊重情況下，吊點居於桁架中點時，桁架的最大跨中彎矩，計算簡圖見圖1。該工況為龍門吊橫樑抗彎強度和變形的最不利驗算工況，在此工況下，龍門吊橫樑的彎矩和變形為最大，在此工況下進行橫樑的抗彎強度驗算。
2、驗算工況2
此工況為起重平車行至與橫樑支點相距3ｍ位置，在最大設計吊重情況下的工況，計算簡圖見圖2。在該工況下有如下幾種驗算內容：
1）、該工況為龍門吊橫樑抗剪強度最不利驗算工況，計算簡圖見圖2。在該工況下，龍門吊橫樑承受最大剪力。
2）、該工況為龍門吊桁架抗壓強度最不利驗算工況，計算簡圖見圖3。在該工況下，龍門吊桁架承受最大壓應力。
3）、在該工況下，考慮設計風荷載作用下橫樑的整體穩定性，計算簡圖見圖4。該工況為龍門吊橫樑穩定性最不利驗算工況。
4）、在該工況下，考慮龍門吊在設計風荷載下時的鋼管樁的順橋向的強度驗算，為鋼管樁的順橋向的強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖5。
5）、在該工況下，考慮設計風荷載時龍門吊鋼管樁橫橋向的強度驗算，為鋼管樁的橫橋向強度驗算的最不利工況，計算簡圖見圖6。:
三、 荷載計算
一）、可變荷載
1、龍門吊最大設計吊重p設=800kn；
2、起吊和行走系統p1=40kn；
3、風荷載：查《公路橋涵設計通用規範》（jtgd60－2004）附表a，取用湖南石門的基本資料，按1/10的頻率取值，風速為20.3ｍ/ｓ，風壓為0.
25kn/ｍ2。根據《公路橋涵設計通用規範》（jtgd60－2004）進行計算，風荷載標準值計算如下：
1）、風壓標準值計算
橫向風荷載假定水平地垂直作用於各部分迎風面積的形心上，其風壓標準值w按下式計算：
r=0.012017e-0.0001z＝0.012017e-0.0001*23＝0.012kn/ｍ3
vd=k2k5v10＝1.14*1.38*20.3＝31.9ｍ/ｓ
w0＝0.25 kn/ｍ2
wd＝ｒvd2/2g＝0.012*31.92/（2*9.81）＝0.62 kn/ｍ2
w1=k0k1k3wd＝0.75*0.9*1.8*1*0.62＝0.75(kn/ｍ2)
w2=k0k1k3wd＝0.75*2.0*1*0.62＝0.93(kn/ｍ2)
w3=k0k1k3wd＝0.75*1.3*1*0.62＝0.60(kn/ｍ2)
w4=k0k1k3wd＝0.75*1.1*1*0.62＝0.51(kn/ｍ2)
w5= 0.7w4＝0.7*0.51＝0.38(kn/ｍ2)
w1、w2、 w3、 w4、w5：分別為橫樑、預製t梁順橋向、預製t梁橫橋向、鋼管樁橫橋向、鋼管樁順橋向風壓標準值(kn/ｍ2)；
w0：基本風壓，為0.25 kn/m2。
k0：設計風速重現期換算係數，取0.75；
k1：風載阻力係數。對於貝雷桁片為ηk1,η取0.
9，k1取1.8；預製t梁順橋向根據b/h =2.0/2.
7≈1，由《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60－2004）式4.3.7-6得k1＝2.
0；預製t梁橫橋向根據b/h =48.5/2.7＝18.
0＞8，由《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60－2004）式4.3.7-6得k1＝1.
3；鋼管樁橫橋向根據d√w0 =0.404<5.8,高寬比為22/0.
808＝27.2，由《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60－2004）表4.3.
