采用液壓設備進行鋼結構施工的關鍵技術及力學分析

lishuping

主要設備 采用液壓設備進行鋼結構施工主要用于鋼結構提升(頂升)、滑移、卸載等。 對應的液壓設備分別是液壓提升器、液壓爬行器或牽引器、液壓千斤頂。 # I* R+ L# m* v3 y     基本特點   J; c- j& ?' r( ~+ t$ ] 液壓設備運行平穩(wěn)，可靠性好，速度一般控制在8~18m/h。 按既定的路線運行，一般偏移角度控制在5º。     爬行器一般放置在軌道上，沿軌道運行；軌道可以是直線或曲率半徑較大的曲線；     提升器或牽引器通過鋼鉸線與隨動結構相連，一般只能夠直線運行；     液壓千斤頂一般直接與結構連接，自身運行方向固定，隨動物體最大可傾斜5º。 隨動物體與液壓設備一起構成機構，力學分析模型的約束較難設定。 . E# m& a& K$ L+ J     對于采用柔性連接(一般為鋼鉸線)的體系，可以考慮采用軌道限制其運行方向； * W0 e# a- k+ o- w: Z, m. ?    由于運行緩慢，可以采用靜力計算方法。 可以采用計算機控制，同步性較好，可以在遠離施工點進行監(jiān)控。 局部荷載較大，局部承載點設計非常關鍵。 ) G; h, r8 ?+ |     液壓提升 液壓提升常用于大型龍門吊安裝、桁架安裝等。 長興島200t龍門吊安裝過程說明。     液壓提升實例——龍門吊安裝。 3 V% \7 {; ^( K+ z* u1 G8 o     支撐塔架設計要點：     1. 風荷載取值：提升時間大約為7~15天，但塔架會重復使用，按10年重現(xiàn)期考慮。   M' q* W  e0 G    2. 組合系數(shù)取值適應：以恒載及風荷載為主要荷載，1.35恒載、1.2恒載+1.4風荷載     3. 由于塔架高度較高，一定要考慮其穩(wěn)定性，但為了避免設計過大，要考慮纜風作用 0 m$ h/ L) t3 E5 C: b4 T    4. 要按格構式柱計算滿足規(guī)范要求，同時要進行有限元分析，考慮與纜風的共同作用     5. 為了重復使用，考慮到加工與安裝的方便，采用標準節(jié)與非標準節(jié)相結合的方式     6. 控制加工與安裝偏差，避免產(chǎn)生過大的次彎矩。 提升梁設計要點： 0 W$ w! V. ?3 F- O, `, U     1. 設計重量要滿足吊裝要求，但設計過大時，可以考慮采用雙梁和分段； - P  i# u" g, p- ^* e, ]/ i    2. 手算時要求滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性的要求； * }5 a4 d. Y  J3 n6 v' @7 h% a& j! a    3. 考慮油缸及支座處局部荷載過大，通過局部加勁加密滿足局部強度及穩(wěn)定性要求。     大梁主吊點設計及大梁本身加固：     1. 大梁上翼緣較薄，一般為14~20mm，但承載力要達到250t以上，吊點及大梁加固要統(tǒng)籌考慮。最好是在大梁設計時能夠同時考慮大梁安裝的要求 。 : j% S* @- E6 f9 k0 Y+ a) j    2. 盡可能增加主吊耳的板件數(shù)量，減少板件厚度，吊耳板能夠伸入大梁內部，能夠連接到大梁側面腹板上； 9 `6 o$ g/ W+ _8 g4 [+ S    3. 主吊耳的凈截面滿足承載要求，銷軸抗剪強度與孔壁承壓強度滿足規(guī)范要求； % z& \1 L4 G) K. J7 }  b3 u    4. 要對主吊耳與大梁加固的部分進行有限元分析，分析的范圍至少是加固區(qū)域的3倍，約束條件要適當，采用板殼單元更為合理與實用。 滑移小車設計要點：     1. 要考慮小車與地面鋪設鋼板之間的摩擦，防止小車的前傾與后翻； 5 _- y/ R7 `  v* [- p, k    2. 除了局部強度及穩(wěn)定性的要求外，要對小車進行有限元分析；     3. 提升過程中，采用卷楊機牽引時要控制剛腿兩個點的同步，與大梁提升密切配合。   j9 p9 i) D' |! |) d& Q8 k# F# g& Q         主吊點與鋼鉸線錨具的連接     剛性腿滑移小車可以考慮采用成品的滑移小車代替。 . c6 C, M! D( L! `- o/ C         剛性腿滑移小車的安裝     滑移實例——五棵松藍球館         五棵松藍球館雙向正交桁架         滑移過程：中滑道及樹狀支撐   五棵松藍球館滑移概述：     1. 由于滑移過程緩慢，可以采用靜力分析。     2. 通過計算，認為滑移過程中變形過大，因此增加中間滑道；     3. 采用三滑道六軌道，對滑移過程中的同步性要求較高； - Y5 T: Y8 z! b  L3 J7 s) p1 M    4. 