福州繞城公路梁預(yù)制場提梁龍門吊結(jié)構(gòu)計算書MIDAS計算

國道主干線福州繞城公路西北段xxx合同段xxx～xxxxx特大橋預(yù)制場提梁龍門結(jié)構(gòu)計算書編制：復(fù)核：審核：xxxx北方工程有限公司福州繞城xxx合同段項目經(jīng)理部xx特大橋預(yù)制場提梁龍門結(jié)構(gòu)計算書一、工程概況國道主干線福州繞城公路西北段RA1合同段，位于福州市閩侯縣境內(nèi)，線路起于閩侯縣竹岐鄉(xiāng)白龍村，設(shè)置白龍互通連接福銀高速公路，起點樁號K0+000，路線橫跨閩江后到達本合同段終點K2+910，閩侯縣荊溪鎮(zhèn)港頭村附近，全長2.91公里。主要工程為：xx特大橋、白龍互通、荊溪互通1號橋。本標(biāo)段預(yù)制T梁有25m,30m,35m和40m四種類型。數(shù)量分別為：421片，45片，187片和266片，共919片。35m、40mT梁主要集中在xx特大橋，因此在閩江河灘上建設(shè)35m、40mT梁xx特大橋預(yù)制場。xx特大橋預(yù)制場設(shè)置在在xx特大橋4#-15#墩西側(cè)閩江沙灘上，預(yù)制場平行于xx特大橋設(shè)置，該處為閩江沙灘平地，原地面標(biāo)高平均6.986m，此區(qū)域xx特大橋設(shè)計標(biāo)高約為21m。預(yù)制場總長度377m,寬度47.5m，占地約27畝，預(yù)制場內(nèi)劃分為產(chǎn)梁區(qū)、鋼筋加工存放區(qū)及職工生活區(qū)。其中產(chǎn)梁區(qū)內(nèi)設(shè)35m和40m用通用預(yù)制底座40個，沿橋位呈一字排列，每排設(shè)置8個支座，共設(shè)5排。產(chǎn)梁區(qū)沿橋位兩側(cè)設(shè)有龍門軌道，軌道跨度為28.5m，場內(nèi)配置80T龍門2臺，10T龍門1臺，采用兩臺大龍門吊一片梁的方式出梁。預(yù)制場內(nèi)設(shè)有1條專用通道，路面寬度為4m,此道作為T梁運輸通道。二、貝雷主梁龍門吊概述以MIDAS整體建模，對貝雷主梁龍門進行受力分析。龍門結(jié)構(gòu)形式如下：貝雷主梁由6榀×10片弦桿加強型單層加強貝雷桁架組成，貝雷桁架之間、底部均配備118×90型支撐架，貝雷桁架頂部間距50cm布設(shè)I16工字鋼軌道墊枕，軌道墊枕上鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軌道；支腿立柱均采用直徑426mm，壁厚1cm的螺旋焊管，兩端采用2cm厚鋼板封閉焊，并設(shè)置加勁板，底部與立柱基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓固定，按照圖示尺寸設(shè)平聯(lián)，材料為10#槽鋼；每根鋼立柱頂部設(shè)置2根寬翼緣H25a型鋼做扁擔(dān)梁，在扁擔(dān)梁上面設(shè)置3至5根寬翼緣H25a型鋼分配梁，分配梁與貝雷主梁采用Φ25螺桿栓接固定?，F(xiàn)根據(jù)提梁、運梁至跨中和半幅最內(nèi)側(cè)邊梁落梁三種工況以MIDAS/civil結(jié)構(gòu)有限元分析軟件整體建模驗算如下。三、貝雷主梁龍門整體建模整體建模模型：圖1、貝雷主梁龍門建模模型整體建模說明：1、上部主體結(jié)構(gòu)的桿系模擬鋼管支腿全部構(gòu)件、貝雷片豎桿與斜桿和其它桿件均采用梁單元模擬,其銷接采用釋放梁單元端部約束來模擬其完全鉸行為,即釋放銷接處弦桿繞Y(單元坐標(biāo)系)軸的旋轉(zhuǎn)自由度RY,其余節(jié)點為剛接。軌道與軌道墊枕之間、軌道墊枕與貝雷片加強弦桿之間、貝雷片加強弦桿與貝雷弦桿、貝雷片加強弦桿與鋼立柱頂橫縱分配梁寬翼緣H25a型鋼之間、鋼立柱頂橫縱分配梁寬翼緣H25a型鋼與鋼立柱之間均采用剛性連接。2、計算荷載與工況龍門工作時，最大梁重為140t，每臺龍門分擔(dān)70t，分擔(dān)在龍門天車兩條軌道上位35t，按照龍門天車2.5m長裙滑輪組計算，每條軌道上的均布荷載為140KN/m，實際安全系數(shù)，實際按照200KN/m進行荷載布設(shè)。工況考慮：提梁工況、跨中運梁工況、中心邊跨落梁工況。3、計算與分析結(jié)果采用MIDAS/civil進行整體建模，采用容許應(yīng)力法對龍門吊主體結(jié)構(gòu)各桿件進行應(yīng)力驗算，對整體模型進行屈曲模態(tài)分析。四、工況1（提梁）龍門結(jié)構(gòu)驗算1、整體應(yīng)力分析：圖2、工況1-整體應(yīng)力分析圖圖3、工況1-非貝雷材料整體應(yīng)力分析圖圖4、工況1-貝雷材料整體應(yīng)力分析圖普通鋼材的臨時結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力取181MPa，錳鋼鋼材的臨時結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力取262MPa。計算分析貝雷桿件（材料性質(zhì)為16Mn的桿件）最大應(yīng)力為180MPa，產(chǎn)生位置為貝雷腹桿；非貝雷桿件（材料性質(zhì)為A3鋼的桿件）最大應(yīng)力為140MPa，產(chǎn)生位置為龍門天車軌道。經(jīng)整體分心龍門吊各桿件允許應(yīng)力均能滿足規(guī)范要求，對龍門吊各部件詳細分析如下。2、軌道應(yīng)力分析：圖5、工況1-軌道應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為140MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。3、軌道墊枕應(yīng)力分析：圖6、工況1-軌道墊枕應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道墊枕（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為114MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。