双悬臂式架桥机主梁的承载能力与抗弯刚度设计需围绕多工况荷载适配与结构性能优化展开,重点关注材料选型、截面构造、节点连接及变形控制等核心要素。
材料与截面设计是主梁性能的基础。主梁通常采用箱型或三角桁架结构,结合高强度钢材(如 Q345B)提升承载效率。箱型截面通过腹板与翼缘的合理配比,均衡承受弯矩与剪力;三角桁架则通过弦杆与腹杆的协同作用,分散荷载并降低自重。例如,上弦杆采用工字钢对扣并夹焊芯板,下弦杆以槽钢组合增强抗剪能力,可在保证刚度的同时减轻整体重量。
多工况荷载响应直接影响主梁设计。在过孔工况下,悬臂端弯矩最大,需通过优化桁架节点间距与腹杆布置增强局部刚度;架中梁工况时,跨中弯矩主导,需验算弦杆强度及销轴连接的可靠性;架边梁工况则需重点校核腹杆抗剪能力与支腿反力分布。实际工程中,主梁常采用变截面设计,悬臂端腹板加厚、跨中增设加劲肋,以适应不同位置的应力需求。
节点连接与刚度控制是设计关键。主梁节段间采用销轴连接,销轴直径与销板厚度需通过抗剪与承压验算确定,避免应力集中。例如,φ80 销轴配合 δ30 耳板可满足 55t 荷载的抗剪与挤压要求。此外,通过有限元分析模拟主梁在移动荷载下的动态响应,优化支腿位置与横移机构参数,可有效降低动载冲击。挠度控制方面,需结合预拱度设置与材料弹性模量计算,确保悬臂端变形在允许范围内。
稳定性与安全性贯穿设计始终。主梁与支腿的连接节点需通过三角形力学原理增强侧向刚度,防止风荷载或偏心荷载引发屈曲。例如,中支腿采用托轮装置与顶升油缸协同支撑,既能传递荷载又可调整主梁高度,提升整机稳定性。同时,主梁腹板与翼缘的局部稳定性需通过屈曲分析验证,必要时增设横向加劲肋以抑制变形。
综上,双悬臂式架桥机主梁设计需以材料 - 结构 - 荷载 - 变形的闭环逻辑为核心,通过精细化构造与多工况验算,实现承载能力与抗弯刚度的平衡,确保施工过程中的安全性与可靠性。