內(nèi)拱塔及外拱塔豎轉(zhuǎn)工程結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、.內(nèi)拱塔及外拱塔豎轉(zhuǎn)工程結(jié)構(gòu)計(jì)算書 編制 ： 復(fù)核 ： 審定 ： 同濟(jì)大學(xué)上海同新機(jī)電控制技術(shù)有限公司.目 錄第一部分 整體結(jié)構(gòu)計(jì)算21 內(nèi)塔豎轉(zhuǎn)整體計(jì)算21.1 計(jì)算依據(jù)21.2 計(jì)算說(shuō)明21.2.1施工說(shuō)明21.2.2荷載工況21.2.3分析工況及荷載組合21.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算31.3.1 內(nèi)塔初始狀態(tài)0°41.3.2 內(nèi)塔最終狀態(tài)75°41.4結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)論41.4.1三角架及拉索截面選擇41.4.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力統(tǒng)計(jì)52 外塔豎轉(zhuǎn)整體計(jì)算82.1 計(jì)算依據(jù)82.2 計(jì)算說(shuō)明82.2.1施工說(shuō)明82.2.2 荷載工況82.2.3分析工況及荷載組合82.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算92.3.1

2、 外塔初始狀態(tài)0°92.3.2 外塔最終狀態(tài)82°102.4 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)論102.4.1 索力統(tǒng)計(jì)102.4.2 反力11第二部分 局部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算141 塔鉸結(jié)構(gòu)驗(yàn)算141.1 塔鉸A計(jì)算模型141.2 模型荷載和約束151.3 計(jì)算結(jié)果152 銷軸計(jì)算19第一部分 整體結(jié)構(gòu)計(jì)算1 內(nèi)塔豎轉(zhuǎn)整體計(jì)算1.1 計(jì)算依據(jù)1.1.1 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006）1.1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-20031.1.3 橋梁結(jié)構(gòu)圖紙1.2 計(jì)算說(shuō)明1.2.1施工說(shuō)明嚴(yán)格按照?qǐng)D紙說(shuō)明施工，保證焊接質(zhì)量和控制尺寸。1.2.2荷載工況（1）被提內(nèi)塔轉(zhuǎn)體重量按照

3、275t設(shè)計(jì)計(jì)算；（2）三角架自重；（3）后拉索拉力；（4）風(fēng)載按照錦州地區(qū)10年一遇風(fēng)壓：0.4，A類地貌。1.2.3分析工況及荷載組合(1)正常提升狀況，橋塔0°（水平放置）；表1.1初始狀態(tài)荷載組合列表計(jì)算內(nèi)容組合工況橋塔離開地面時(shí)的索力及結(jié)構(gòu)變形塔腳以及錨點(diǎn)反力標(biāo)準(zhǔn)值dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw計(jì)算橋塔及三角架的應(yīng)力情況1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw(2)正常提升狀況，橋塔75°（轉(zhuǎn)體到位）；

4、表1.2 最終狀態(tài)荷載組合列表計(jì)算內(nèi)容組合工況橋塔離開地面時(shí)的索力及結(jié)構(gòu)變形塔腳以及錨點(diǎn)反力標(biāo)準(zhǔn)值dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw計(jì)算橋塔及三角架的應(yīng)力情況1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw其中：dead-三角架自重以及橋塔自重 deadsuo-索力 xw-x向風(fēng)荷載yw-y向風(fēng)荷載 x向與橋面垂直方向 y向與橋面平行方向 z向豎向1.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算本次計(jì)算采用Sap2000有限元程序，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。橋塔分段進(jìn)行建模，每段模擬實(shí)

5、際的重量及抗彎剛度。結(jié)構(gòu)的計(jì)算狀態(tài)為兩個(gè)狀態(tài)：初始狀態(tài)橋塔0°狀態(tài)；最終狀態(tài)-橋塔75°狀態(tài)。對(duì)每種狀態(tài)，分別統(tǒng)計(jì)索力，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況，橋塔鉸點(diǎn)反力，錨點(diǎn)反力。計(jì)算模型如下。模型中橋塔預(yù)埋段采用固結(jié)方式，轉(zhuǎn)體段與預(yù)埋段之間采用鉸接節(jié)點(diǎn)。索與錨點(diǎn)連接采用鉸接形式。1.3.1 內(nèi)塔初始狀態(tài)0°圖1.1 初始狀態(tài)模型圖1.3.2 內(nèi)塔最終狀態(tài)75°圖1.2 最終狀態(tài)模型圖1.4結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)論1.4.1三角架及拉索截面選擇表1.3三角架及拉索材料表構(gòu)件名稱拉桿壓桿拉索上橫桿下橫桿斜桿截面38材料Q345BQ345B鋼絞線Q345BQ345BQ345B1.4.2

