施工液壓平台由中心鼓圈、輻射梁、拉索、環梁、外吊架、井架及抱杆等組成。輻射梁頂麵用於施工材料、設備的臨時堆放及人員的水平輸送；平台頂麵設置一根抱杆，通過卷揚機形成簡易的垂直運輸工具；煙囪筒壁混凝土內均勻埋設爬杆，由穿心式液壓千斤頂通過爬杆向上爬升，從而帶動輻射梁上升，實現液壓平台的提升。液壓施工平台結構如圖所示。
      由於液壓施工平台結構複雜、超靜定次數高、所受荷載種類繁多，手算過程比較繁瑣並且會因過度簡化而導致計算結果偏差較大，因此，本文采用有限元分析軟件ANSYS對平台主結構進行計算，根據其計算結果對施工平台進行優化。
      此次模擬原點位於平台中心，z軸正向為豎直向上，x軸和y軸在平台麵內分別指向直徑方向。以各型鋼的形心軸線建立模型，係統包括中心鼓圈上環附屬杆、中心鼓圈上環支撐杆、中心鼓圈上環、中心鼓圈下環、中心鼓圈立杆、輻射梁、拉索、環梁、井架和爬升杆。模型拉索采用LINK10單元，其他杆件均采用BEAM188單元。由於爬升杆埋在混凝土裏，因此此次模擬約束爬升杆6個自由度，即固定約束。整體模型如圖所示。
      按最不利工況計算：平台處於10m以下標高，筒身外半徑為18500mm，混凝土壁厚650mm，抱杆工作，可變荷載作用在輻射梁上。以下標高，筒身外半徑為18500mm，混凝土壁厚650mm，抱杆工作，可變荷載作用在輻射梁上。
      平台的剛度按最不利工況計算：抱杆工作，可變荷載作用在平台中心。
      永久荷載分項係數取1.2，可變荷載分項係數取1.4，基本風壓按0.6kN/m2考慮。按規範要求，驗算撓度應采用荷載標準值，計算承載力應采用荷載設計值。平台荷載分類見表。
      施工平台結構強度和剛度計算結果如圖所示以下應力單位均為MPa，位移單位均為mm。
      根據GB50017-2003《鋼結構設計規範》，由於鋼材采用Q235鋼且厚度小於16mm，因此鋼材強度設計值［σ］=215.0MPa。
      此平台為特殊結構形式，豎向剛度無相應標準可查，用戶根據使用經驗及施工要求確定結構撓度容許值［f］=L/250。平台整體跨度L1=35280mm，撓度許用值［f1］=L1/250=141.1mm；鼓筒上平麵最長平杆長度L2=11710mm，撓度許用值為［f2］=L2/250=46.8mm。根據原結構應力結果可知：中心鼓圈上平麵平杆、中心鼓圈上環等應力遠遠大於許用應力215.0MPa。由於中心鼓圈直徑較大，上平麵平杆支撐力不夠，導致其局部強度嚴重不足，不能滿足平台的受力要求，考慮加大型鋼型號；同時，由於環梁應力較小，考慮減小環梁型鋼型號。由原結構位移結果可知：最大豎向位移出現在平台中心，為241.0mm＞［f1］=141.1mm，撓度不能滿足要求。主要是因為平台跨度大，輻射梁提供的支撐剛度有限，平台整體下撓較多，因此考慮加大輻射梁型鋼型號。優化後結構計算成果分析結構進行優化後，強度和剛度計算結果如圖。
      由優化後的平台結構應力分析結果可知：中心鼓圈上弦最大應力為219.7MPa＞［σ］=215.0MPa，超出許用值2%(如圖所示)。分析其原因為鼓筒上平麵平杆與輻射梁相交處拉開距離，此時為抱杆工作，施工可變荷載作用在輻射梁上，施工過程中應注意監測。輻射梁最大應力為210.5MPa，環梁最大應力為106.3MPa，中心鼓筒下弦最大應力為195.4MPa，以上應力均小於許用值，滿足設計要求。

                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決k8 kaifa
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