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 (5)
6、平台立杆局部受理计算 (6)
7、修改加固补强计算 (7)
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gh
=（ρ为混凝土
Pρ
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：
MPa 3.77max =σ
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：
mm UX 2.5=
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：
MPa 132max =σ
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：
cm UX 7.5=
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：
MPa 160max =σ
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：
mm UX 9.3=
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：
MPa 8.76=σ
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：
mm UY 173.0=
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：
MPa 38max =σ
侧模水平方向变形云图见图4-2。

水平方向最大变形为：
mm Uy 51.0=
5、 挂件受理计算
应力云图见图5-1~4。

最大应力为：
MPa 99max =σ
侧模水平方向变形云图见图5-2。

水平方向最大变形为：
mm Uy 8.0=
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 -0.63647E-04
6 -15448. -0.60611E+0
7 -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
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 0.28985E-04
21 7401.7 0.58080E+07 0.29040E-04
22 3695.1 0.28995E+07 0.14498E-04
23 7387.7 0.57970E+07 0.28985E-04
24 7401.7 0.58080E+07 0.29040E-04
25 3695.1 0.28995E+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 MPa MPa 16062max <=σ， 见图6-1 最压应力为 MPa MPa 160106max <=σ，见图6-2
7、 修改加固补强计算
修改后局部最大应力MPa MPa 160140max <=σ 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。