• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    附著式升降防護(hù)平臺(tái)避讓裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用

    2024-01-26 09:19:02徐洪廣李占福
    機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2024年1期
    關(guān)鍵詞:塔式起重架體桁架

    鄭 輝,徐洪廣,李占福,黃 霞

    (中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司,福州 福建 350015)

    1 引言

    附著式升降防護(hù)平臺(tái)是一種高性能、高防護(hù)的成套機(jī)械設(shè)備,因其制造成本低,安全可靠性好,施工效率高,操作簡(jiǎn)單,使用方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高層與超高層建筑施工中[1]。然而,附著式升降防護(hù)平臺(tái)在施工升降過程中易與塔式起重機(jī)或其他施工器械產(chǎn)生干涉作用,故在干涉處常設(shè)有斷口,導(dǎo)致防護(hù)平臺(tái)架體容易變形且難以恢復(fù)到位。此外,多次拆裝的累計(jì)誤差易使架體傾斜,進(jìn)一步影響施工安全[2]。目前,我國(guó)對(duì)附著式升降防護(hù)平臺(tái)的技術(shù)創(chuàng)新,主要集中在提升方式、防墜落技術(shù)、導(dǎo)軌、架體和附墻裝置等方面[3],對(duì)解決架體與其他器械間干涉問題的研究還較少。因此,為解決現(xiàn)有附著式升降防護(hù)平臺(tái)在施工流水作業(yè)之間存在干涉問題,同時(shí)保證架體強(qiáng)度,提出一種“吊橋式”避讓裝置的附著式升降防護(hù)平臺(tái),結(jié)合理論計(jì)算和試驗(yàn)檢驗(yàn)對(duì)底盤桁架進(jìn)行強(qiáng)度校核與撓度分析,驗(yàn)證“吊橋式”避讓裝置結(jié)構(gòu)的可行性,保證新型附著式升降防護(hù)平臺(tái)操作安全,使其高效、便捷地服務(wù)于工程施工。

    2 避讓裝置技術(shù)難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

    附著式升降防護(hù)平臺(tái)施工工藝中,塔式起重機(jī)錨固桿處破斷口一直是該技術(shù)的瓶頸,怎樣實(shí)現(xiàn)架體在升降過程中避開塔式起重機(jī)錨固桿,同時(shí)在架體通過錨固桿后可以迅速恢復(fù),并避免架體傾斜誤差的產(chǎn)生,保證架體恢復(fù)到初始搭設(shè)狀態(tài)是突破該技術(shù)瓶頸的難點(diǎn)。

    經(jīng)過分析認(rèn)為,架體底盤具有較高的剛度要求,故連接方式為固定式連接,因而拆除難度大。同時(shí),作業(yè)點(diǎn)是底盤位置,拆除屬于高空斷口作業(yè),危險(xiǎn)系數(shù)大。需設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單,連接可靠,拆除安全方便的連接結(jié)構(gòu)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)塔吊錨固桿破斷口處架體的拆除。拆除后恢復(fù)到安裝尺寸,即每次安裝過程中保證架體無(wú)變形,從而實(shí)現(xiàn)架體不產(chǎn)生變形累加,保證架體安全。

    由此,提出吊橋式結(jié)構(gòu)的避讓裝置,“吊橋”可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的避讓裝置,避免施工安全防護(hù)平臺(tái)在施工升降作業(yè)過程中與其他施工器械產(chǎn)生干涉,徹底解決了防護(hù)平臺(tái)在其他施工器械的影響下,造成平臺(tái)架體變形,強(qiáng)度減弱,影響平臺(tái)施工作業(yè)中的安全性能。同時(shí),避讓裝置左右水平梁桁架間連接處采用補(bǔ)縫板連接,使避讓裝置形成整體結(jié)構(gòu)。補(bǔ)縫板與水平梁桁架間采用銷軸連接,當(dāng)?shù)妆P桁架與水平梁桁架出現(xiàn)變形時(shí),通過安裝補(bǔ)縫板,可對(duì)變形量進(jìn)行及時(shí)修正,保證架體在通過塔式起重機(jī)錨固桿前后不會(huì)變形與傾斜,使架體始終能恢復(fù)至初始搭設(shè)狀態(tài),從而消除多次提升架體導(dǎo)致變形累加帶來(lái)的安全隱患。

