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某工程用缆索起重机力学性能研究

田亚男  
【摘要】:缆索起重机是一种大跨距承载起重运输机械,具有水平运输与垂直吊装的功能。其中,载重小车利用悬挂于两支点之间的柔性钢索作往返运输工作。相比较于陆地上其它起重机械设备,缆索起重机具有跨距大、运转速度快、结构构造简单、施工周期短、造价低廉等优势,并且受施工操作场地和地势条件影响较小。因此,在桥梁施工、水利建设和公路工程中多采用缆索起重机设备,完成施工建材及构件的水平和垂直运输。由于缆索起重机塔架结构承受主索力、背索力、风荷载、温度荷载等因素影响,要保证塔架结构安全稳定,对其进行相关力学性能分析就显得尤为重要。本文根据缆索起重机规格和结构形式,选用多种型钢截面和圆形钢管型截面等主材,应用有限元软件MIDAS/Civil、Workbench对某跨库大桥所使用的LQ800kN缆索起重机结构及其岩锚梁进行有限元建模,分析塔架结构刚度和强度,得到结构变形、应力分布情况。本文主要工作如下:(1)应用MIDAS/Civil有限元软件对缆索起重机塔架结构建立三维有限元模型,根据工程实际情况,针对主索与水平方向斜拉角度的变化、整体温度荷载变化、风荷载,设计八种静力计算工况,分析塔架结构的整体位移和应力分布情况。(2)应用Workbench软件对岩锚梁建立有限元模型,进行力学性能分析,计算出变形和应力分布情况。(3)对塔架结构进行整体稳定性、局部稳定性分析。(4)运用MIDAS/Civil软件进行塔架结构特征值分析,得出其振型周期和振动模态响应。(5)对塔架结构进行罕遇地震作用下的线弹性时程分析,得出塔架典型位置处的位移和时程加速度的变化规律。根据相关规范,对动力响应结果进行分析和总结。本文对缆索起重机进行了有限元分析,分析结果为缆索起重机结构的安全评估提供参考。


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