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
1 26201. 0.10280E+08 0.51398E-04
2 13884. 0.54473E+07 0.27237E-04
3 1544.8 0.60611E+06 0.30305E-05
4 -44780. -0.17569E+08 -0.87846E-04
5 -32444. -0.12729E+08 -0.637E-04
6 -15448. -0.60611E+07 -0.30305E-04
7 -44780. -0.17569E+08 -0.87846E-04
8 -32444. -0.12729E+08 -0.637E-04
9 -15448. -0.60611E+07 -0.30305E-04
10 26201. 0.10280E+08 0.51398E-04
11 13884. 0.54473E+07 0.27237E-04
12 1544.8 0.60611E+06 0.30305E-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
20 7387.7 0.57970E+07 0.285E-04
21 7401.7 0.58080E+07 0.29040E-04
22 3695.1 0.295E+07 0.14498E-04
23 7387.7 0.57970E+07 0.285E-04
24 7401.7 0.58080E+07 0.29040E-04
25 3695.1 0.295E+07 0.14498E-04
26 -0.26667E-12 -0.11362E-08 -0.56811E-20
27 -0.25265E-12 -0.10765E-08 -0.53825E-20
28 0.45118E-12 0.19224E-08 0.96118E-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下载本文
