华能德州电厂#3机组电除尘器改造----施工组织设计浙江菲达4、华能德州电厂#4机组电除尘器安装摆杆强度计算说明书摆杆示意图及受力图：y（副杆受力图）（摆杆示意图）K--动载系统；Q、q--吊重、滑轮重；N(R x、R y)--轴心压力；T2--缆风绳拉力；S1、S2--钢索拉力；T、T1--滑轮组张力；G1、G2--主副杆自重（主杆受力图）摆杆规格：摆杆最大吊重3.8吨；主杆OC杆的型号为ф426×10—55米，材料是20#钢；副杆AB杆的型号为ф273×10—20米，材料是20#钢；起吊钢丝绳为ф15.5（6×19，公称抗拉强度为2000N/mm2的钢丝）；缆风绳钢丝绳为ф14（6×19，公称抗拉强度为2000N/mm2的钢丝），8根均布。
分析整个摆杆系统可知：整个系统的主要受力部件是主杆、副杆、起吊钢丝绳和缆风钢丝绳，要校核这个摆杆的安全可靠性，需先对摆杆进行受力分析。
一、受力分析因为整个摆杆系统是动态工作的，因而取三个特殊状态分别进行分析，取最大的受力状态。
现取主副杆之间的夹角分别为60°、90°、0°三种状态进行受力分析如下：（一）当副杆与主杆夹角∠CAB=60°时1、副杆计算（1）、荷载副杆受力见副杆受力简图，风载忽略不计。
a、吊重及滑轮重力：K（Q+q）=1.2×(3.8+0.1)=4.68tb、副杆自重：G1=1.4tc、起重滑轮组引出索拉力：S1=f0×[(K×(Q+q)]=0.36×4.68=1.64t(f0为钢索拉力计算系数，引出绳根数3根，查表可得。
)（2）、内力a、求支座反力R x、R y及变幅滑轮组张力T由计算简图知：tgβ= (AC-AB×Cos60°)/（AB×Sin60°）=(22.5-20×Cos60°)/20×Sin60°=0.66 得β=33.42°对A点取矩，由ΣM A=0得：K(Q+q) ×AB×Sin60°+G1×AB×Sin60°/2-T×AB×Sin(β+30°)=0 代入数字：4.68×20×Sin60°+1.4×20×Sin60°/2-T×20×Sin66.42°=0得：T=5.21t由ΣX=0得：Rx=S1×Sin60°+T×Cosβ=1.64Sin60°+5.21Cosβ=5.77t ΣY=0得: Ry=K×(Q+q)+G1+S1×Cos60°-T×Sinβ=4.68+1.4+1.64Cos60°-5.21Sinβ=4.03tb、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N B=K（Q+q）×Cos60°+S1+T×Cos（β+30°）=4.68Cos60°+1.64+5.21Cos66.42°=6.064t中部N D=( Ry -G1/2) ×Cos60°+ Rx ×Sin60°=(4.03-0.7)Cos60°+5.77Sin60°=6.66t底部N A= Ry×Cos60°+ Rx×Sin60°=7.04t剪力V：顶端 V B= K（Q+q）×Sin60°-T×Sin（β+30°）=4.68Sin60°-5.21Sin66.42°=-0.72t中部V D=G1×Sin60°/2- Ry×Sin60°+Rx×Cos60°=0.7Sin60°/2-4.03Sin60°+5.77Cos60°=-0.54t 底部V A= Rx×Cos60°-Ry×Sin60°=-0.605t2、主杆计算(ф426×10—55)（1）、荷载a、主杆自重：G2=6.52tb、变幅滑轮组张力：T1=T=5.21tc、变幅滑轮组引出索拉力：S2=f0 ×T1=0.36×5.21=1.876td、副杆轴力：N1=N A=7.04t (R x1=R x,R y1=R y)e、缆风绳拉力T2，缆风绳与主杆角度越小受力越大,按最坏状态计,取角度45°,起重时只能考虑一道缆风绳起作用。
另外考虑到主杆挠度变形和晃动对重心的影响，取总偏移量2米，则可近似计算得: T2=2.78t(2)、内力a、求支座反力R x2、R y2由ΣX=0得：R x2= R x1+T2×Cos45°-T1×Cosβ=3.39tΣY=0得：R y2=S2+R y1+G2+T2×Sin45°+T1×Sinβ=17.26 tb、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N C= T1×Sinβ+T2×Sin45°+S2=6.71t底部N O=R y2=17.26t剪力V：顶端V C= T1×Cosβ-T2×Cos45°=2.38t副杆支点处V A= R x1-R X2= 2.38t底部V O= R x2=3.39t（二）当副杆处于水平状态时，即副杆与主杆夹角∠CAB=90°1、副杆计算（1）、荷载副杆荷载与∠CAB=60°时一样。
