竖转提升支架受力计算

1）计算要点 在上塔柱竖转过程中，竖转提升支架为主要的受力构件，提升支架系统的结构安全直接关系到整个竖转提升能否顺利完成。因此，对于竖转提升支架必须进行全面详细的仿真分析计算。

竖转提升支架（见图3-48）高度为43.188 m，整体宽度为27.8 m。支架由左右幅两部分组成，底部由垫梁连接成整体。支架底部作用于S01段钢梁及GJ段钢梁顶面。其主要构件为分配梁A、分配梁B、垫梁A、垫梁B、钢管立柱及立柱连接系。其中，分配梁A、B，垫梁A、B及钢管立柱采用Q345B钢，连接系采用Q235B钢。

提升过程中，钢塔的大部分自重通过分配梁B上的4台提升油缸将荷载传递到分配梁B上，然后通过立柱及连接系传递到支架底部的垫梁A及垫梁B。对于竖转提升支架构件的计算内容如下：

图3-48　竖转提升支架布置图

（1）分配梁B：构件的内力（弯矩、剪力），构件强度（截面抗弯、抗剪），构件的稳定（整体稳定、局部稳定）。

（2）垫梁A及垫梁B：构件的内力（弯矩、剪力），构件强度（截面抗弯、抗剪），构件的稳定（整体稳定、局部稳定）。

（3）钢管立柱：构件的内力（弯矩、轴力），构件的稳定。

（4）连接系：构件组合应力、构件强度及稳定。

2）计算参数及工况

（1）计算参数。上塔柱竖转过程中，支架主要受到结构自重和上塔柱载荷的作用，同时计算时考虑风荷载（按照6级风考虑）。具体计算参数及计算工况如下所述：

①钢管支架自重，按照结构的容重由程序自动加载。(www.xing528.com)

②钢塔荷载，按照支架顶部的4台提升油缸的位置加载，荷载大小为320 t。

③风荷载：钢塔吊装阶段按照6级风（最大风速10 m／s）考虑，根据《港口工程荷载规范》（JTS144—1—2010）11.0.1式计算出钢塔吊装阶段的风压为0.156 kPa。风荷载按照线荷载加载，各迎风面的面积按照结构的尺寸计算。其中，钢塔吊装阶段风荷载对于钢塔的作用通过吊具传递到钢管支架顶部的分配梁上，采用分配梁上施加水平荷载模拟。

（2）计算工况。钢管支架计算的主要工况如下所述：

①CB01-1：钢管支架自重＋钢塔荷载。

②CB01-2：钢管支架自重＋钢塔荷载＋横风荷载（10 m／s）。

③CB01-3：钢管支架自重＋钢塔荷载＋纵风荷载（10 m／s）。

3）模型建立 计算采用桥梁通用有限元程序Midas Civil建模，提升支架的几何模型严格按照实际结构的尺寸和杆件的相对几何关系建立。模型建立过程中将钢管立柱及连接系之间的法兰盘采用公用节点的方式进行了简化处理，分配梁及垫梁与钢管立柱之间采用弹性连接处理。

4）计算结果 经过计算，提升支架在CB02工况下为最不利状态，鉴于篇幅所限，本文仅列出分配梁B、垫梁A、垫梁B及钢管立柱的内力计算结果和连接系的组合应力计算结果（具体结果见表3-6）。支架各构件的强度及稳定参照规范《钢结构设计规范》（GB50017—2003）中相应的公式进行验算。

表3-6　构件内力计算结果汇总

根据表3-6中各构件内力最大值的计算结果，参照规范《钢结构设计规范》（GB50017—2003）对各构件的强度及稳定计算。经过计算，各构件的强度和稳定满足规范要求。