桥式起重机主梁的承载挠度计算

桥门式起重机主梁挠度测量方法讨论与研究作者：白星许智宋真范亚辉来源：《中国科技博览》2019年第04期[摘要]综合阐述了经纬仪法、激光测距仪法在桥门式起重机主梁挠度测量中的应用，提出了运用全站仪测量桥门式起重机主梁挠度的理论。

全站仪法能够有效消除重载引起起重机承载结构的变形对挠度测量的影响，得到更为精准的测量结果。

阐述了运用全站仪法测量桥门式起重机主梁挠度的方法及计算步骤，为大型桥门式起重机、多点悬挂起重机主梁挠度的测量，提供一种更为精准的测量方法。

[关键词]挠度；全站仪；精准测量中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0046-020 引言挠度是指弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移。

起重机承载挠度是以作用在主梁的每个静轮压对主梁中部产生的挠度总和。

[1]作为桥门式起重机载荷试验的主要指标，对由于载荷重量、小车重量引起的挠度进行测量，在起重机的验收检验、安全使用、报废判定中有重要意义。

[2]《起重机械定期检验规则》及《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》中对起重机主梁静载挠度作出明确要求：调速控制系统和定位精度根据该产品设计文件确定，对设计文件对该要求不明确的，对A1～A3级，挠度不大于S/700；对A4～A6级，挠度不大于S/800；对A7、A8级，挠度不大于S/1000；悬臂端不大于L1/350或者L2/350（S为起重机跨度，L为悬臂梁长度）。

[3][4]1 测量方法垂直静挠度测量的标准方法是拉钢丝法，但由于拉钢丝法可操作性差，因自重及风振引起的误差大等原因，在目前的实际检验操作中却很少采用。

[1]在检验工作中，测量主梁载荷挠度的方法主要有经纬仪法、激光测距仪法等。

经纬仪法，是预先在起重机主梁跨中位置的腹板上贴钢直尺，在地面利用经纬仪观察在钢直尺上选定观测基准刻度，通过计算加载前后基准点刻度值的差值，即为所测垂直静挠度。

激光测距仪法，是利用激光测距仪从固定平面向起重机主梁下翼缘板的跨中位置打点，测量计算起重机从空载及额载工况下，同一点到激光测距仪的距离变化值，则该值即为所测垂直静挠度。

桥式起重机主梁下挠变形的测量技术与方法李晓玲【摘要】Combined with practical work, this article introduces several measurement methods of the measurement of crane girder downwarping deformation in detail: wire measurement method, water level (transit) method, laser automatic quashed simple measuring method, total station measuring method and simple measuring method, etc. At the same time, the applicability and shortcomings of the methods are analyzed. A new method to test the electric single-girder crane girder downwarping deformation is proposed, and its feasibility is analyzed. It has practical significance for studying the measurement of the crane girder downwarping deformation.%本文结合实际工作，详细介绍了在测量起重机主梁下挠变形中所用到的几种测量方法：拉钢丝测量法、水准仪（经纬仪）测量法、激光自动扫平仪测量法、全站仪测量法以及简易测量法等。

同时总结、分析了各种方法的适用性和不足之处，提出了一种自创的检验电动单梁起重机主梁下挠变形的新方法，并分析比较了其可行性。

对研究测量起重机主梁下挠变形方法具有实际意义。

桥式起重机设计说明书姓名:学院：材料科学与工程学院专业班级：指导教师：日期：2011年1月前言桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。

由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。

桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

本书主要介绍了跨度28m，起重量50t的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程,同时对车间的布置情况作了较为粗略的参考设计.设计过程较为详细地考虑了实际生产与工作中的情况。

本书编写过程中得到XXX副教授、XXX副教授等老师和同学的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。

由于作者实际经验不足，理论知识有限，书中错误在所难免,敬请读者多多指正！作者2010年1月于XX大学目录第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸 (1)一、桥架的总体构造 (1)二、主梁的几何尺寸 (2)1、梁的截面选择和验算 (2)2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 (3)三、主梁的受力分析 (4)1、载荷计算 (4)2、强度验算 (5)3、主梁刚度的验算 (8)4、焊缝的设计和验算 (10)第二章主梁的制造工艺过程 (12)一、备料 (12)二、下料 (13)三、焊接 (13)四、检验与修整 (17)第三章主梁焊接车间设计 (21)一、焊接生产的过程及特点 (21)二、焊接生产组成部分的确定 (22)三、车间平面布置 (23)第四章焊接工艺卡 (25)结束语 (37)参考文献 (38)第一章 箱型梁式桥架结构的构造及尺寸一、桥架的总体构造箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。