    3 避讓裝置工作原理

    通過在架體干涉處安裝避讓裝置結(jié)構(gòu),避讓裝置水平梁桁架與底盤桁架采用銷軸結(jié)構(gòu)的鉸鏈連接,使避讓裝置桁架在避讓塔吊錨固桿時(shí)可繞銷軸旋轉(zhuǎn)而無(wú)需拆卸整個(gè)桁架,減少裝拆避讓位置桁架工作量。避讓裝置具體工作過程如下:初始時(shí),架體處于水平狀態(tài)。當(dāng)架體提升,通過塔式起重機(jī)錨固桿前,先將中間補(bǔ)縫板拆除,再通過鋼絲繩將水平梁桁架繞上側(cè)鉸鏈點(diǎn)旋轉(zhuǎn)向兩側(cè)拉起,通過塔式起重機(jī)錨固桿后,將水平梁桁架放回,安裝補(bǔ)縫板,使架體恢復(fù)初始水平狀態(tài)。其工作原理,如圖1所示。

    圖1 避讓裝置工作原理Fig.1 Working Principle of Avoidance Device

    4 避讓裝置安裝要點(diǎn)

    附著式升降防護(hù)平臺(tái)在施工過程中,架體易與塔式起重機(jī)錨固桿產(chǎn)生干涉,故采用避讓裝置搭設(shè)。同時(shí)由于水平梁之間存在內(nèi)力,拆除存在變形,提升完畢后復(fù)原難度大,需預(yù)留變形縫。在搭設(shè)塔式起重機(jī)錨固桿處桁架時(shí)必須對(duì)塔式起重機(jī)錨固位置預(yù)先進(jìn)行放線處理,留出錨固桿位置再進(jìn)行施工安全防護(hù)平臺(tái)安裝,安裝時(shí)必須保證塔式起重機(jī)錨固桿與防護(hù)平臺(tái)留有一定的安全距離。另外,附著式升降防護(hù)平臺(tái)升降作業(yè)之前塔式起重機(jī)附墻桿附近的架體底部需另設(shè)鋼絲繩向兩側(cè)反拉,進(jìn)一步加固避讓裝置結(jié)構(gòu)安全。塔式起重機(jī)布置避讓示意,如圖2所示。

    圖2 塔式起重機(jī)布置示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Tower Crane Layout

    5 避讓裝置驗(yàn)算校核

    5.1 避讓裝置受力分析

    為了保證施工安全,避讓裝置不僅要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,還需要具備一定的強(qiáng)度。近似解析法可提供相關(guān)問題的定性結(jié)果,為最終結(jié)論提供參考。將避讓裝置水平梁桁架的架體主要型材視為連續(xù)的整體,采用近似解析法,進(jìn)行強(qiáng)度和撓度的分析。架體中間位置為水平梁桁架避讓結(jié)構(gòu)最薄弱部分,故只需分析該部分結(jié)構(gòu)是否滿足要求即可。計(jì)算簡(jiǎn)圖,如圖3所示。

