架空式缆机轨道平台受力特性研究

发布时间：2017-06-29 06:06

  本文关键词：架空式缆机轨道平台受力特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缆式起重机(简称缆机)是一种兼有垂直运输和水平运输功能的特殊起重设备,具有调运范围大、生产率高等特点,被广泛地应用于采矿场、林木场、港口码头、桥梁建设等,特别是应用于水利工程的大坝混凝土施工中,大大提高了大坝混凝土浇筑效率,加快了工程进度。缆机轨道平台结构是为了使缆机能顺利地在轨道上来回移动,从而保证其覆盖全部施工范围的结构。作为大坝施工过程中的一个辅助结构,缆机轨道平台结构对于完成大坝混凝土浇筑具有重要作用。本文以某巨型水电站大坝施工左岸架空式低缆轨道平台为例,通过ANSYS建立三维有限元模型,对弹性地基上同时布置多台缆车的低缆轨道平台进行了结构内力计算、稳定性分析以及地基承载力验算,主要研究内容如下：(1)介绍了影响线法的基本概念及应用；简单论述了基于ANSYS二次开发有限元模型实体单元求内力的方法；系统地阐述了预应力锚索的模拟方法和桩基竖向承载力的计算方法。(2)利用大型有限元分析软件ANSYS建立低缆轨道平台的实体单元模型。结合ANSYS中提取出来的移动荷载影响线结果,运用MATLAB软件进行了小车的不同运行方式模拟以及结构最不利位置的确定。利用排列组合的思想以及小车在结构上运行时的限制条件和随机性,通过MATLAB可视化编程,将计算多台小车运行时平台结构的内力包络图、结构最不利位置及小车对应位置的程序集成为一个小软件,为以后其他类似结构模拟与分析提供了快速且精确的分析方式。(3)对轨道梁和立柱也建立了梁单元分析模型,给出了前轨道梁截面的内力包络图,并与实体单元模型的计算结果进行对比。对比结果表明,全部使用实体单元所建模型的结果偏于安全且精确,但针对小车的最不利位置,两种模型的计算分析结果趋势是基本一致的。(4)通过实体力筋法中的节点分割法模拟了预应力锚索,采用了降温法模拟预应力效果；对比分析了缆机平台基础承台设置预应力锚索与否对结构稳定性的影响；最后,依据安全系数法控制标准,对地基承载力和结构基础稳定性进行了验算与复核。
【关键词】：缆机轨道平台 影响线 预应力锚索 稳定性验算
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV532
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 缆机平台基础的常见形式及研究现状11-12
• 1.3 内力影响线的研究现状12
• 1.4 求实体单元模型内力的研究现状12
• 1.5 桩基竖向承载力的研究现状12-13
• 1.6 本文主要研究内容13-15
• 2 基本理论和方法15-23
• 2.1 影响线法15-18
• 2.1.1 影响线的基本概念15
• 2.1.2 影响线的应用15-18
• 2.2 实体单元模型内力的求解18-19
• 2.2.1 截面应力与截面内力的转换18-19
• 2.2.2 APDL语言积分求内力的实现19
• 2.3 预应力锚索19-20
• 2.4 结构稳定性验算20-21
• 2.4.1 结构抗滑稳定性的计算方法20-21
• 2.4.2 结构抗倾稳定性的计算方法21
• 2.5 桩基竖向承载力验算21-22
• 2.5.1 经验法确定单桩竖向承载力21-22
• 2.5.2 单桩桩顶作用效应计算22
• 2.6 本章小结22-23
• 3 基本资料23-32
• 3.1 工程概况23-24
• 3.2 结构设计系数取值24
• 3.3 结构设计控制标准24-25
• 3.4 荷载资料25-28
• 3.4.1 恒载25
• 3.4.2 缆机活荷载及其影响力25-28
• 3.4.3 其他荷载28
• 3.5 实体单元模型的建立28-29
• 3.6 构件取值特征位置29-30
• 3.7 构件局部坐标的建立30
• 3.8 计算工况30-31
• 3.9 本章小结31-32
• 4 缆车在轨道平台上运行时的模拟分析32-44
• 4.1 MATLAB缆机轮压计算程序介绍32-33
• 4.2 模拟小车运行方式分类33-34
• 4.3 各小车运行工况下计算结果34-42
• 4.3.1 一台小车运行34-35
• 4.3.2 两台小车运行35-38
• 4.3.3 三台车运行38-42
• 4.4 本章小结42-44
• 5 缆机平台结构内力计算44-53
• 5.1 部分梁单元模型的建立44-45
• 5.2 部分梁单元模型内力包络图计算45-46
• 5.3 实体单元模型内力包络图计算46-48
• 5.4 两种模型内力包络图计算结果对比分析48-51
• 5.5 本章小结51-53
• 6 缆机平台结构基础稳定性验算53-68
• 6.1 计算工况53
• 6.2 预应力锚索的计算53-54
• 6.3 结构抗滑稳定性验算54-60
• 6.4 结构抗倾稳定性验算60-67
• 6.5 本章小结67-68
• 7 缆机平台结构地基承载力验算68-72
• 7.1 地基承载力验算68
• 7.2 桩基承载力验算68-71
• 7.3 本章小结71-72
• 8 结论与展望72-74
• 8.1 结论72
• 8.2 展望72-74
• 参考文献74-76
• 附录A MATLAB模拟小车运行GUI设计76-82
• 致谢82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 薛兴伟;刘洪瑞;刘英;;一种ANSYS实体单元内力提取的方法[J];建筑技术开发;2007年05期

2 王红军;郑凯;;小湾水电站大坝混凝土多台缆机联合浇筑工艺[J];水利水电施工;2012年06期

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本文编号：496795