主梁 主梁是桥式起重机桥架中主要受力元件，由左右两块腹板，上下两块盖板以及若干大、小隔板及加强筋板组成。

主要技术要求有:主梁上拱度:当受载后，可抵消按主梁刚度条件产生的下挠变形,避免承载小车爬坡。

桥式起重机主梁计算一、起重机主梁的工作条件和荷载情况1.工作条件：主梁处于静止状态、启动和停止状态下的荷载、移动状态下的荷载等。

2.荷载情况：起重机的荷载主要包括起重物的重量、启动和停止状态下的荷载、风荷载等。

其中，起重物的重量是计算主梁的重要参数。

二、主梁的尺寸计算1.主梁的长度：主梁的长度应根据实际使用情况来确定，一般为起重机的工作范围加上一定的安全边距。

根据主梁长度确定梁的截面尺寸。

2.主梁的截面尺寸：主梁的截面尺寸应根据起重机的工作条件和荷载情况来确定。

通常采用钢材作为主梁的材料，选择合适的型钢截面。

截面的选择要满足主梁在工作条件下的强度要求。

3.主梁的高度：主梁的高度与梁的截面尺寸有关。

一般来说，主梁的高度越大，强度越高，但也会增加自重和制造成本。

因此，需要综合考虑强度要求、自重和制造成本等因素来确定主梁的高度。

三、主梁的材料选择1.主梁通常采用优质钢材，如Q345B、Q345D等。

这些钢材具有较高的强度、韧性和抗腐蚀性能，适合用于承受起重机荷载的主梁。

2.在选择主梁材料时，还需要考虑材料的成本、可焊性、可加工性等因素。

四、主梁的结构设计和分析1.结构设计：根据主梁在工作条件下的受力情况，进行结构设计。

设计包括主梁截面的形状和尺寸、连接方式和布置等。

设计要求主梁在荷载作用下保持稳定，不发生破坏和变形。

2.结构分析：对主梁进行结构分析，计算主梁受力、变形等参数。

分析结果可以用于确定主梁的强度是否满足要求，并对主梁进行优化设计。

五、主梁的制造和安装1.主梁的制造：根据结构设计的要求，进行主梁的材料选择、截面加工、焊接和表面处理等工艺。

2.主梁的安装：将制造好的主梁安装到起重机上，并进行调整和固定。

安装过程中需要保证主梁与其它部件的连接紧固和稳固。

综上所述，桥式起重机主梁计算是一个复杂的过程，需要根据起重机的工作条件和荷载情况，对主梁的尺寸、材料、结构进行综合考虑和设计。

计算过程中需要注意荷载的合理估计、结构的强度和稳定性要求、材料的选择等问题。

一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算（双梁小车型）1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷P G、P Q和P H三种基本载荷和偶然载荷Ps，因此为载荷组合II。

其主梁上将作用有P G、P Q、坯载荷。

主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大, 为剪切危险截面。

当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。

2、主梁断面儿何特性计算上下翼缘板不等厚，采用平行轴原理计算组合截面的儿何特性。

/F2图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y-y形心线，为对称形心线。

因上下翼缘板厚不等，应以” 一X'为参考形心线，利用平行轴原理求水平形心线X-X位置儿。

①断面形状如图2-4所示，尺寸如图所示的H、人、禺、B、b、％等。

②XF = F i+2F2+F3[尺=B仏,F2 =bh{V F, = BhJ③q = £Fr (kg/m )⑦VV X=J x/y c ^J x/H-y c (cm3)⑧=J>/R/(C)3、许用应力为［①口和⑺口。

载荷组合类别安全系数拉伸、压缩、弯曲许用应力剪切许用应力端面挤压许用应力组合I（I类载荷）〃]=1.48閃= [r]旦【％] = 1.5[刊组合II（II类载荷）n{[ = 1.34=!34[b「d] = l・5[b]||组合III（III类载荷）n in = 1」6叮;6[a cd] = \.5[a]lll④冲+ 2町"+碍XF 斤+2巧+耳人=營+片.）十+2以H—人一他）312 + 2耳》2+鲁+佗》2h、B12 +等+ 2辔+ 2聘+ yPiR 与P 2为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由P Q 和小车自重分配 到各车轮的作用力为轮压。