7-6查得k1＝1.1。
k2：考慮地面粗糙度類別和梯度風的風速高度變化修正係數，取1.14
k3： 地形、地理條件係數，取1.00。
k5： 陣風風速係數，取1.38。
2）、迎風面積計算：
①貝雷桁架
貝雷桁架迎風面積按結構物外輪廓線面積乘以0.5的折減係數計算。
ahw1=3.2×42×0.5=67.2m2
②i36ａ橫橋向
ahw2=76.44×10－4×23＋33×0.36=12.06m2
③軌道橫橋向
ahw3=0.12×33=3.96 m2
④起吊系統橫橋向
ahw4=3 m2
⑤預製t梁順橋向
順t梁方向的迎風面積計算為：
aｈｗ5=2*2.7＝5.4ｍ2
⑥預製t梁橫橋向
橫t梁方向的迎風面積計算為：
aｈｗ6=48.5*2.7＝131ｍ2
⑦鋼管樁
鋼管樁的迎風面積按外表面積的50%計算，為：
aｈｗ8=π（d＋ｔ）ｈ1/2＝π（0.808＋0.008）22/2＝28.2ｍ2
3）、風荷載計算
計算公式fwhi=
①貝雷桁架
fwh1=0.75×67.2=50.4kn
②i36a橫橋向
fwh2=0.75×12.06=9.0kn
③軌道橫橋向
fwh3=0.75×3.96=2.97kn
④起吊系統橫橋向
fwh4=0.75×3=2.25kn
⑤預製t梁順橋向
預製t梁順橋向的風荷載為：fｗｈ5＝w aｈｗ5＝0.93×5.4＝5.0kn
⑥預製t梁橫橋向
預製t梁橫橋向的風荷載為fhw6＝0.60×131.0＝78.6kn
⑦鋼管樁橫橋向
橫橋向鋼管樁橫橋向的風荷載為：fｗｈ7＝w aｈｗｇ＝0.51×28.2＝14.4kn
⑧鋼管樁順橋向
鋼管樁順橋向的風荷載為fｗｈ8＝w aｈｗｇ＝0.51×28.2×0.7＝10.1kn
4、t梁起吊後順橋向擺動引起的水平力
設因t梁起吊後順橋向擺動引起的橫向水平力作用於起吊平車頂部。 龍門吊吊物在起公升t梁時順橋向設計t梁最大偏擺角為2。，則由此對每組橫樑產生的順橋向水平力為：
f吊＝1.2×800×tan2＝33.5kn
5、t梁起吊後起吊平車移動引起的水平力
f移為考慮起吊平車起吊t梁後移動時引起的橫橋向水平荷載。起吊平車移動時引起的橫向水平荷載t按《鋼結構設計手冊》（第二版，1989.10）公式2.4.1-c計算:
t=0.04(q+g)/n=0.04×p/n=0.04×840/2=16.8kn
ｎ為起吊平車在一根軌道上的輪數。
考慮橫向水平荷載增大係數at,由《鋼結構設計手冊》（第二版，1989.10）表2.4-2查得為at=3,並設該橫向水平荷載均勻分布在8根鋼管樁上,則:
f移= at×t/4=3×16.8/8=6.3kn
二）、永久荷載
1、桁架：3.3×12/3=13.2kn/m
2、加強弦杆自重：0.8×6×2/3=3.2kn/m
3、i36a分配梁：（23根×2.5m＋2根×33m /根）×0.6/33=2.25kn/m
4、軌道：0.528×2＝1.06kn/m
四、 龍門吊橫樑抗彎強度驗算（驗算工況1）
(一)、強度驗算
龍門吊橫樑強度驗算按驗算工況1進行驗算：
該工況為龍門吊橫樑抗彎強度最不利驗算工況。
(1)、計算簡圖見圖1。
p：為集中可變荷載之和。
p＝p設+p1=800+40＝840 kn
ｑ：為龍門吊永久荷載之和，
q=13.2+3.2+2.25+1.06=19.7kn/m
(2)強度驗算
① 荷載組合後跨中最大彎矩
永久荷載效應的分項係數取1.0，可變荷載的分項係數取1.2。
ra=(1.2p+ql)/2=917.7kn
ma＝－qm2/2=－88.7kn
mzmax =mc＝ral1/2-ql2/8=12174.8
則單片加強的單排雙層貝雷架承受最大彎矩為
mｄmax＝mzmax/6＝2029.1 kn. m
② 貝雷架容許承載力
本橫樑採用加強的六排雙層貝雷架，根據《公路施工手冊－橋涵》（2023年4月第一版）查得，國產貝雷架的力學性質為：
弦杆截面積f＝25.48ｃｍ2；
弦杆慣矩iｘ1＝396.6ｃｍ4；
貝雷桁片的慣矩iｘ2＝250500ｃｍ4；
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龍門吊結構驗算書 midas計算
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