液压顶升平桥梁柱构件的位移计算研究

       简述：

1)有风载荷作用时，立柱顶端最大偏移量δw=720mm，大约为立柱高度矗的1.41%；

2)无风载荷作用时，立柱顶端最大偏移量δc=472mm，大约为立柱高度矗的0.92%；

3)立柱顶端偏移量艿。与力矩嵫呈线性正比关系；随着力矩的增大，偏移量也随之增大；

4)立柱顶端偏移量艿。与轴向力Q呈非线性关系；随着轴向力的增大，偏移量也随之增大。

为保证液压顶升平桥平稳工作，建议采取附着技术，方可保证安全施工。

1、引言

液压顶升平桥…广泛用于冷却塔施工，最低高度达50多m:液压顶升平桥的立柱（或塔身）是关键的结构件，其挠度既影响整机强度，又影响其稳定性。立柱在不平衡的自重、活动荷重、风载荷与动载荷作用下会弯曲，产生更大的变形，使弯矩增大。因此如何正确计算液压顶升平桥顶部的最大变形位移，是保证安全施工的重要因素，也是采取有关措施的依据。

2、梁一柱的挠度曲线

2.1有风载荷时梁一柱的挠度曲线

立柱的弹性变形是白于载荷偏心造成的。如在有风状态下，绕起重机中心线的净力矩Me，轴向力Q；风载荷：认为回转部以上受风面积的风力W为集中力并作用在回转部，高出冷却塔部分的立柱风载荷为w，高出冷却塔部分（与坐标原点距离，可视为定值）的长度为x1。液压顶升平桥的弹性变形计算模型如图1所示。

假设条件：①平桥2、塔机3及基础5均视为刚性体；②立柱1视为弹性体并为等截面。

立柱的力学表现类似悬臂梁，属于梁一柱构件。根据弹性稳定原理，其基本表达式为:

顶端的力矩为：

故挠度曲线为：

令k2=Q/E1，计算得

相对于基座，即立柱固定端的最大偏移量z(h)=δw。，则

2.2无风载荷时梁一柱的挠度曲线

如在无风状态下，绕起重机中心线的净力矩Mc，轴向力Q。顶端的力矩为

故挠度曲线为

仍令k2=Q/EI，得梁一柱构件任意一点的弹性偏移量计算式为

相对于基座，即立柱固定端的最大偏移量z(h)=δc。，则

2.3实例计算

YDQ型25.6tm液压顶升平桥工作时，其载荷为顶端不平衡力矩Mc=789.55kNm，承受轴向力Q=172.64kN，桥身均布风载荷为w=0.3696kN／m，水平风力W=12.62kN;平桥的高度h=51.15m，平桥顶端距冷却塔顶部的距离x1=14.15m;弹性模量E=200GPa，立柱惯性矩/=1.33×10-2IT14，水平静位移AL≤1.34h／100，求其顶端的偏移量。

中间参量计算得：k=8.1×10^-3m^-1，sinkh=0.4026.coskh=0.9154.tankh=0.4398.

1)育风条件下顶部的最大偏移量aw若在有风条件下，将已知参数和上述计算结果代人方程(5)中，可求得顶部的最大偏移量aw-0.7194m>[A/]=1.34h／100=0.6905m.

2)无风条件下顶部的最大偏移量δc。若在无风条件下，将已知参数和相关计算结果代入方程(9)中，可求得最大偏移量δc=0.4718m。

由上述计算可以得出：有风载荷作用时，立柱顶端最大偏移量δw。大约为立柱高度h的1.41%；无风载荷作用时，立柱顶端最大偏移量δc。大约为立柱高度h的0.92%。

3)有风条件下最大偏移量δw与Mc的关系由式(5)可知

如k、h、Q、w、X1均为常量，则m、n为常量；δw=mMc+n。

由此可见，δw与Mc呈线性正比关系，如图2a所示。

4)有风条件下最大偏移量δw与Q昀关系由式(5)可知

从上式可以得出：δw与Q为非线性关系，如图2（b）所示。