900t上行式移动模架造桥机的设计与实践

论文摘要

在我国近远期交通规划中,客运专线的规模在逐年地增加。在客运专线的施工中,桥梁的建造是施工的重中之重。为了提高施工质量,加快施工进度,节约建设资金,设计和使用造桥机显得十分必要。移动模架造桥机是一种先进的造桥施工设备,它对建造PC混凝土箱梁有许多优点,如机械化程度高、施工速度快、施工质量高、适用范围广等等,所以在国外已被广泛使用,而国内造桥机的研究起步较晚。本文结合作者单位承担的上行式移动模架客运专线造桥机设计与制造任务,对其方案设计、结构体系及工况分析、静力强度和刚度进行了研究,并通过加载试验予以验证。文中首先介绍了移动模架造桥机的主要类型并对各自的特点做了概括,依据用户的技术要求,总结出了上行式移动模架造桥机的设计依据和技术规范,进行了方案设计；其次详细阐述了该造桥机的构成、工作原理和施工工艺,对其工况和荷载进行了分析；根据移动模架造桥机的结构和施工原理,利用大型有限元计算软件ANSYS为分析计算工具,建立了造桥机三维有限元模型,分析了该造桥机的主要结构件在制梁和移位过程中多种工况的应力和变形等力学性能,为结构设计提供了依据；最后,介绍了移动模架造桥机的加载试验过程,并将实验结果与理论计算相比较,验证了设计的正确性。论文的整个工作理论结合实际,特别是对施工工艺和各种工况进行了深入分析,为采用有限元软件进行分析计算奠定了良好的基础。所设计的移动模架造桥机已投入实际施工,作者在施工现场参加了安装调试和加载试验,得到了宝贵的第一手资料。论文的研究成果对该型造桥机设计有重要的指导意义,对其它类型造桥机的设计也有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外造桥机的发展简介
• 1.2.1 国外造桥机的发展
• 1.2.2 国内移动模架造桥机的应用现状
• 1.2.3 国内移动模架造桥机研究成果
• 1.3 课题主要研究内容
• 2 900t上行式移动模架造桥机方案设计
• 2.1 移动模架的分类及适用梁型
• 2.1.1 带模板的移动模架
• 2.1.2 不带模板的移动模架
• 2.2 上行式移动模架概述
• 2.2.1 上行式移动模架的特点
• 2.2.2 上行式移动模架的适用工作范围
• 2.2.3 上行式移动模架的适用工作环境
• 2.3 设计依据及技术规范
• 2.3.1 招标人对移动模架的技术性能要求
• 2.3.2 其它技术性能要求
• 2.3.3 相关技术规范及设计标准
• 2.4 设计方案及说明
• 2.4.1 工作条件
• 2.4.2 技术性能参数
• 2.4.3 主要用材
• 2.4.4 挠度控制
• 2.4.5 设计应满足的技术要求
• 2.4.6 主要设计思路说明
• 2.5 本章小结
• 3 上行式移动模架造桥机结构体系与工况分析
• 3.1 上行式移动模架造桥机简介
• 3.2 移动模架造桥机结构体系组成
• 3.2.1 主梁、下导梁和悬臂梁
• 3.2.2 前、后支腿和辅助支腿
• 3.2.3 纵移机构
• 3.2.4 外挂架
• 3.2.5 底侧模和内模
• 3.2.6 液压和电气系统
• 3.3 移动模架造桥机的作业流程
• 3.3.1 混凝土箱梁制作的工艺流程
• 3.3.2 造桥机的作业流程
• 3.4 本章小结
• 4 有限元建模及静强度与刚度分析
• 4.1 有限单元法简介
• 4.1.1 有限单元法的概念
• 4.1.2 ANSYS软件及结构分析简介
• 4.2 移动模架ANSYS模型的建立
• 4.2.1 建立几何模型
• 4.2.2 荷载分析
• 4.2.2.1 移动模架造桥机的荷载选取及加载模式
• 4.2.2.2 风荷载分析
• 4.3 主要工况的静强度与刚度分析
• 4.3.1 移机就位工况
• 4.3.1.1 加载方法
• 4.3.1.2 有限元模型
• 4.3.1.3 计算结果分析
• 4.3.2 制梁前工况
• 4.3.2.1 加载方法
• 4.3.2.2 有限元模型
• 4.3.2.3 计算结果分析
• 4.3.3 制梁工况
• 4.3.3.1 加载方法
• 4.3.3.2 有限元模型
• 4.3.3.3 计算结果分析
• 4.4 外模系统的结构考虑
• 4.5 本章小结
• 5 移动模架的加载试验与结果分析
• 5.1 移动模架加载试验的目的和内容
• 5.1.1 检测目的
• 5.1.2 检测内容
• 5.2 移动模架结构的应力检测
• 5.2.1 检测内容
• 5.2.2 检测仪器
• 5.2.3 应力检测步骤
• 5.2.4 应力测试结果
• 5.2.5 应力测试结论
• 5.3 移动模架变形观测
• 5.3.1 观测内容
• 5.3.2 观测仪器
• 5.3.3 变形观测步骤
• 5.3.4 变形观测结果
• 5.3.5 变形观测结论
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 主要工作
• 6.2 主要结论
• 6.3 研究体会与不足
• 6.3.1 研究体会
• 6.3.2 不足之处
• 参考文献
• 致谢