如R=P?=P 时，可认为P 等于P Q 和小车自重之和的 四分之一。

桥(门)式起重机主梁挠度的检测在桥(门)式起重机安全技术检验中，主梁拱度的检测是一项十分重要的内容。

JB1036-82(通用桥式起重机技术条件)中明确规定:主梁跨中上拱度F=L(0.9-1.4)/1000。

且最大拱度应控制在跨度中部的L/10范围内。

目前常用的检测方法有传统拉钢丝法和现行吊钩悬尺法，以及磁铁悬尺法。

1.1 拉钢丝法拉钢丝法要求三名检测人员必须爬到起重机的主梁上，使φ0.5mm细钢丝的一头固定于主梁的一端(钢丝通过上盖板上的等高块)，另一头与主梁另一端的15kg弹簧秤相接。

然后选取测量点，测量钢丝至主梁上表面的垂直距离，再计算出拱度值。

此方法有较大的局限性和检测人员登高作业的危险性，仅应用于部分箱形双梁桥式起重机主梁拱度的检测，而不适合单梁桥(门)式起重机以及带裙板的箱形双梁桥式起重机主梁拱度的检测。

1.2 吊钩悬尺法吊钩悬尺法是将300mm钢板尺倒挂在吊钩上，开动小车(电动葫芦)沿着工字钢轨道运行，通过架设在地面上的水准仪，依次测取主梁各点的标高值。

然后计算出其拱度值。

这种测量方法误差大，有时可能会得出相反的结果。

影响测量精度的因素是:小车行走轮半径误差和轨道踏面形状误差以及小车三条腿等都会直接反映在标高值上，致使测取的标高值不真实，最后计算出的拱度值便不准确了。

1.3 磁铁悬尺法磁铁悬尺法是用一根0.5m的细钢丝，一端固定在磁铁上，另一端固定于一个0.5kg的重锤。

在细钢丝上安装一个可以调节位置的300mm钢板尺，用一根专用绝缘杆将磁铁吸附于主梁下盖板或工字钢轨道的下表面上。

然后选取主梁两端和梁中三个测量点，通过架设在地面上的水准仪读取被磁铁悬挂标尺上的数值，从而计算出主梁跨中的拱度值。

即主梁跨中拱度值＝跨中标高值－1/2(较高端跨端标高值＋较底端跨端标高值)。

钢板尺正向固定于细钢丝上，测得结果是正值时为上拱，反之为下挠。

利用此法可检测各种型式起重机主梁拱度，方法简捷，结果准确，省时省力。

起重机下挠度计算
起重机下挠度是指起重机臂架在不同负载下的变形程度，可以通过以下方法计算：- 经典力学理论：从挠曲线微分方程出发，利用有限差分法或放大系数法求解起重机箱形伸缩臂的挠度和弯矩。

该方法的优点是易于计算机编码，但公式中很多参数难以获取，且由于有很多假设条件，计算精度偏低。

- 有限元分析法：通过建立臂架有限元模型，借助Ansys等工具软件，分析臂架挠度变形情况。

该方法可以模拟起重机的全部工况，但精度依赖于有限元模型，需多次迭代，耗时长。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的计算方法。

同时，起重机的设计和操作应充分考虑挠度的影响，以确保起重机的安全性能。

一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型)1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。

其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。

主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。

当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。

2、主梁断面几何特性计算上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。

图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。

因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。

① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。

② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /)④ 321232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F Fy F y ii c +++++-=∑⋅∑=(cm ) ⑤ 223322323212113112212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ⋅++⋅+--+⋅+= (4cm ) ⑥ 202032231)22(21221212bb F h b B h B h J y ++++= (4cm ) ⑦c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ) ⑧ 2BJ W yy =(3cm ) 3、许用应力为X ][σ和X ][τ。

4、受力简图1P 与2P 为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Q P 和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。

如P P P 21==时，可认为P 等于Q P 和小车自重之和的四分之一。

桥式起重机箱形主梁强度计算一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型)1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。

其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。

主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。

当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。

2、主梁断面几何特性计算上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。

图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。

因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。

① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。

② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /)④ 321232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F Fy F y ii c +++++-=∑⋅∑=(cm ) ⑤ 223322323212113112212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ⋅++⋅+--+⋅+= (4cm ) ⑥ 202032231)22(21221212bb F h b B h B h J y ++++= (4cm )⑦ c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ) ⑧ 2BJ W yy =(3cm ) 3、许用应力为 ][σ和 ][τ。

4、受力简图1P 与2P 为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Q P 和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。