大型桥式吊车厂房设计的关键点

大型桥式吊车厂房设计的关键点

李剑

（上海虹口建筑设计院有限公司上海200092）

【摘要】工业正在快速进步，与此相应的大型吊车厂房也获得了更广的运用。桥式吊车的厂房应当能够节省建材，同时具备优良的抗震性以及稳定性。在工业领域内，桥式吊车厂房也受到了各行业的接受和认可。

【关键词】大型桥式吊车厂房；设计；关键点

KeyPointsintheDesignofLargeBridgeCrane

LiJian

【Abstract】Theindustryisrapidlyprogressing,andthecorrespondinglarge-scalecraneplanthasalsobeenmorewidelyused.Bridgecranesplantshouldbeabletosavebuildingmaterials,atthesametimehaveexcellentshockresistanceandstability.Intheindustrialsector,thebridgecraneplanthasalsobeenacceptedbytheindustryandrecognition.

【Keywords】Largebridgecraneplant;Design;Keypoint

【中图分类号】TU392.5【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）22-0004-02

引言

大型厂房最适合设计为轻型的桥式结构，这是由于，钢结构的桥式大型厂房所需的钢材总量相对较少，同时也可以成批制作钢构件。同时，大型桥式吊车厂房的整体安装速度也是很快的，造价相对较低。因此，现今的各类工业都可以选择这种吊车厂房。桥式支架的大型厂房本身很稳定，通常情况下这类厂房都设有桥式的大型钢架，同时具备轻型的外墙以及屋顶。在设计时，设计人员需要在根本上确保吊车厂房本身的牢固性和优质性，确保全面的设计。在这种基础上，适当优化原有的设计方式。设计厂房的过程中，根本原则就是确保厂房整体的安全性以及结构稳固。对于规模较大的吊车厂房，选用桥式结构予以设计，这样做可以在最大程度上确保优良的设计质量，同时也减少了建材的浪费。在设计厂房时，可以选择混凝土的较高强度结构，以此来降低整体的设计造价，获得优良的设计效益[1]。因此，探讨大型桥式吊车厂房在设计过程中的要点和关键，可以为后期的厂房施工以及使用打好基础，确保厂房具备稳定性以及安全性。

1.整体设计思路

某桥式的大型厂房包含了120m宽度以及450m的总长，整体面积可达52300㎡。在初期设计时，设计人员拟定了32m的厂房檐口高度以及34m的屋脊标准高度。厂房设有双重的坡面，设置了采光和通风所需的横向天窗。对于墙面和屋面都设置了特定的围护结构，这个部分可以选择压型钢板予以完善设计。从平面造型来看，厂房设有40m跨度的容器跨，顶部设置了双层吊车。其中，上层吊车为500t，下层为150t[2]。

从地质基础来看，吊车厂房具备的地质条件是较复杂的。具体而言，厂房设置了钻孔灌注桩的桩基础，上部厂房包含了吊车梁、排架和墙架、屋面等结构。初期设计过程中，双支钢管构成了排架柱，钢结构屋顶衔接于柱顶。吊车梁设计为H型的焊接型钢，墙架和屋面设计为C型的冷弯薄壁钢材。从吨位程度来看，桥式厂房具备500t的最大吊车吨位，可以承载400t的吊车自重。桥式厂房配备了双层的吊车结构，柱体承载的总量通常超出600t，属于较大的荷载量。从经济和安全的角度讲，设计人员选择了砼和钢结构搭配的设计方式，这样做也符合了基本的力学特性。

设计的思路为：首先把特定比例的混凝土灌入钢管内部，混凝土和钢管就能够共同承载并且分摊上部负荷。从本质来看，组合式的桥式结构在更大程度上表现出混凝土本身的承压性，具备独特的优势。针对这种设计，也能够减少消耗的钢材。混凝土也能够约束钢管，进而表现出优良的刚度和强度。在钢管的内部，混凝土也具备优良的稳定性，因此就能够提升厂房整体的性能。在设计柱体时，设计人员选择了Q235的型钢用来设计钢管。灌入混凝土时，选择了细石无收缩性的C40混凝土[3]。

2.设计的关键点

设计桥式吊车厂房，应当遵照经济和安全的根本原则来具体设计。具体而言，就是要从力学特性入手，设置钢管砼柱的受力形式。具体的做法为：混凝土可以灌入钢管内部，混凝土与钢结构本身可以分摊上侧的荷载。这种组合式的受力结构具备了独特的承载优势，减少消耗钢材的总量。从混凝土本身来讲，组合结构也在根本上确保了整体稳定性。详细而言，设计吊车厂房的关键点包含了如下：

