中交第一航务工程局有限公司
沉箱吊装受力计算书
工程名称：中委合资广东石化2000吨/年重油加工工程产品码头项目部
计算内容：沉箱吊装
审核：校核：计算：
1、沉箱重心计算
图1-1沉箱断面图
图1-2沉箱平面图
表1-2沉箱材料和体积矩计算表
编号构件
名称
体积计算式
体积
V i(M3)
形心位置体积矩
X i Y i V i X i
V i Y
i
1 前趾1.5×0.4×0.5×6.3 1.8910.733 1.89 1.38 0.6×1.5×6.3 5.670.750.3 4.25
2 1.701
2 后址0.15×0.4×0.5×6.
3 1.89 12.45 0.733 23.53 1.38
0.6×1.5×6.3 5.67 12.6 0.3 71.44 1.701
2 底板9.9×0.6×6.
3 37.42 6.45 0.3 241.3611.23
沉箱重量:M=ρV=2.5×198.3=495.75t 沉箱重心:Xc= 1258.95/198.3=6.35m Yc =1110.09/198.3=5.60m 2、沉箱吊装计算 1）主钢丝绳受力计算
沉箱受力简化入图：
2250
2450
F1
F2
G
图1-3隔墙受力简化图
起吊后方块处于平衡状态，
根据受力平衡可得出：F 1+F 2=1.3G ，1.3为动力荷载系数，G=4850KN.............① 根据力矩平衡可得出：
设前沿每根钢丝绳拉力为F 前，后沿每根拉力为F 后，根据力矩平衡得 2.25F 1=2.45F 2...............................................② 解由①、②式得 F 1=3290KN ；F 2=3015KN
根据吊装采用4点吊按3点吊计算可以得出单根销子单侧受力： F 前=F 1/3=1097KN ；F 后=F 2/3=1005KN
因前侧吊孔受力较大，且前后墙所用钢丝绳用同一行型号，故只对前墙钢丝绳进行验算。

钢丝绳安全系数取5，采用公称抗拉强度为1770MPa 的6×37钢丝绳。

五金手册得公称抗拉强度为1770MPa 的6×37纤维芯钢丝绳直径100mm 的在5倍安全系数下容许拉力为5840KN ，满足要求。

2）销子受力计算
销子采用Q345直径210mm 的圆钢。

因前侧销子受力大，所以只计算前侧销子是否满足受力即可。

抗剪能力计算
销子满足抗剪能力条件为：τma x≤ [τ]......................①式中：τmax为外力产生的最大剪切应力，[τ]为许用切应力。

圆形截面τ
max =F
前
/2A=1097×1000/（3.14×1052）=31.7MPa≤[τ]=145 MPa
因此τ
max
≤[τ]成立。

②抗弯能力计算
按销子可能出现最大弯矩进行计算，最大利臂为175mm。

产生的最大弯矩M=F
前缆
×L=1097×175×103=1.92×108N·mm
满足弯矩的条件为：δ
max =M/W
z
≤[δ]
式中：W
z 为弯曲截面系数W
z
=πd3/32=908735mm3,[δ]=250MPa为许用抗弯应力。

δ=M/W
z
=211.3Pa≤[δ]=250MPa
3）副钢丝绳受力计算
垂直于吊架平面对吊架进行受力分析，因吊架远小于沉箱重量，所以忽略吊架产生的重心偏移量,受力如图:
拉拉
压压2
图1-3吊装架受力分析图
由受力平衡可得：F
拉1+F
拉2
=F
压1
+F
压2
+1.3G.........................①
由力矩平衡可得：1.65F
拉1-1.65F
拉2
=-3.5F
压1
+3.5F
压2
.............②
F
压1=2（F
前
-F
前
*9.4/10）=131.64KN
F
压2=2（F
后
-F
后
*9.4/10.4）= 192.96KN
解①、②式可得：F
拉1=241.86KN，F
拉2
=111.86KN
因吊架每侧为两根钢丝绳，且吊装4点按3点计算，所以可求前侧每根副钢丝绳拉力F
前“和后侧每根副钢丝绳拉力F
后
“
F
前
“=F
拉1
/2*
3
4
*
4.9
54
.9
=163.6KN；F
后
“=F
拉2
/2*
3
4
*
4.9
54
.9
=75.7KN
钢丝绳安全系数取5,五金手册选用公称抗拉强度为1770MPa 的6×37纤维芯钢丝绳直径为38mm 的允许抗拉强度为843KN ，满足要求。

4）吊装架受压稳定计算
①吊架长5.15m ，宽4.7m ，因主钢丝绳直接作用在吊架的长边及短边上，所以在吊装过程中计算长边和短边是否满足压杆稳定，因长边受力大所以只需计算长边是否满足。

长边受力分析如图15
图1-4吊装架长边受力分析图
其轴向压力为F=2（F 前*10575.2+F 前’’*54
.924
.1）=607.5KN 根据压杆稳定条件：
][δϕ≤A
F
式中F 为杆件轴向受压力，A 为截面积，ϕ 为受压稳定系数，][δ为许用抗压应力值 吊架采用采用双槽32a 槽钢组成 F=607.5KN ，A=97.4cm 2，][δ=215MPa 杆件的ϕ值与压杆柔度λ有关，i
l
μλ=
式中，μ为压杆长度因数，按最不利杆端约束2=μ；l 为压杆长度，15.5=l ；i 为截面惯性半径
对截面计算惯性矩如图
图1-5吊架截面图
根据公式12/)bh (33-=BH Ix ，所以求得444571y c 14863cm I m Ix ==， 因y x I I >，说明压杆弱轴为y 轴，故应以y i 计算柔度值：cm A
I i y 85.6y ==
得出3.1502y ==
y
i l
λ，此截面为b 类截面，查b 类截面构件轴心受压稳定系数表得出 307.0=ϕ
综上可解得23
/3.62100
4.9710
5.607mm N A F =⨯⨯=；MPa 66215307.0][=⨯=δϕ
因此][δϕ≤A
F
成立，满足受压杆件稳定。