[发明专利]一种用于钢桁梁大节段制造的倒运工装设计分析方法

说明书

本发明公开了一种用于钢桁梁大节段制造的倒运工装及设计分析方法。本发明所述的倒运工装包括呈方框形的基座、位于所述基座中间的支撑平台以及连接所述基座和支撑平台的支撑结构，所述支撑平台的顶面高于所述基座的顶面；所述支撑结构包括若干个支撑梁，所述支撑梁在所述支撑平台四周并且对称设置；所述通过本工装的设计解决钢桁梁桥超大节段无应力制作和转运的技术难题，同时降低基建成本投入，结构简单、安全可靠。

技术领域

本发明属于钢桥梁制造领域，特别涉及一种用于钢桁梁大节段制造的倒运工装及设计分析方法。

背景技术

随着大跨度钢桥梁不断发展，工厂化、装配化制造逐渐成为钢桥梁制造的主要理念，大型钢桁梁采用整体大节段制造，大大提高了桥址的安装效率，同时，也对工厂内大节段制造技术、制造设备和制造场地的加工能力提出了更高要求。如何实现重达1800多吨的钢桁梁无应力制作，如何实现现有场地的地面承载力满足超大节段的制作和存放如何实现超大节段的厂内转运；如何降低超大节段制造场地使用率等，均成为大型钢桁梁超大节段工厂化制造急需解决的问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种用于钢桁梁大节段制造的倒运工装及分析设计方法。本发明的倒运工装实现了钢桁梁超大节段工厂制造。

技术方案：本发明所述的用于钢桁梁大节段制造的倒运工装，所述倒运工装包括呈方框形的基座、位于所述基座中间的支撑平台以及连接所述基座和支撑平台的支撑结构，所述支撑平台的顶面高于所述基座的顶面；所述支撑结构包括若干个支撑梁，所述支撑梁在所述支撑平台四周并且对称设置。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑平台为中空的圆柱形结构；所述支撑平台内部设置有若干块第一加强筋，若干块所述第一加强筋呈中心辐射状分布。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑梁围绕所述支撑平台呈十字型分布。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑梁的侧面呈直角梯形结构，所述支撑梁包括与所述基座侧面连接的第一端面以及与所述支撑平台的侧面连接的第二端面；所述第一端面的高度与所述基座的高度相同，所述第二端面的高度与所述支撑平台的高度相同，所述支撑梁的底面与所述基座以及支撑平台的底面位于同一平面；沿着第一端面至第二端面的方向，所述支撑梁的内壁设置有多条第二加强筋。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑梁内部设置有与所述第一端面或者第二端面平行的隔板。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑梁内设置有横向延伸的底板加强筋。

作为本发明的一种优选实施方式，所述基座内部设置有第三加强筋。

本发明所述的倒运工装的设计方法，包括以下步骤：基于ABAQUS软件进行有限元分析，得出最不利情况下支座的应力分布及变形情况，得到整体模型的最大应力以及最大变形满足倒运工装的要求，得到最终设计的倒运工装。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的ABAQUS软件进行有限元分析包括以下步骤：

(1)计算参数假定：(1-1)工装的每个构件为薄板构件，以板单元进行建模分析；(1-2)钢材处于弹性变形阶段；(1-3)所有板单元的焊接连接强度满足构造要求；(1-4)将焊缝带来的额外自重荷载以密度增大系数的形式，平均分布于整个模型；(1-5)以最大Mises应力作为判断依据，通过不同工况下最大Mises应力与钢材屈服强度的比较判断构件是否失效；

(2)计算荷载：倒运工装采用最不利状况下的荷载计算；