2.1钢架跨度以及高度

从吊车跨度来讲，在设计时先要确定整体的精确跨度。设计钢架跨度的过程中，先要确定吊车具备的跨度。在这种基础上，增加适当的余量就可以得到钢架跨度。同时，设计钢架跨度时还需要查阅特定的技术参数。吊车与厂房本身具备特定的跨度联系，设计人员尤其应当重视这种联系，确保设计出来的吊车能够顺利安装，不会出现干涉现象。具体在取值时，也应当依照模数，最好选择标准跨距作为参照。

对于钢架宽度，设计时需要考虑起吊高度以及厂房内部的净高。钢架梁与牛腿不可以贴紧，有必要留出适中的间隔距离。这样做，才可以确保吊车能够顺利行走。在设置牛腿标高时，也要考虑精确的起吊高度。经过换算之后，就能够得到轨道顶部或是牛腿的精确高度[4]。

2.2柱间的纵向支撑

在厂房的中部，需要设置柱间的纵向支撑。如果厂房整体长度较大，那么最好设置60m左右的纵向间距。在设置开间时，也需要构成屋面的几何支撑体系。针对尺寸相等的吊车厂房，纵向设置的厂房柱间支撑都应当是相同的。吊车如果起吊较重的物品，则需要配备桥式的跨间。设计具体的构造时，纵向的桁架应当衔接于边缘的屋面盖板。纵向桁架包含了刚性压杆以及水平支撑的两部分。

2.3增加制动梁

对于桥式吊车的大型厂房而言，如果为轻钢厂房，那么通常无需加入额外的制动桁架。然而某些情况下，吊车起吊的物品超出了15t的重量范围，在这时就有必要增设侧向的制动梁作为辅助。制动梁应当安装在接近刚架柱的部位，可以用螺栓来连接下侧的吊车梁边缘。验收结果可以表明：增加制动梁的措施能够在最大范围内确保运行的平稳性，吊车梁也因此运转自如。

3.具体设计技术

通常而言，吊车厂房的柱间支撑可以设置为刚性结构。针对中部的温度区段，可以在吊车梁的上侧以及下侧分别设计刚性支撑。然而针对端部的温度区段，则并不适合在下侧的吊车梁位置设计支撑。实际上，这个部位更适合配备柔性的支撑。如果设计了5t的起吊质量，那么就可以选择柱间的柔性支撑[5]。设计支撑的过程中，刚架柱需要配备抗剪的底板结构。

对于厂房这类的建筑物来讲，风荷载通常会表现出较显著的作用力。因此，设计人员还需要结合实际，为厂房建筑物选择最合适的风荷载系数。某些情况下，厂房建筑物本身并不具备规则的形态，在这时就应当因地制宜，选用适当的体型系数。设计吊车梁的过程中，需要格外注意受弯构件。经过计算之后，需要调整构件的截面。经过妥善的调整，才可以确保吊车梁具备足够的上侧边缘宽度，这样做更利于安装轨道的紧固件。

桥式的吊车厂房具备组合性的吊车荷载，设计过程中需要详细予以计算。与此同时，也需要考虑潜在的偏心弯矩。对于中柱而言，偏心弯矩将会造成影响。吊车梁本身就属于受弯构件，并且是双向的。因此，不可以选择焊接的方式来连接吊车梁和吊挂设备，最好选择螺栓连接的方式。

4.结束语

从现状来看，桥式大型的吊车厂房已经获得了很广的运用。这是因为，桥式结构的吊车厂房具备很稳定的自身结构，与此同时也能够确保厂房本身的优质性。设计的过程中，需要注意各步骤的设计要点。设计吊车厂房的根本目的是确保日常生产的安全以及顺利，保障人身安全。然而截至目前，桥式吊车厂房特有的设计技术仍没能达到完善，有待长期的改进。未来的实践中，设计人员还需要不断摸索经验，服务于厂房设计整体质量的提高。

参考文献

[1]赵宏康,陈磊,徐文希.单层大跨超高厂房结构选型研究及工程设计[J].建筑结构,2012（01）:21-26.

[2]张漪,雷润亚.600t桥式吊车钢结构厂房设计概述[J].中国科技信息,2012（07）:67.

[3]张琥,薛长珍.带吊车的轻钢厂房设计与施工要点[J].钢结构,2009（10）:42-45.

[4]王元清,陈全,陈宏等.大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计[J].工业建筑,2012（07）:54-56+22.

[5]邹剑强,付桂宏,徐克利.设有100/20t吊车的重型钢结构厂房结构设计[J].建筑结构,2012（S1）:407-410.