龙门吊轨道梁受力验算

1、编制依据

《钢结构基本原理》

《结构力学》

《建筑施工计算手册》

《简明施工计算手册》

2、工程概况

本站为郑州市轨道交通6号线京广中路站，车站全场166.2米，标准段宽22.5米。两端端头井长14.8米，宽25.5米。本站计划安装一台10+10t龙门吊，作为垂直运输所用，以配合现场施工。其轨道基础直接采用车站围护结构冠梁。由于两端端头井较标准段较宽，故在端头井处需设置两道轨道梁，以便龙门吊能够在端头井上工作。

3、轨道梁设计

3.1 轨道梁布置

轨道梁布置在端头井两侧冠梁上，并往南侧偏300mm。如图3-1和图3-2所示。

图3.1-1 轨道梁平面布置图

图3.1-2 轨道梁纵断面布置图

3.2 轨道梁截面设计

本站龙门吊轨道梁是由2根63c工字钢及两块钢板焊接形成，其截面如图3.2-1所示。

图3.2-1 轨道梁截面图

弹性模量：E21010Pa

9惯性矩：Ix工102250cm4

Ix板bh3401.235.761212cm4

移心后的钢板惯性矩：

移心22IxIaA5.7632.1401.249465.44板x板cm4

组合后的2工63c工字钢惯性矩：

移心I2Ix工2Ix板303430.88cm4

3.3 轨道梁计算模型

车站围护结构连续梁冠梁设计成轨道梁的受力支柱，跨度14.8m，计算模型见图3.3-1。

图3.3-1 轨道梁计算模型

图3.3-2 轨道梁计算模型（计算器计算模型）

4、轨道梁验算

4.1 截面弯矩计算

轨道梁各截面弯矩由梁外受力（龙门吊工作时对轨道梁所施加的力,龙门吊最大轮轨16.7t）和轨道梁自重两个方面共同作用形成。

63c工字钢理论重量：141.189Kg/m

312mm厚400mm宽钢板理论重量：7.85100.40.01237.68Kg/m

（钢板理论重量7.85g/cm3）

q(141.189237.682)103577.38N/m

F16.710310167000N

两支座处的支座反力：

ql2F3577.3814.82167000193472.61222N

F1F2依次计算轨道梁各截面弯矩：

ql12M1F1l1727337.2122N*m

2ql2M2F1l2F(l2l1)749248.6642N*m

ql32M3F1l3F(l3l1)727337.2122N*m

其弯矩图如图4.1-1所示。

图4.1-1 轨道梁弯矩图（计算器计算模型）

由上图可知，轨道梁理论上的最大弯矩为：

Mmax749248.664N*m

在龙门吊工作过程中，考虑设备动荷载和结构安全，分别取系数1.4和1.2，从而可计算出龙门吊实际最大弯矩：

M实maxMmax1.41.21258737.756N*m

M1258737.756102W5854.592fm21510所需截面抵抗矩：cm3

（fm——抗弯强度，Q235的抗弯强度215N/mm2）

通过计算得出：

Wx3298265965854.59cm3

所以，满足要求。

4.2 端头抗剪计算

端头支座剪力：

VF1193472.61N

见图4.2-1 轨道梁剪力图

图4.2-1 轨道梁剪力图（计算器计算模型）

轨道梁抗剪强度：

VAfv4561021255700000193472.61N

所以，满足要求。

4.3 挠度计算

挠度计算模型见图3.3-1。轨道梁位移计算见图4.3-1。

图4.3-1 轨道梁位移计算图（计算器计算模型）

轨道梁最大挠度：

Fl1(3l24l12)24EI

193472.6123.9（314.8243.92)982421010303430.8810

wmax0.029m

所以，满足要求。