Trong ngành máy trục vận chuyển, phần kết cấu thép giữ vai trò quan trọng và nó chiếm một tỷ trọng rất lớn trong khối lượng toàn máy. Riêng đối với các loại cầu trục, kết cấu thép có vai trò còn quan trọng hơn. Nó chẳng những dùng làm giá đỡ cho tất cả các cơ cấu toàn máy mà còn là nơi chịu toàn bộ các loại tải trọng đặt lên.

Đối với cầu trục một dầm, đặc biệt là loại cầu trục có khẩu độ rất lớn như trên (L = 20 M) thì việc tính toán và lựa chọn phương án chế tạo phần kết cấu thép đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu làm việc là rất quan trọng.

1. Các trường hợp tổ hợp tải trọng:

Tải trọng tính toán phần kết cấu thép cầu trục được phân chia thành các trường hợp tổ hợp tải trọng như sau:

Tải trọng

Tính theo độ bền mỏi Tính theo bền và ổn định

Các trường hợp tải trọng

Trọng lượng cầu có hệ số va đập Kđ Kđ* Kđ*

Trọng lượng Palăng Gpl có hệ số Kđ Gpl Kđ*Gpl Gpl Kđ*Gpl Gpl

Trọng lượng hàng nâng Q có tính đến hệ số Kđ , Kđ* Kđ * Q

Lực quán tính ngang khi hãm CCDC cầu trục hoặc palăng điện Pqt

Trong đó:

Các trường hợp tải trọng quy định sự làm việc của các cơ cấu như sau :

+ : Cầu trục đứng yên, tiến hành nâng hàng từ mặt nền hoặc hãm hàng khi đang hạ với nửa tốc độ.

+ : Cầu trục đứng yên, tiến hành nâng hàng từ mặt nền hoặc hãm hàng khi đang hạ với toàn bộ tốc độ.

+ : Cầu trục di chuyển có hàng khi phanh từ từ.

+ : Cầu tục di chuyển có hàng khi phanh đột ngột.

+ :Cầu trục không di chuyển, palăng điện có hàng di chuyển và phanh palăng một cách đột ngột (dùng để tính toán kiểm tra dầm đầu của cầu).

2. Xác định các phần tử trong bảng tổ hợp tải trọng :

2.1. Trọng lượng bản thân của cầu trục:

Trọng lượng bản thân cầu trục bao gồm: trọng lượng phần kết cấu thép, cơ cấu di chuyển cầu và thiết bị điện.

2.2. Trọng lượng palăng điện:

(kG)

2.3. Hệ số va đập khi di chuyển:

Dựa vào tốc dộ di chuyển cầu v =95 (m/ph) tra bảng (4-12)-, ta chọn hệ số va đập tính theo độ bền . Hệ số va đập khi tính đến độ bền mỏi Kđ được tính theo Kđ như sau:

Kđ = 1 + 0.5*(Kđ -1) = 1

2.4. Hệ số động khi nâng hạ hàng

Hệ số động được xác định qua công thức gần đúng như sau:

(1.06.1)-

(1.06.2)-

Với Vn = 7,74 (m/ph): tốc độ nâng hàng của palăng điện.

2.5. Trọng lượng hàng nâng :

Q =20 (T) = 20000 (kG)

3. Lực quán tính ngang :

3.1. Khi cầu trục di chuyển, tiến hành hãm cầu trục làm xuất hiện lực quán tính có phương ngang theo phương di chuyển của cầu trục.

(1.09)-

Trong đó:

+ mc = 31600 (kG):Trọng lượng toàn bộ cầu trục.

+ mh = 20000 (kG): Trọng lượng hàng nâng định mức.

+ Vdc = 95 (m/ph)=1,58 (m/s)

+ t = 2 (s): Thời gian gia tốc (hoặc phanh hãm) cầu trục.

(kG)

Khi gia tốc cầu trục một cách đột ngột, lực quán tính ngang được tính giá trị lớn gấp hai lần giá trị định mức.

(kG) (1.10)-[0.3]

3.2. Lực quán tính do khối lượng xe tời và hàng khi phanh xe con. Lực này sẽ tác dụng lên dầm đầu và là tải trọng để tính toán kiểm tra bền và ổn định dầm đầu (tổ hợp IIc).

4.Tính toán dầm chính:

4.1. Tính chọn sơ bộ tiết diện mặt cắt ngang của dầm chính.

4.1.1. Xác định mômen uốn lớn nhất theo phương thẳng đứng