（2）、内力a、求支座反力R x、R y及变幅轮组张力T由计算简图知：tgβ= AC/AB=22.5/20=1.071得β=46.975°对A点取矩，由ΣM A=0得：K(Q+q) ×AB+G1×AB/2-T×AB×Sinβ=0代入数字：4.68×20+1.4×20/2-T×20×Sinβ=0得：T=7.8t由ΣX=0得：R X=S1+T×Cosβ=1.64+7.8Cosβ=6.96tΣY=0得：R y=K(Q+q)+G1-T×Sinβ=4.68+1.4- 7.8Sinβ=0.38t b、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N B= S1+TCosβ=1.64+7.8Cosβ=6.96t中部N D=6.96t底部N A= R x=6.96t剪力V：顶端 V B= K（Q+q）-T×Sinβ=-1.02t中部V D=G1/2- Ry=0.32t底部V A=Ry=0.38t2、主杆计算(ф426×10—55)（1）、荷载a、主杆自重：G2=6.52tb、变幅滑轮组张力：T1=T=7.8tc、变幅滑轮组引出索拉力：S2=f0×T1=0.36×7.8=2.808td、副杆轴力：N1=N A=6.96t (R x1=R x, R y1=R y)a、缆风绳拉力T2,同前可近似计算如下：e、T2=[K（Q+q）×（AB+2）+G1×(AB/2+2)+2G2]/(C0×Cos45°)=3.13t （当缆风绳与主杆角度60°时T2=2.37t,缆风绳水平时T2=2.06t）(2)、内力a、求支座反力R x2、R y2由ΣX=0得：R x2=3.85tΣY=0得：R y2=17.62 tb、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N C=10.72t底部N O=R y2=17.62t剪力V：顶端V C=3.11t副杆支点处V A=3.11t底部V O= R x2=3.85t（三）当副杆处于竖直状态时，即副杆与主杆夹角∠CAB=0°1、副杆计算（1）、荷载副杆荷载与∠CAB=60°时一样。
（2）、内力a、求支座反力R x、R y及变幅滑轮组张力T此时T=0R X=0R y=K(Q+q)+G1+S1=4.68+1.4+1.64 =7.72tb、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N B= K（Q+q）+S1=4.68+1.64=6.32t中部N D=R y-G1/2=7.72-0.7=7.02t底部N A= R y=7.72t剪力V：V B=V D=V A=02、主杆计算(ф426×10—55)（1）、荷载a、主杆自重：G2=6.52tb、变幅滑轮组张力：T1=T=0c、变幅滑轮组引出索拉力：S2=0d、副杆轴力：N1=N A=7.72t (R x1=R x, R y1=R y)e、缆风绳拉力T2,同前可近似计算如下：T2=2[K（Q+q）+G1+G2]/(C0×Cos45°)=0.27t(2)、内力a、求支座反力R x2、R y2由ΣX=0得：R x2=T2Cos45°=0.19tΣY=0得：R y2=R y1+G2+T2×Sin45°=7.72+6.52+0.27Sin45°=14.43t b、求轴力N、剪力V轴力N：顶端N C= 0底部N O=R y2=14.43t剪力V：顶端 V C= 0.19t副杆支点处V A=0O从上计算可知,摆杆竖直状态时受力最小, 摆杆处于最安全状态。
（四）、综合摆杆以上三种状态受力分析，各件所受最大力如下：1.副杆轴力N：在副杆处60°时N max=N A=7.04t剪力V：在副杆处60°时V max=V B=0.72t2.主杆(ф426×10)轴力：在副杆水平状态时N max=N O=17.62t剪力:在副杆水平状态时V max=V O=3.85t3.吊具钢索拉力：在副杆水平状态时S max=2.808t4.缆风绳拉力:在副杆水平状态时T max=3.13t(ф426)T max=3.09t(ф377)5.副杆支点销子剪切力：在副杆处60°时V max=N A=7.04t6.主杆基础压力:在副杆水平状态时N max=17.62t(ф426)N max=16.85t(ф377)二、强度校验1、副杆：（1）、强度副杆受压应力:6=N max/A=7.04×9.8×103/8.26×10-3=8.35MPa查表得其[6]=235MPa，取安全系数ns=4，则有6<[6]/ns=58.75 MPa满足强度条件(2)、稳定性失稳临界状态时杆件能够承受压力p=π2EI/L2=π2×2.1×1011×7.15×10-5/202=336KN其中I=π(D4-d4)/64,E=2.1×1011N/m2取安全系数ns=2.5，则许用压力：[p]=p/ns=134.4KN而实际副杆最大轴力：N max=7.04t=68.99KN<[p]也满足稳定性条件。