(青岛理工大学土木工程学院 山东 青岛 266033)

地铁车站龙门吊吊车梁设计与验算

曲成平邱伟荆旖昕

(青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033)

地铁正在我国如火如荼地建设中，本文针对地铁车站中所经常使用的龙门吊吊车梁进行设计与验算,为今后相类似地工程提供一定地参考价值与借鉴意义[1]。

地铁车站；吊车梁；设计与验算

一、吊车梁设计

(一)设计资料

吊车梁跨度为6米，每跨中最多一个车轮，自重63.5t，货物重45t，取动力系数1.1，分项系数1.4，求所需型钢型号并验算。见表1。

表1 吊车技术参数

工作级别：M6

钢轨自重0.43kN/m，选用箱型型钢自重3.76kN/m。

假定均布荷载q=1.2×(3.76+0.43)=5.1kN/m。

(二)吊车荷载计算

吊车荷载设计值为：

竖向荷载设计值：P=1.4×1.1×410=631.4kN

额定起重为45t，小车重为30t，根据《建筑结构荷载荷载规范—2006》取系数0.08[2]。

横向荷载设计值：Hy=1.4×0.2×75×10=210kN

纵向荷载设计值：Hx=1.4×0.1×410=57.4kN

(三)内力计算

由于每跨中最多出现一排轮，取最不利位置计算，该车轮取最大轮压，并且位于跨中位置。见图1。

Mx=Pmax×L/4+q×L2/8=970kNm

Vx=Pmax/2+ql/2==331kN

My=Hy×L/4=6×84/4=126kNm

Vy=Hy/2=84/2=42kN

图1 龙门吊示意图

二、截面选取

选择20mm厚钢板焊接成的箱型钢梁，截面基本参数：h×b×b0×t1×t2×tw=600×600×300×20×20×20

截面属性：

Ix==302720cm4；Wx=20181cm3

SX=20×600×310×10-3=3720cm3

Iy==133520cm4；Wy=8901cm3

(一)截面验算

由《钢结构设计规范50017-2003》可知：

(1)强度验算

σ=MX/1.05WX+My/1.2Wy=65.4<205N/mm2；

(2)抗剪验算

τ=VSx/Ixtw==10.1N/mm2

(3)集中力验算

σc=φF/twlz=1.35×631.4×103/390×40=54.64N/mm2

(4)折算应力验算

σ=My1/In==102.5N/mm2

σ是拉力，取正值+102.5N/mm2,σc是压力，取负值σc=-54.64N/mm2；

(σ2+σc2-σσc+3τ2)0.5=139.1<βf=205×1.2=246N/mm2；

(5)整体稳定性验算

h/b0=2<6；

l1/b0=20<95(235/fy)=109；

(二)局部稳定性验算

h0/tw=600/40=15<80(235/fy)0.5=85.6

仅需按构造设置横向加劲肋

加劲肋构造要求：外伸宽度bs>h0/30+40=60mm

厚度ts>bs/15=4；最小间距=0.5h0=300mm；最大间距=2h0=1200mm；每隔800mm，设置厚度为12mm，外伸为100mm的横向加劲肋。

λb=2×hc×(fy/235)0.5/153×tw=0.09

σcr=f=205N/mm2

a/h0=800/600=1.3>1.0

λs=ho×(fy/235)0.5/tw×41×(5.34+4(h0/a)2)0.5=600×0.93/40×41×3.4=0.09

τcr=fv=120N/mm2

a/h0=800/600=1.33<1.5>0.5

λc=ho×(fy/235)0.5/tw×28×(10.9+13.4(1.83-a/h0)3)0.5=600×0.93/40×28×3.5=0.14

σc,cr=fc=205N/mm2

实际应力：

τ=V/hwtw=331×103/600×40=13.8N/mm2

σc=φF/twlz=1×631.4×103/390×40=41N/mm2

取弯矩平均值：M=910kNm

σ=Mh0/Wh=910×106×600/20181×103×640=42.3N/mm2；

(42.3/205)2+(13.8/120)2+41/205=0.25<1；满足要求；

三、结论

通过对地铁车站龙门吊吊车梁的计算可知，在实际施工过程中一定要注意：在龙门吊吊车梁设计时，一定要注重截面的选取，计算过程中一定要认真验算，确保施工的安全性[3]。

[1]夏丹丹，王文顺.明挖法地铁车站施工安全风险管理研究[D].中国矿业大学，2016.

[2]王辉，王彦昌，王文正.地铁明挖车站侧墙结构模板施工技术[J].市政技术，2010.

[3]莫智彪.地铁明挖车站主体结构侧墙模板安装施工技术[J].现代物业，2012.