4、貝雷加強弦桿應(yīng)力分析：圖7、工況1-貝雷加強弦桿應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊貝雷加強弦桿（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為125MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。5、貝雷應(yīng)力分析：圖8、工況1-貝雷應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為180MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。6、貝雷支撐架應(yīng)力分析：圖9、工況1-貝雷支撐架應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷支撐架（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為59MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。7、鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析：圖10、工況1-鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱頂橫縱分配梁（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為19MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。8、鋼立柱應(yīng)力分析：圖11、工況1-鋼立柱應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為59MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。9、鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析：圖12、工況1-鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱平聯(lián)（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為30MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。10、整體位移分析：圖13、工況1-龍門吊整體位移分析圖計算分析龍門吊最大位移為14.8mm，發(fā)生在龍門貝雷橫梁上，能夠滿足規(guī)范要求。11、穩(wěn)定性分析：對龍門結(jié)構(gòu)在重力作用以及提梁荷載組合作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析，提梁荷載考慮1.2倍沖擊系數(shù)，計算結(jié)果如下：表1、工況1-龍門吊屈曲分析特征值表經(jīng)過屈曲分析計算，五種模態(tài)下屈曲特征值均大于2，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生失穩(wěn)。五、工況2（跨中運梁）龍門結(jié)構(gòu)驗算1、整體應(yīng)力分析：圖14、工況2-整體應(yīng)力分析圖圖15、工況2-非貝雷材料整體應(yīng)力分析圖圖16、工況2-貝雷材料整體應(yīng)力分析圖計算分析貝雷桿件（材料性質(zhì)為16Mn的桿件）最大應(yīng)力為178MPa，產(chǎn)生位置為貝雷腹桿；非貝雷桿件（材料性質(zhì)為A3鋼的桿件）最大應(yīng)力為203MPa，產(chǎn)生位置為龍門天車軌道。經(jīng)整體分心龍門吊各桿件允許應(yīng)力均能滿足規(guī)范要求，對龍門吊各部件詳細分析如下。2、軌道應(yīng)力分析：圖17、工況2-軌道應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為203MPa，不滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。3、軌道墊枕應(yīng)力分析：圖18、工況2-軌道墊枕應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道墊枕（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為118MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。4、貝雷加強弦桿應(yīng)力分析：圖19、工況2-貝雷加強弦桿應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊貝雷加強弦桿（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為177MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。5、貝雷應(yīng)力分析：圖20、工況2-貝雷應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為144MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。6、貝雷支撐架應(yīng)力分析：圖21、工況2-貝雷支撐架應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷支撐架（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為108MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。