    圖3 計(jì)算簡(jiǎn)圖Fig.3 Calculation Diagram

    (1)不考慮架體自重,對(duì)避讓裝置底部空間桁架的架體尺寸和所用材料進(jìn)行初步選取。

    根據(jù)《建筑施工腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ202-2010)[4]要求,架體寬度不大于1.2m。通過分析架子工體型,使避讓裝置的設(shè)計(jì)寬度與空間桁架設(shè)計(jì)寬度一致,為0.75m,基本可以滿足兩個(gè)架子工交叉通過,又可以允許一個(gè)架子工雙手持有操作工具且正面通行。為減少架體用料,同時(shí)保證架體強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求,結(jié)合設(shè)計(jì)理念與施工經(jīng)驗(yàn),空間桁架的設(shè)計(jì)高度為0.35m,腹桿的連接方式為焊接[5-6]。水平支承桁架撓度極限值為L(zhǎng)/250mm(L為受彎桿件跨度),架體計(jì)算跨度L=10m,使用工況下的桁架結(jié)構(gòu)施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2。由于桁架為兜底支撐架,即存在臨時(shí)額外載荷的可能,分析加載的施工載荷以4kN/m2計(jì)算。

    ①總荷載(不考慮架體自重)

    式中:Qjk—施工荷載。計(jì)算時(shí)取Qjk=4kN/m2。

    ②跨中最大彎矩

    ③架體所需的凈截面模量

    式中:和分別為語(yǔ)言變量和對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù),當(dāng)Rij?時(shí),F(xiàn)ij表示Rij相對(duì)于產(chǎn)生的損失,Rij越優(yōu),產(chǎn)生的損失越大;當(dāng)Rij時(shí),F(xiàn)ij表示Rij相對(duì)于產(chǎn)生的損失,Rij越劣,產(chǎn)生的損失越大;當(dāng)時(shí),F(xiàn)ij表示Rij相對(duì)于既無(wú)獲得收益也無(wú)產(chǎn)生損失。

    式中:γx—截面塑性發(fā)展系數(shù),γx=1.0。

    根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50017-2003)[6],架體水平連接桁架片均選用等邊角鋼∟63×63×6,其理論質(zhì)量為5.721kg/m,自重為0.056 kN/m;架體內(nèi)部?jī)A斜與垂直連接桁架片選用等邊角鋼∟40×40×4,其理論質(zhì)量為2.422kg/m,自重為0.024 kN/m。

    架體橫向腹桿上下共有24根,每根所用角鋼長(zhǎng)730mm,總長(zhǎng)為10×4+(350-63×2)×16/1000+24×730/1000=61.104m。架體豎向與傾斜腹桿分別為8根330mm角鋼與16根420mm角鋼,總長(zhǎng)為(8×330+16×440)/1000=9.36m。

    (2)考慮架體自重,對(duì)空間桁架進(jìn)行強(qiáng)度校核與撓度分析。

    ①總荷載(考慮架體自重)

    架體自重荷載:

    ②總彎矩

    架體截面,如圖1(a)所示。相較于整個(gè)架體而言,腹桿所增加的截面面積較小,故不考慮腹桿對(duì)架體截面慣性矩與截面模量的影響。架體的截面慣性矩與截面模量可按下式近似計(jì)算:

    式中:E—彈性模量,E=20600N/mm2。由上述分析結(jié)果可知,空間桁架避讓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與撓度均滿足規(guī)范要求。

    5.2 避讓裝置有限元分析

    為進(jìn)一步確定構(gòu)件受力變形情況,采用有限元軟件ANSYS對(duì)避讓裝置水平梁桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。ANSYS前處理中默認(rèn)材料材質(zhì)為鋼材,故只需定義連接件和銷軸的材料屬性。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),連接件和銷軸均采用45鋼,材料密度ρ=7890kg/m3,泊松比μ=0.28,抗拉強(qiáng)度σb=400MPa,屈服強(qiáng)度σs=320MPa,彈性模量E=210GPa。下面對(duì)空間桁架避讓結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證空間桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性[7-8]。

    底盤桁架水平梁避讓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析加載方式為架體自重及施工載荷[9],施工載荷為4kN/m2。經(jīng)有限元載荷分析可得應(yīng)力最大處為137MPa,應(yīng)力值小于Q235鋼材的許用應(yīng)力,如圖4所示。