6、結(jié)構(gòu)內(nèi)力統(tǒng)計(jì)表1.4桿件設(shè)計(jì)內(nèi)力及應(yīng)力構(gòu)件名稱拉桿壓桿拉索上橫桿下橫桿斜桿截面380°狀態(tài)軸力標(biāo)準(zhǔn)值（）1745-18472300102830-61775°狀態(tài)軸力標(biāo)準(zhǔn)值（）475-147344-31214-440°狀態(tài)應(yīng)力比0.5480.4690.2320.2730.4570.55675°狀態(tài)應(yīng)力比0.4260.1190.060.1630.3740.461注：索力為單側(cè)索力說(shuō)明：以上結(jié)果內(nèi)力是標(biāo)準(zhǔn)值，反力是設(shè)計(jì)值，-表示壓桿(1) 轉(zhuǎn)鉸反力標(biāo)準(zhǔn)值：初始狀態(tài)反力 到位狀態(tài)反力(2)固結(jié)段反力以及錨點(diǎn)反力節(jié)點(diǎn)編號(hào)如下：0°狀態(tài)圖3.3 內(nèi)塔0&#

7、176;節(jié)點(diǎn)編號(hào) 圖3.4 內(nèi)塔75°節(jié)點(diǎn)編號(hào)0°節(jié)點(diǎn)反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm2d+ds+xw-20681524059432596274-19490000000-231791199620059642542d+ds+yw-6265221509512594855-16650000000-7006528234437344632d+ds-yw-62143229502525948826950173084736224714d+ds+xw-8214120399922593569-15

8、410000000-92314989610876667394d+ds+yw6263221509102594962-16650000000700429436-4441258684d+ds-yw6212322949872594989-18260000000694793962-47408328060d+ds+xw-38390-1108423-22444400060d+ds+yw-38236-1106273-22398900060d+ds-yw-38240-1106406-22400900061d+ds+xw38179-1106631-22403300061d+ds+yw38328-1108648-2

9、2446800061d+ds-yw38333-1108780-22448800062d+ds+xw42151-1111883-24911200062d+ds+yw42330-1114291-24968100062d+ds-yw42332-1114357-24968800063d+ds+xw-42584-1118956-25074200063d+ds+yw-42402-1116483-25016700063d+ds-yw-42404-1116549-25017400075°節(jié)點(diǎn)反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm2d+

10、ds+xw-13411032893923294722898081109-24487422186561895322d+ds+yw1417027513621365362913011976-9681987125956540.042d+ds-yw874824640420913883097967600-11537502130926116.714d+ds+xw-15744619268818984853111671465-22365135405993000434d+ds+yw-141752751342136544291325320397886427.8-26243633.74d+ds-yw-87502464

11、0520914213098222152116160844.1-311377655d+ds+xw6373-130587-273820005d+ds+yw7909-161682-349270005d+ds-yw3978-81352-154410006d+ds+xw-5513-112487-229910006d+ds+yw-7906-161681-349270006d+ds-yw-3977-81352-1544100060d+ds+xw-7201-128221-3184800060d+ds+yw-10333-184395-4746600060d+ds-yw-5161-92118-2181600061

12、d+ds+xw8296-148340-3744200061d+ds+yw10336-184397-4746600061d+ds-yw5162-92119-21816000(3)內(nèi)塔本身應(yīng)力內(nèi)塔轉(zhuǎn)體部分本身最大應(yīng)力比為0.173；固結(jié)部分最大應(yīng)力比為0.737.(4)三角架的后拉索錨點(diǎn)需根據(jù)橋面的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。2 外塔豎轉(zhuǎn)整體計(jì)算 2.1 計(jì)算依據(jù)2.1.1 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-20012.1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-20032.2 計(jì)算說(shuō)明2.2.1施工說(shuō)明以內(nèi)塔以及三角架作為提升支承結(jié)構(gòu)，對(duì)外塔進(jìn)行提升。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙說(shuō)明施工，保證焊接質(zhì)量和控制尺寸，具體步驟見圖紙。

13、2.2.2 荷載工況（1）被提橋塔重量約為395t；（2）風(fēng)載按照錦州地區(qū)10年一遇風(fēng)壓：0.4，A類地貌。（3）后拉索拉力。2.2.3分析工況及荷載組合(1)正常提升狀況，橋塔0°（水平放置）；表2.1 初始狀態(tài)荷載組合列表計(jì)算內(nèi)容組合工況橋塔離開地面時(shí)的索力及結(jié)構(gòu)變形塔腳及錨點(diǎn)反力dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw計(jì)算橋塔的應(yīng)力情況1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw(2)外塔到位狀態(tài)，橋塔82°；表2.2