7、鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析：圖22、工況2-鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱頂橫縱分配梁（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為19.6MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。8、鋼立柱應(yīng)力分析：圖23、工況2-鋼立柱應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為62MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。9、鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析：圖24、工況2-鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱平聯(lián)（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為56MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。10、整體位移分析：圖25、工況2-龍門吊整體位移分析圖計算分析龍門吊最大位移為31mm，發(fā)生在龍門貝雷橫梁上，能夠滿足規(guī)范要求。11、穩(wěn)定性分析：對龍門結(jié)構(gòu)在重力作用以及跨中運梁荷載組合作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析，跨中運梁荷載考慮1.2倍沖擊系數(shù)，計算結(jié)果如下：表2、工況2-龍門吊屈曲分析特征值表經(jīng)過屈曲分析計算，五種模態(tài)下屈曲特征值均大于2，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生失穩(wěn)。六、工況3（中心邊梁落梁）龍門結(jié)構(gòu)驗算1、整體應(yīng)力分析：圖26、工況3-整體應(yīng)力分析圖圖27、工況3-非貝雷材料整體應(yīng)力分析圖圖28、工況3-貝雷材料整體應(yīng)力分析圖計算分析貝雷桿件（材料性質(zhì)為16Mn的桿件）最大應(yīng)力為202MPa，產(chǎn)生位置為貝雷腹桿；非貝雷桿件（材料性質(zhì)為A3鋼的桿件）最大應(yīng)力為136MPa，產(chǎn)生位置為貝雷支撐架。經(jīng)整體分心龍門吊各桿件允許應(yīng)力均能滿足規(guī)范要求，對龍門吊各部件詳細分析如下。2、軌道應(yīng)力分析：圖29、工況3-軌道應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為114MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。3、軌道墊枕應(yīng)力分析：圖30、工況3-軌道墊枕應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊天車軌道墊枕（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為123MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。4、貝雷加強弦桿應(yīng)力分析：圖31、工況3-貝雷加強弦桿應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊貝雷加強弦桿（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為109MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。5、貝雷應(yīng)力分析：圖32、工況3-貝雷應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷（材料性質(zhì)為16Mn鋼）最大應(yīng)力為202MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。6、貝雷支撐架應(yīng)力分析：圖33、工況3-貝雷支撐架應(yīng)力分析圖計算分析龍門吊橫梁貝雷支撐架（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為136MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。7、鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析：圖34、工況3-鋼立柱頂橫縱分配梁應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱頂橫縱分配梁（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為99MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。8、鋼立柱應(yīng)力分析：圖35、工況3-鋼立柱應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱（材料性質(zhì)為A3鋼）最大應(yīng)力為30MPa，滿足規(guī)范要求允許應(yīng)力。9、鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析：圖36、工況3-鋼立柱平聯(lián)應(yīng)力分析圖計算分析鋼立柱