    圖4 底盤桁架水平梁避讓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析Fig.4 Strength Analysis of Horizontal Beam Avoidance Structure of Chassis Truss

    從底盤桁架水平梁避讓結(jié)構(gòu)位移云圖的輸出值可以得出水平梁避讓結(jié)構(gòu)中間節(jié)點(diǎn)的最大位移為5mm,遠(yuǎn)小于水平支承桁架的撓度極限值,桁架空間水平梁避讓結(jié)構(gòu)滿足要求,如圖5所示。

    圖5 底盤桁架水平梁避讓結(jié)構(gòu)位移云圖Fig.5 Displacement Cloud Diagram of Chassis Truss Horizontal Beam Avoidance Structure

    為了解空間桁架結(jié)構(gòu)在施工工況下所受載荷不確定性的情況,分析空間桁架結(jié)構(gòu)在五種施工荷載下的變形,從而了解空間桁架在實(shí)際各種工況下的大致情況。不同施工載荷情況下,桁架避讓結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大變形,如表1所示。表明空間桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度具有一定的安全儲(chǔ)備,滿足使用要求。

    表1 避讓裝置桁架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與變形Tab.1 Stress and Deformation of the Truss Structure of the Avoidance Device

    5.3 避讓裝置試驗(yàn)校核

    避讓裝置置于空間桁架中間位置時(shí)整體結(jié)構(gòu)最薄弱,中間結(jié)構(gòu)是撓度變化最大部分,通過在架體兩端牽拉水平線,以該水平線為基準(zhǔn),模擬施工環(huán)境,使用水泥配重塊進(jìn)行加載[10]。使用測(cè)量工具測(cè)量架體中部在不同荷載下基于該基準(zhǔn)水平線的撓度變化,最終得到不同荷載下的撓度試驗(yàn)值,試驗(yàn)架,如圖6所示。

    圖6 試驗(yàn)架Fig.6 Test Frame

    根據(jù)每次施加不同荷載記錄所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)值,求出不同荷載下?lián)隙仍囼?yàn)值與計(jì)算值、試驗(yàn)值與分析值之間的誤差,并分析誤差大小及判斷誤差是否在允許的范圍內(nèi),分析結(jié)果,如表2、表3所示。

    表2 試驗(yàn)值與計(jì)算值的對(duì)比Tab.2 Comparison of Test Values and Calculated Values

    表3 試驗(yàn)值與分析值的對(duì)比Tab.3 Comparison of Test Value and Analysis Value

    從表2與表3中撓度的試驗(yàn)值與理論計(jì)算值、試驗(yàn)值與有限元分析值之間的比較分析可以看出,在相同荷載下試驗(yàn)的撓度值最大,有限元分析值最小。

    試驗(yàn)中,考慮孔軸的間隙影響,且補(bǔ)縫板強(qiáng)度比水平梁桁架強(qiáng)度低,因此試驗(yàn)的撓度值最大。

    有限元分析中,不考慮孔軸間的間隙對(duì)撓度的影響,使撓度值分析結(jié)果偏小。但撓度分析值與撓度試驗(yàn)值,撓度計(jì)算值與撓度試驗(yàn)值的誤差均在15%以內(nèi),且在最大荷載為5kN/m2的施工荷載下,最大撓度值均小于10mm,符合規(guī)范要求。

    6 結(jié)語(yǔ)

    針對(duì)附著式升降防護(hù)平臺(tái)在施工流水作業(yè)過程中與塔式起重機(jī)錨固桿或其他凸出結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干涉的問題,提出采用吊橋式結(jié)構(gòu)避讓裝置的解決方案,經(jīng)理論計(jì)算和試驗(yàn)檢驗(yàn)驗(yàn)證“吊橋式”避讓裝置結(jié)構(gòu)的可行性,得出結(jié)論如下:

