高空作业平台远距离柔性附着静力学研究

论文摘要

随着全球经济的发展与竞争,迫使建筑行业的施工设备向超高型和极大型发展,为施工设备的设计和施工工艺提出了新的课题。本课题为“十一五”规划课题,为建筑高度200m、底径80m的冷却塔,需配套使用高180m空中可变长度的液压顶升平桥。如何实现远距离非对称多道柔性附着技术,是确保该施工设备安全作业、满足作业要求的关键之一,在国内为首创。平台对应的桥身柔性附着技术是项目的难点,需要解决柔性附着情况下钢丝绳工作拉力、预紧力、钢丝绳变形量的确定以及附着力的合理分配问题和附着层间距的确定。为解决以上问题需要研究钢丝绳计算理论、桥身计算理论并通过他们之间的相互关系确定合理的钢丝绳预紧力和附着层间距。钢丝绳计算理论是应用已推导的钢丝绳抛物线模型建立正四点布置的钢丝绳非线性刚度方程,可以确定钢丝绳预紧力、钢丝绳工作拉力、钢丝绳附着节点位移和钢丝绳附着支反力之间的关系。桥身计算理论是根据平桥远距离柔性附着的特点,将桥身视作弹性支座连续梁,根据弹性支座上的角位移连续方程和支座平衡方程的建立,可得到钢丝绳附着节点位移和附着节点支反力。根据所建立的钢丝绳计算理论和桥身计算理论,确定钢丝绳预紧力和附着层间距对钢丝绳附着节点位移的影响。从而确定钢丝绳预紧力与钢丝绳附着节点位移之间的非线性关系,并根据项目的实际数据确定钢丝绳预紧力合理的取值范围；根据位移近似相等原则和欧拉临界力相等原则,对附着层间距和钢丝绳附着节点之间的关系进行分析,在保证钢丝绳附着节点位移处于合理范围之内,确定了可靠合理的附着层间距,并通过计算验证了结果的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 施工设备
• 1.2.2 附着方案
• 1.2.3 钢丝绳
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 钢丝绳计算理论
• 2.1 概述
• 2.2 钢丝绳抛物线模型
• 2.2.1 抛物线方程
• 2.2.3 抛物线的最大挠度与最大轴向张力
• 2.2.4 抛物线的长度
• 2.3 钢丝绳悬链线模型
• 2.3.1 悬链线方程
• 2.3.2 悬链线的最大挠度和最大轴向张力
• 2.3.3 悬链线的长度
• 2.4 抛物线模型与悬链线模型误差分析
• 2.4.1 最大挠度与挠跨比误差分析
• 2.4.2 钢丝绳长度误差分析
• 2.4.3 最大轴向张力误差分析
• 2.4.4 小结
• 2.5 钢丝绳的变形协调方程
• 2.6 钢丝绳抛物线模型基本静力方程
• 2.7 钢丝绳抛物线模型的实际应用
• 2.7.1 钢丝绳所受载荷
• 2.7.2 钢丝绳的非线性刚度方程
• 2.7.3 正四点布置钢丝绳计算方程
• 2.8 钢丝绳弹性模量的研究
• 2.8.1 钢丝绳弹性模量计算的一般形式
• 2.8.2 四种应变值的计算
• 2.8.3 钢丝绳的实际弹性模量
• 2.8.4 结论
• 2.9 倾斜放置钢丝绳抛物线模型精确解
• 第3章 桥身计算理论
• 3.1 桥身力学模型的建立
• 3.2 桥身计算公式的推导
• 3.2.1 支座刚度的概念
• 3.2.2 偏心弯矩与截面惯性矩的折减系数
• 3.2.3 支座弯矩及支座位移计算公式推导
• 3.2.4 桥身弯矩及内力计算
• 第4章 柔性附着实例计算
• 4.1 概述
• 4.2 柔性附着计算步骤
• 4.3 平桥载荷分析与计算
• 4.3.1 风载荷计算
• 4.3.2 桥身弯矩和轴向力计算
• 4.4 附着计算
• 4.4.1 刚性支座梁支反力计算
• 4.4.2 钢丝绳附着节点近似刚度计算
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