由于桁架下弦標高不一致，因此采用樹狀支撐進行調平。     5. 爬行器的推力作用于樹狀支撐底部，因此將前后支撐連接起來，以保證滑移過程中的平穩(wěn)性。 滑移分析要點： 0 k. I* V  v/ D6 v# B5 q     1. 爬行器的荷載作用為主動荷載，可以考慮采用桿件的初始應變進行模擬；當然最好開發(fā)一種新單元模擬。 9 w4 ?! n$ @8 B) H    2. 對遠離爬行器的位置施加水平約束。         軌道、樹狀支撐及爬行器         館外拼裝胎架 滑移安裝方法的特點： ( _/ `8 o/ `8 K" G; {7 g     1. 滑移過程可以通過爬行器推動，也可以通過油缸和鋼鉸線牽引實現(xiàn)。     2. 滑移安裝時要求的作用面較少，較為穩(wěn)妥，但難以鋪開作業(yè)；     3. 由于軌道面一般不為結構面，滑移就位后還要進行卸載。 ( u8 w' @$ N/ e* w1 z: Y, S% g6 Q         鄭州機場鋼結構滑移     卸載過程 + T1 s4 }! D9 Z( A 采用液壓設備進行卸載的要點 , b0 m3 d  a$ q( C! T( }     1. 液壓設備的選用與初始壓力、卸載過程中的壓力相關；     2. 總卸載位移量要考慮結構初始變形、卸載完成之后的變形以及支撐部分的變形； ' o' z5 q5 S3 ?* n$ p: r! h    3. 采用整體同步卸載比分塊同步卸載有利，但要實現(xiàn)整體同步卸載要求每個卸載點的油缸有一個油泵供油。 . d9 R  i' E: `) s. N' N( e    4. 采用分塊卸載時，要經(jīng)過復雜的卸載分析比較才能夠確定卸載順序； ! J& m2 _4 G" l' E: p    5. 由于液壓設備的位移量控制精度在5mm左右，因此一般要采用其它方法來控制單步卸載量；     6. 為了保證卸載的同步性，每個點每一步的卸載量應該根據(jù)計算明確，并且以mm為單位進行控制；要根據(jù)確定之后的卸載量進行卸載分析。     7. 采用力與位移的雙重控制，前者通過計算機控制，后者通過人為(抽墊片)控制。 * k1 `& O$ v8 m$ h' p    卸載實例——國家體育場卸載         國家體育場卸載之前         國家體育場卸載支撐點與頂升點 國家體育場卸載分析要點 / M* F. ?' C2 O3 Z2 f     1. 軟件選用：最好采用ANSYS，可以通過編程方式(ANSYS命令流：APDL語言)來完成整個過程分析，因為APDL可以實現(xiàn)多荷載步分析、自動提取結果； ' n5 o2 R3 U8 H. P& c# G    2. 應該考慮支撐塔架剛度的影響，支撐塔架本身也會變形，對卸載量有影響； # R' B* s" x4 l" v4 V! U    3. 油缸的頂升過程比卸載過程需要承受的荷載更大，在實際實施時頂升比下降要困難，因此頂升分析更要引起重視。     4. 由于頂升與下降過程中在支撐點與油缸之間存在荷載轉移，前者為被動荷載，而后者為主動荷載。為了精確考慮兩者的作用，開發(fā)一種新的單元會使分析更加精確； ' D6 |# G; u" q/ ]! r* _% V2 M    5. 結構在卸載過程的脫開，使卸載過程表現(xiàn)出非線性的特點，在分析時要特別加以注意；     6. 卸載支撐點與油缸作用點的局部荷載較大，應該進行局部分析，一般盡可能使荷載作用于桁架內部加勁的位置。         國家體育場支撐塔架上卸載點         國家體育場卸載點(200t油缸)     提升及滑移實例——煙臺橋吊 4 \" D5 R- v: | 煙臺萊褔士船廠2萬噸多吊點橋吊的提升、滑移與卸載     1. 采用大型混凝土立柱，兩根橫梁，橫梁高度18m、寬度4.65m、長度130.6m，加上內部設備及外部的大型滑輪組重量為4200t，兩根大梁分別提升的高度為74.5m和104.5m，然后滑移到支座位置； 6 I- k: j  v: r6 u    2.在混凝土立柱的中間有一凹槽，槽口內在混凝土頂部橫架兩根提升梁，梁上有4個350t液壓提升器。大梁采用提升托梁托住，與提升器的鋼鉸線連。       v0 F7 F6 w+ {$ ^4 t1 _. D         3. 大梁滑移是在滑移梁上進行的，滑移梁第一段兩端在混凝土立柱的凹槽兩邊。因此大梁提升時帶了滑移梁第一段。 3 V! P' [5 Q, g8 }5 [1 }" \" q    4. 提升托梁采用中間凸出1.3m高度，這樣大梁底面高出支座頂面； . j$ n* |9 Z: }: v" V    5.滑移梁的頂面采用傾斜面，在滑移過程中大梁沿傾斜面逐漸下降，到達支座時滑移到支座頂面。 / m9 }1 h7 H, Y# c5 ?8 ?    6. 滑移采用鋼鉸線牽引。

快樂ipk

小白，怎么學習呢？