采用液壓設備進行鋼結構施工力學分析

1、羅興隆博士l 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。l 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。液壓爬行器液壓提升器液壓千斤頂主要設備羅興隆博士l 液壓設備運行平穩(wěn)，可靠性好，速度一般控制在818m/h。l 按既定的路線運行，一般偏移角度控制在5。l 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；l 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；l 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5。l 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。l 對于采用柔性連接

2、(一般為鋼鉸線)的體系，可以考慮采用軌道限制其運行方向；l 由于運行緩慢，可以采用靜力計算方法。l 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。l 局部荷載較大，局部承載點設計非常關鍵。基本特點羅興隆博士基本特點計算機監(jiān)控提升器及鋼鉸線單個提升點荷載標準值為280t羅興隆博士液壓提升l 液壓提升常用于大型龍門吊安裝、桁架安裝等。煙臺萊福士船廠2萬噸橋吊提升長興島200t門吊提升溫州新國光廣場連接桁架羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝l 長興島200t龍門吊安裝過程說明。羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝l 主要設計分析內(nèi)容：l 1. 支撐塔架的設計l 2. 提升梁設計l 3. 大梁主

3、吊點上下錨具設計l 4. 大梁主吊點處的加固l 5. 大梁與剛性腿的鉸接連接l 6. 剛性腿的滑移及牽引剛腿滑移小車主梁吊耳及加固支撐塔架及提升梁羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝l 支撐塔架設計要點：l 1. 風荷載取值：提升時間大約為715天，但塔架會重復使用，按10年重現(xiàn)期考慮。l 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l 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l 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l 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

4、非標準節(jié)相結合的方式l 6. 控制加工與安裝偏差，避免產(chǎn)生過大的次彎矩。l 提升梁設計要點：l 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；l 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；l 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。羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝l 大梁主吊點設計及大梁本身加固：l 1. 大梁上翼緣較薄，一般為1420mm，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 。l 2. 盡可能增加主吊耳的板件數(shù)量，減少

5、板件厚度，吊耳板能夠伸入大梁內(nèi)部，能夠連接到大梁側面腹板上；l 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；l 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。l 滑移小車設計要點：l 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；l 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；l 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。羅興隆博士液壓提升實例龍門吊安裝剛性腿滑移小車的安裝剛性腿滑移小車可以考慮采用成品的滑移小車代替。

6、主吊點與鋼鉸線錨具的連接羅興隆博士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：中滑道及樹狀支撐羅興隆博士滑移實例五棵松藍球館l 五棵松藍球館滑移概述：l 1. 由于滑移過程緩慢，可以采用靜力分析。l 2. 通過計算，認為滑移過程中變形過大，因此增加中間滑道；l 3. 采用三滑道六軌道，對滑移過程中的同步性要求較高；l 4. 由于桁架下弦標高不一致，因此采用樹狀支撐進行調(diào)平。l 5. 爬行器的推力作用于樹狀支撐底部，因此將前后l 支撐連接起來，以保證滑移過程中的平穩(wěn)性。l滑移分析要點：l 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。

7、l 2. 對遠離爬行器的位置施加水平約束。羅興隆博士滑移實例五棵松藍球館軌道、樹狀支撐及爬行器館外拼裝胎架羅興隆博士滑移實例五棵松藍球館l 滑移安裝方法的特點：l 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)。l 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)；l 3. 由于軌道面一般不為結構面，滑移就位后還要進行卸載。鄭州機場鋼結構滑移 煙臺2萬噸橋吊滑移就位 羅興隆博士卸載過程l 采用液壓設備進行卸載的要點l 1. 液壓設備的選用與初始壓力、卸載過程中的壓力相關；l 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；l 3. 采用整

8、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。l 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；l 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；l 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。l 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。羅興隆博士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羅興隆博士卸載實例國家體育場卸載l 國家體育場卸載分析要點l

9、 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；l 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；l 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。l 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；l 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；l 6. 卸載支撐

10、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(nèi)部加勁的位置。羅興隆博士卸載實例國家體育場卸載國家體育場支撐塔架上卸載點國家體育場卸載點(200t油缸)羅興隆博士卸載實例國家體育場卸載羅興隆博士提升及滑移實例煙臺橋吊l 煙臺萊褔士船廠2萬噸多吊點橋吊的提升、滑移與卸載l 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(nèi)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；l 2.在混凝土立柱的中間有一凹槽，槽口內(nèi)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滑移梁第一段羅興隆博士提升及滑移實例煙臺橋吊提升梁滑移梁第一段提升托梁滑移梁第一段羅興隆博士提升及滑移實例煙臺橋