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悬索桥架设缆载吊机的结构设计方法研究

作　者: 高明大
导　师: 邓年春
学　校: 广西工学院
专　业: 结构工程
关键词: 悬索桥缆载吊机桁架有限元分析加载试验
分类号: U445.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 62次
引　用: 1次
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内容摘要

缆载吊机是大跨径悬索桥加劲主梁安装的专用吊装设备,其组成主要包括起吊提升系统、缆上行走系统、钢结构桁梁、动力系统、控制系统、提升吊具及辅助系统等。缆载吊机的钢结构是所有荷载的基础载体,在不同的行走和施工工况下,其受力状态及结构稳定性如何,是设计过程中需要关注的,因此缆载吊机的钢结构选型、受力分析和结构优化是极其重要的。本文以研制全液压超大吨位的步履式行走缆载吊机为目标,以湖南矮寨特大悬索桥钢主梁架设为应用背景,从钢桁架选型、模块化设计、设计参数选定等方面,对缆载吊机的结构设计进行了系统归纳和总结,通过结构加载试验与理论计算进行对比分析,从而确保缆载吊机的安全可靠地应用于工程实践。主要研究内容包括:(1)对缆载吊机的发展历史进行了回顾,并对缆载吊机在悬索桥架设中的应用现状进行分析和总结,提出了缆载吊机当前存在的问题和不足,并作了前景展望。(2)阐述全液压超大吨位的步履式行走缆载吊机的结构组成,并对缆载吊机结构的各构件的设计和计算分析进行了系统归纳,论述了构件设计原则和要点,并推导了有限元方法进行结构分析的计算原理,扼要介绍了缆载吊机的附属装置。(3)以湖南矮寨特大悬索桥架设缆载吊机研制项目为依托,提出创新设计理念,并详细论述了缆载吊机从设计任务出发至结构计算分析的全过程,并以缆载吊机主桁梁为例,从结构静力强度验算、整体稳定性及局部稳定性验算、节点验算、动力模态分析等角度对其进行全面的结构分析。(4)对已加工成型的湖南矮寨特大悬索桥架设缆载吊机进行结构加载试验,对缆载吊机结构进行应变、变形测点设计,安装测点传感器件,分级加载并采集每级载荷下的应变、变形数据,对试验数据进行汇总整理,并与理论计算数据进行了对比分析。试验结果表明,结构是安全的,试验结果与理论分析比较吻合。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 缆载吊机的发展回顾  10-12
  1.3 缆载吊机在悬索桥架设中的应用现状  12-14
  1.4 存在问题  14-15
  1.5 前景展望  15-16
  1.6 本文研究内容  16-17
第二章缆载吊机结构组成  17-35
  2.1 引言  17
  2.2 缆载吊机结构组成  17
  2.3 主横梁  17-30
  2.4 行走机构  30-33
  2.5 吊具  33-34
  2.6 其他  34
  2.7 小结  34-35
第三章湖南矮寨特大悬索桥缆载吊机设计研究  35-58
  3.1 引言  35
  3.2 缆载吊机设计背景  35-38
  3.3 设计参数的确定  38-39
  3.4 缆载吊机设计创新及图样  39-40
  3.5 主桁梁结构分析  40-57
  3.6 小结  57-58
第四章缆载吊机的加载试验研究  58-67
  4.1 引言  58
  4.2 试验目的  58
  4.3 加载试验依据及原理  58-60
  4.4 试验设备及器材  60
  4.5 测点布设  60-62
  4.6 试验步骤  62-63
  4.7 试验结果及数据分析  63-66
  4.8 小结  66-67
第五章结论与展望  67-69
  5.1 结论  67
  5.2 展望  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况说明  72-73
致谢  73

悬索桥架设缆载吊机的结构设计方法研究

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