重庆云阳爬模结构强度计算书.docx

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重庆云阳爬模结构强度计算书

重庆云阳爬模结构强度计算

2005年8月7日

目录

1、爬模有限元计算模型3

1）侧模有限元计算模型3

2）爬架有限元计算模型3

3）爬轨有限元计算模型3

2、爬模结构强度及刚度计算4

1）侧模结构强度与刚度计算4

2）爬架结构强度与刚度计算4

3）左侧爬架浇注阶段4

4）右侧爬架浇注阶段4

5）爬轨结构强度与刚度计算4

3、爬模稳定性验算5

4、预埋件计算5

5、挂件受理计算6

6、平台立杆局部受理计算6

7、修改加固补强计算6

1、爬模有限元计算模型

该爬模主要由侧模、内模、爬架及爬轨等部分组成。

将侧模、爬轨及爬架分别建立有限元计算模型，内模部分按小纲模计。

有限元软件采用ANSYS软件进行计算。

1）侧模有限元计算模型

在建立有限元模型时，侧模板的侧压力根据

（

为混凝土容重，取2.6×103kg/m3，h为混凝土的垂直高度）施加梯度压力荷载，模板背部的型钢均采用空间梁单元来模拟，模板采用板单元模拟，对拉钢筋采用杆单元模拟。

由于该结构为对称结构，通过施加对称边界条件，取最复杂工况即下塔柱下口浇注时作为有限元计算模型的模拟对象。

详见图1-1。

2）爬架有限元计算模型

爬架的最复杂工况是在下塔柱浇注时，取左右两侧的爬架进行分析。

有限元计算模型如图1-2，在有限元建模时，载荷为侧模的自重和爬架及爬架上附属件的自重，以上部分均采用空间梁单元来模拟。

3）爬轨有限元计算模型

爬轨的有限元计算模型如图1-3，在建立限元建模时载荷为侧模及爬架的自重。

轨道采用板单元模拟，挡块采用实体单元模拟。

2、爬模结构强度及刚度计算

1）侧模结构强度与刚度计算

选取计算危险工况为墩身下口浇注时施工工况，侧模板荷载分布见图2-1，侧模总应力云图见图2-2。

最大应力为：

出现在第二排第二列对拉钢筋作用点出。

侧模水平方向变形云图见图2-3。

水平方向最大变形为：

2）爬架结构强度与刚度计算

3）左侧爬架浇注阶段

选取计算危险工况为下塔柱浇注段，此时塔柱有14度的倾角。

计算模型见图1-2，最大应力为：

出现在0号工作平台与1号工作平台之间的斜拉杆末端。

见图2-4。

左侧爬架水平方向的应变云图见图2-5，水平方向最大变形为：

4）右侧爬架浇注阶段

工况的选取与左侧相同，总应力云图见图2-6。

最大应力为：

出现在1号工作平台横向、纵向槽钢的交点处。

右侧爬架水平方向的应变云图见图2-7，水平方向最大应变为：

5）爬轨结构强度与刚度计算

爬轨的危险工况出现在顶升机构作用在爬轨中部时。

有限元计算模型见图1-3。

最大应力为：

见图2-8。

爬轨在竖直方向的应变云图见图2-9，最大应变为：

3、爬模稳定性验算

侧模有限元计算模型见图3-1，采用ANSYS中屈曲稳定性计算模块对侧模进行稳定性计算分析，选取下塔柱浇注为分析工况，计算得屈曲稳定系数为λ=8.85，即安全系数为8.85。

爬架有限元计算模型见图3-2，采用ANSYS中屈曲稳定性计算模块对爬架进行稳定性计算分析，选取下塔柱浇注为分析工况，计算得屈曲稳定系数为λ=2.83，即安全系数为2.83。

4、预埋件计算

最不利位置预埋螺栓最大偏位68mm时，应力云图见图4-1。

最大应力为：

侧模水平方向变形云图见图4-2。

水平方向最大变形为：

5、挂件受理计算

应力云图见图5-1~4。

最大应力为：

侧模水平方向变形云图见图5-2。

水平方向最大变形为：

6、平台立杆局部受理计算

轴向力N应力MPa应变m

126201.0.10280E+080.51398E-04

213884.0.54473E+070.27237E-04

31544.80.60611E+060.30305E-05

4-44780.-0.17569E+08-0.87846E-04

5-32444.-0.12729E+08-0.63647E-04

6-15448.-0.60611E+07-0.30305E-04

7-44780.-0.17569E+08-0.87846E-04

8-32444.-0.12729E+08-0.63647E-04

9-15448.-0.60611E+07-0.30305E-04

1026201.0.10280E+080.51398E-04

1113884.0.54473E+070.27237E-04

121544.80.60611E+060.30305E-05

13-12759.-0.16118E+08-0.80592E-04

14-12778.-0.16142E+08-0.80712E-04

15-16832.-0.21263E+08-0.10632E-03

16-12759.-0.16118E+08-0.80592E-04

17-12778.-0.16142E+08-0.80712E-04

18-16832.-0.21263E+08-0.10632E-03

207387.70.57970E+070.28985E-04

217401.70.58080E+070.29040E-04

223695.10.28995E+070.14498E-04

237387.70.57970E+070.28985E-04

247401.70.58080E+070.29040E-04

253695.10.28995E+070.14498E-04

26-0.26667E-12-0.11362E-08-0.56811E-20

27-0.25265E-12-0.10765E-08-0.53825E-20

280.45118E-120.19224E-080.96118E-20

29-0.86272E-12-0.36758E-08-0.18379E-19

最大拉应力为

，见图6-1

最压应力为

，见图6-2

7、修改加固补强计算

修改后局部最大应力

应力云图见图7-1

修改后最大变形3.6mm，爬架变形云图7-2

图1-1侧模有限元计算模型

图1-2爬架有限元计算模型

图1-3爬轨有限元计算模型

图2-1侧模载荷分布图

图2-2侧模应力云图

图2-3侧模水平方向应变云图

图2-4左侧爬架应力云图

图2-5左侧爬架水平方向应变云图

图2-6右侧爬架应力云图

图2-7右侧爬架水平方向应变云图

图2-8爬轨应力云图

图2-9爬轨在竖直方向应变云图

齿块局部应力

爬轨局部应力

图3-1侧模失稳变形

图3-2爬架失稳变形

图4-1预埋件应力云图

图4-2预埋件变形云图

图5-1挂埋件应力云图1

图5-2挂埋件应力云图2

图5-3挂埋件变形云图3

图5-4挂埋件变形云图4

受拉杆局部应力云图图6-1

受压杆局部应力云图图6-2

修改后局部最大应力云图7-1

修改后爬架变形云图7-2