大跨度三角桁架主梁門式起重機剛度分析

齊 躍

（南京登峰起重設備制造有限公司，南京 210044）

對起重機主梁靜剛度進行控制，目的為了防止起重機小車運行時，制動出現問題，出現溜鉤，起升、下降制動時主梁變形大以及起重機振動大等問題。MQ180t-48m-H26m型雙三角桁架主梁門式起重機，門架結構布置成“剛性支腿—柔性支腿”形式。該結構形式的起重機，主梁靜剛度按簡支梁模型計算，主梁做成變截面主梁，跨中主梁截面性能大于端部主梁截面性能。起重機安裝后，出現了跨中主梁截面剛度計算值小于實測數據值的問題。通過計算綜合分析，得知起重機變截面主梁靜態剛度計算時，采用門架整體計算方法比較符合實際測量結果。

1 MQ180t-48m-H26m門式起重機參數

該門機主梁采用雙主梁桁架結構，支腿采用無縫鋼管焊接成桁架結構，并按照一剛一柔支腿設計。其中，起重系統采用2臺JM12t卷揚機，主鉤配180t吊勾，滑輪倍率采用上8下9結構，大車采用臺車形式，采用12套主動臺車。

另外，MQ180t-48m-H26m型門式起重機額定起重量為180t，門機跨度為48m，門機提升高度是26m。起重機主梁自重載荷q為1t/m，吊梁行車重量G1為28t，小車輪局為3m，門機外形結構如圖1所示。

圖1 門機外形結構

2 MQ180t-48m-H26m門式起重機主梁參數及截面性能

2.1 主梁主要參數的選取

主梁結構圖如圖2所示。

主梁邊節一與邊節二采用同一規格斷面，主梁中節采用加強斷面，斷面圖如圖3所示。其中主梁桁架高H為3m，桁架寬B為1.3m。

2.2 主梁整體截面性能參數：

主梁邊節截面慣性矩I邊為14553138cm4。

主梁中節截面慣性矩I中為19337592cm4。

圖2 主梁結構圖

圖3 主梁斷面

3 主梁整體剛度驗算

按起重機設計手冊規定，受彎構件的靜態剛度在規定載荷作用下進行計算時，不考慮沖擊系數和動載系數。該起重機主梁靜剛度按簡支梁模型計算，位移計算簡圖如圖4所示。

圖4 位移計算簡圖

3.1 邊斷面主梁跨中集中荷載撓度計算

該起重機主梁跨中集中荷載撓度按照主梁邊斷面計算，如式（1）所示。

此種情況下，主梁整體剛度如式（2）所示。

3.2 中節斷面主梁跨中集中荷載撓度計算

該起重機主梁跨中集中荷載撓度按照主梁中節斷面計算，如式（3）所示。

此種情況下，主梁整體剛度如式（4）所示。

3.3 PKPM集中荷載撓度計算

用PKPM軟件計算主梁跨中集中載荷下撓值，如圖5所示。

圖5 主梁撓度分布圖

用PKPM計算主梁撓度時，將起重機門架結構進行整體計算，主梁截面按實際截面分段處理。

4 主梁剛度分析

MQ180t-48m-H26m型門式起重機安裝完成后，通過吊載180t重物進行主梁靜態剛度檢驗。檢測結果為：主梁實際下撓65mm，剛度值f。實際測量結果大于按主梁中節截面計算的剛度值，小于按主梁邊節截面計算的剛度值，而采用PKPM設計軟件進行整體剛度計算的數值最接近實際測量結果。

5 結語

近年來我國的起重機制作行業發展迅速，起重機的作業噸位、跨度紀錄不斷刷新。為了優化起重機結構設計，其主梁強度設計要按照變截面形式進行，但變截面形式主梁靜態剛度計算如果按照設計手冊上的公式計算，最終結果誤差往往較大。本文采用PKPM鋼結構設計軟件分析，得出的靜態剛度數值與現場實測數據接近，為同類型起重機設計提供了參考依據。