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大直径筒仓由于跨度大、荷载大、支撑高等因素,现有的滑模施工技术工艺已无法满足。大直径筒仓施工最关键的是操作平台的布置方式,采用何种平台,既满足仓壁滑模施工又满足仓顶锥壳施工,是大直径筒仓施工的难题。
本文针对大直径筒仓的滑模施工,提出一种新滑模体系:在大直径筒仓施工中,组装仓壁的滑升模具时,利用“中心井架环式辐射操作平台”,从而达到“一台两用”的目的。具体的做法为:仓壁的滑升模具在进行组装时,搭设仓内中心满堂脚手架(简称中心井架),将仓壁的提升架与中心井架使用轻型的钢桁架连接起来。堆放的材料以及仓壁滑模的施工操作过程都将在以轻型钢桁架为基础铺设的操作平台上进行。中心井架将随着仓壁的滑升而搭设。在筒仓壁滑模到顶之后,仓顶结构的施工荷载利用操作平台及中心井架共同来支撑。该操作平台的创新性有以下几点:
1、首创了“中心井架环式辐射操作平台”,形成了多支点受力体系,实现了仓壁滑模施工和仓顶结构施工共用一个操作平台。
2、研制开发了可调节宽度的提升架,拓宽了提升架的适用范围。
实际工程使用结果表明,与传统滑模体系相比“中心井架环式辐射操作平台”具有经济、安全、工期短等优点。
本文主要进行了以下工作:
1、以实际工程为例介绍中心井架环式辐射操作平台的设计理论。
2、利用ANSYS软件对该种新型操作平台进行了有限元分析。
通过模拟分析得到了以下的结论:
1、新型操作平台的位移随着高度的升高而增加。上部桁架及下部的中心井架的位移符合现行规范的要求。
2、对操作平台施加一定区域的偏载时产生的位移比对其施加全载产生的位移大。
3、对于上部轻型钢桁架,下弦杆件全部受拉力作用,最大拉力区域分布在每榀桁架的中间部位,桁架两端的下弦杆受拉力较小。桁架上弦杆件几乎全部受压力作用,压力值沿桁架方向由内向外轴力变化趋势为先增大后减小。对于中心井架杆件,中心井架的立杆为受压杆件,中心井架上部立杆所受内力较大,原因是上部杆件直接受力的作用,力往下部传递时部分力分散给了水平杆件。中心井架下部的立杆所受压力变化不大。根据中心井架及桁架受到的内力,对其进行强度验算,得到的结果证明构件未产生破坏。
4、对上部轻型钢桁架设置水平支撑时,操作平台的临界荷载值将会提高。当设置一道及两道水平支撑时,操作平台的临界荷载值将显著提高。当设置三道水平支撑时得到的临界荷载值比设置两道水平支撑得到的临界荷载值增加不大。
5、通过对模型进行屈曲分析可以得到,未设置水平支撑及设置一道水平支撑时,上部钢桁架首先发生失稳破坏。设置一道及两道水平支撑时,下部中心井架首先发生失稳破坏。失稳形式有局部失稳和整体失稳两种。