14、到位狀態(tài)荷載組合列表計(jì)算內(nèi)容組合工況外塔離開地面時(shí)的索力及結(jié)構(gòu)變形塔腳及錨點(diǎn)反力dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw計(jì)算橋塔的應(yīng)力情況1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw其中：dead-三角架自重以及橋塔自重 deadsuo-索力 xw-x向風(fēng)荷載yw-y向風(fēng)荷載 x向與橋面垂直方向 y向與橋面平行方向 z向豎向2.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算本次計(jì)算采用Sap2000（9.16）有限元程序，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。橋塔分段進(jìn)行建模，每段模擬實(shí)際的重量及抗彎

15、剛度。內(nèi)塔底部按照剛接。結(jié)構(gòu)的計(jì)算狀態(tài)為2個(gè)狀態(tài)：外塔0°狀態(tài)；外塔最終狀態(tài)。對(duì)每種狀態(tài)，分別統(tǒng)計(jì)索力，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況，橋塔鉸點(diǎn)反力，錨點(diǎn)反力。計(jì)算模型：2.3.1 外塔初始狀態(tài)0°圖2.1外塔0°狀態(tài)模型2.3.2 外塔最終狀態(tài)82°圖2.2外塔到位狀態(tài)模型2.4 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)論2.4.1 索力統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)索力預(yù)拉力（KN）初始0°狀態(tài)索力（KN）最終狀態(tài)82°索力（KN）后拉索（提升索）3001630160內(nèi)塔三角架錨固索465933465注：表中索力為單側(cè)索力（之和）2.4.2 反力圖2.3 外塔0°節(jié)點(diǎn)編號(hào) 圖2.4

16、外塔82°節(jié)點(diǎn)編號(hào)(1)外塔0°反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm6d+ds+xw-467678-1698791100323414250000000-4240365739-45468185476d+ds+yw-331677-1614213100860213480000000-3007139022-25903363436d+ds-yw-315274-1470142100848812170000000-2858420997-24888131378d+ds+xw179128-138552210137461140

17、000000016239208655319075768d+ds+yw331703-1614175100848213480000000300737977325892759308d+ds-yw315300-14701181008368121700000002858660944248790705869d+ds+xw-50768734674-32632500069d+ds+yw-49274716484-31796300069d+ds-yw-51030742090-32975400070d+ds+xw49316720528-31927400070d+ds+yw49049713108-3158440007

18、0d+ds-yw50806738723-32763900071d+ds+xw48138775749-31082000071d+ds+yw47915768355-30771900071d+ds-yw49414792468-31778700072d+ds+xw-48956781409-31256000072d+ds+yw-47678764682-30558900072d+ds-yw-49178788806-315662000(2)外塔82°反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm6d+ds+xw-366958-2126112

19、563213-1504478661-5969740707-7355710636d+ds+yw-213550-2081852369472-1154924278-2902512478-3232276526d+ds-yw-230867-1699252426155-1604903085-3408246419-3255009818d+ds+xw77206-1650422231440-1258647369339620871-982018768d+ds+yw213453-2077842368450-11560552082902045258311664381.78d+ds-yw230772-169568242

20、5259-16052428763405884625314110272.169d+ds+xw-419893880-5028900069d+ds+yw-302668047-3577900069d+ds-yw-5401121466-6577300070d+ds+xw427396592-5184400070d+ds+yw307269062-3637800070d+ds-yw5446122449-6635200071d+ds+xw384995359-4627800071d+ds+yw277868443-3248000071d+ds-yw4897120662-5923300072d+ds+xw-37749

21、2493-4478000072d+ds+yw-272867212-3182300072d+ds-yw-4847119464-58595000(3)轉(zhuǎn)鉸反力標(biāo)準(zhǔn)值：初始狀態(tài)反力 (4)到位狀態(tài)反力(5)外塔內(nèi)塔應(yīng)力水平復(fù)核外塔轉(zhuǎn)體段的最大應(yīng)力比為0.314，固結(jié)段應(yīng)力比為0.336；內(nèi)塔最大應(yīng)力比為0.436第二部分 局部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算1 塔鉸結(jié)構(gòu)驗(yàn)算根據(jù)整體計(jì)算結(jié)果以及結(jié)構(gòu)圖紙可知，塔鉸A與塔鉸B通過(guò)銷軸連接在一起，受力情況一樣，塔鉸A截面尺寸小，因此只需要對(duì)塔鉸A結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。1.1 塔鉸A計(jì)算模型 塔鉸A結(jié)構(gòu)驗(yàn)算運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析，采用shell63板單元模擬結(jié)構(gòu)的鋼板，按照實(shí)際尺寸定義不同的板厚。根據(jù)設(shè)計(jì)圖幾何尺寸，利用ANSYS有限元軟件，建立提升梁模型，其余物理參數(shù)如下： 拉壓彈性模量：Pa； 泊松比：PRXY=