    (1)采用吊橋式結(jié)構(gòu)避讓裝置施工,巧妙地解決了附著式升降防護(hù)平臺(tái)與塔式起重機(jī)錨固桿的干涉問題,避免了防護(hù)平臺(tái)在每次升降過程中因避讓塔式起重機(jī)錨固桿而多次裝拆造成架體整體強(qiáng)度變?nèi)醵a(chǎn)生的安全隱患,同時(shí)克服了需多次裝拆臨時(shí)搭設(shè)架子的情況。

    (2)在設(shè)計(jì)要求的施工荷載下,考慮架體自重和安全系數(shù),通過理論公式計(jì)算得到架體所受最大應(yīng)力為24.27N/mm2,最大撓度值為5.08mm,均符合規(guī)范要求,說明設(shè)計(jì)的避讓裝置結(jié)構(gòu)可行,采用的鋼材型號(hào)滿足要求。對(duì)避讓裝置進(jìn)行有限元軟件分析,得出最大應(yīng)力為137MPa,最大位移為5mm,驗(yàn)證吊橋式避讓裝置結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

    (3)將不同荷載下?lián)隙鹊脑囼?yàn)值、分析值和計(jì)算值進(jìn)行比較,得出撓度值均隨施加荷載的增大而呈變大的趨勢(shì),但最大撓度值均小于10mm,撓度分析值、撓度計(jì)算值與撓度試驗(yàn)值的誤差均在15%以內(nèi),符合設(shè)計(jì)要求。

    (4)比較不同荷載下?lián)隙鹊脑囼?yàn)值和計(jì)算值、試驗(yàn)值和分析值,得出在相同荷載下試驗(yàn)撓度值最大,有限元分析撓度值最小。試驗(yàn)中考慮孔軸的間隙影響、補(bǔ)縫板強(qiáng)度比水平梁桁架強(qiáng)度低以及螺栓連接節(jié)點(diǎn)的擰緊力矩值,因此試驗(yàn)的撓度值最大。有限元分析中,將模型理想化處理,并且軟件分析中孔軸間隙對(duì)撓度的影響很小,使撓度值分析結(jié)果偏小,但不影響有限元分析結(jié)果的參考價(jià)值。

    (5)附著式升降防護(hù)平臺(tái)避讓裝置的成功應(yīng)用,使防護(hù)平臺(tái)高效、便捷地避讓升降施工中與其干涉的凸起結(jié)構(gòu),防護(hù)平臺(tái)多次提升不變形,保證附著式升降防護(hù)平臺(tái)施工過程中的安全性與可靠性,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

    猜你喜歡
    塔式起重架體桁架
    桁架式吸泥機(jī)改造
    淺析塔式起重機(jī)垂直度偏差成因及糾正措施
    一起塔式起重機(jī)拆卸倒塌事故的技術(shù)分析
    D型打結(jié)器架體的隨機(jī)振動(dòng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    集成式升降腳手架在不規(guī)則結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用
    建筑施工(2021年3期)2021-08-06 02:21:50
    無(wú)反復(fù)支撐自移帶式輸送機(jī)機(jī)尾中間架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    擺臂式復(fù)合桁架機(jī)器人的開發(fā)
    塔式起重機(jī)螺栓疲勞斷裂分析
    Loader軸在雙機(jī)桁架機(jī)械手上的應(yīng)用
    西洋梨架式栽培架體搭建及整形修剪技術(shù)
    焦作市| 桑植县| 新源县| 深泽县| 眉山市| 姚安县| 潞西市| 怀远县| 淳化县| 奉新县| 天津市| 凯里市| 泗水县| 开原市| 平江县| 青冈县| 乌恰县| 东宁县| 贵阳市| 旬邑县| 普兰县| 建德市| 信阳市| 温宿县| 二连浩特市| 福安市| 鄢陵县| 唐山市| 彰武县| 上犹县| 屏南县| 乐至县| 钦州市| 葵青区| 格尔木市| 拜城县| 年辖:市辖区| 临漳县| 昌江| 潼南县| 乌兰察布市|