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82米豎轉(zhuǎn)承重塔設(shè)計(jì)與應(yīng)用

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]


    摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例介紹82米豎轉(zhuǎn)承重塔的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
    關(guān)鍵詞：承重塔 豎轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)

    1、工程概況
    本方案采用65式軍用墩塔建一座80米高起重塔，然后利用塔頂平臺(tái)吊掛六臺(tái)豎轉(zhuǎn)用350噸液壓穿芯千斤頂,通過138根Φ15.24?預(yù)應(yīng)力鋼絞線牽引在地面完成整體拼裝的鋼索塔；在豎轉(zhuǎn)千斤頂?shù)谋硞?cè)安裝有四組鋼絞線，與四臺(tái)350噸液壓穿心千斤頂一起構(gòu)成豎轉(zhuǎn)起升平衡索；由后背錨、后背索、起重塔、起升索及鋼索塔構(gòu)成豎轉(zhuǎn)受力體系實(shí)現(xiàn)鋼索塔的豎轉(zhuǎn)。鋼索塔的轉(zhuǎn)動(dòng)通過焊接于索塔根兩段箱體內(nèi)的鉸鏈實(shí)現(xiàn)。索塔搬轉(zhuǎn)就位傾角調(diào)整完成后進(jìn)行根部接口的焊接。起重塔作為承重塔承受豎轉(zhuǎn)體系在垂直方向的合力，按照索塔豎轉(zhuǎn)過程受力分析計(jì)算，承重塔最大豎向載荷約為2500噸。

    2、承重塔設(shè)計(jì)
    2.1 設(shè)計(jì)思路
    承重塔作為豎轉(zhuǎn)受力體系的主要承重結(jié)構(gòu)，首先要滿足受力體系的安全性和實(shí)用性，同時(shí)又要兼作為施工臨時(shí)設(shè)施所必須具有的經(jīng)濟(jì)性。由于豎轉(zhuǎn)千斤頂及液壓系統(tǒng)均安裝在承重塔頂，要求塔頂工作平臺(tái)必須具有足夠的強(qiáng)度和充足的工作面積，以滿足施工設(shè)備的安裝和操作。通過對(duì)起重塔所需滿足的性能的綜合考慮，最終確定選用65式軍用墩構(gòu)件起重塔。從而達(dá)到即安全可靠又經(jīng)濟(jì)快捷的設(shè)計(jì)目的。
    2.2 承重塔結(jié)構(gòu)

    承重塔結(jié)構(gòu)由塔頂結(jié)構(gòu)、塔身結(jié)構(gòu)和塔根部結(jié)構(gòu)組成，各部分結(jié)構(gòu)根據(jù)承重塔受力特性決定其結(jié)構(gòu)形式，各部分結(jié)構(gòu)形式分述如下：
    2.2.1索塔根部結(jié)構(gòu)
    索塔根部結(jié)構(gòu)在索塔拼裝階段為剛性柱腳見圖3：
    在塔根部結(jié)構(gòu)的外側(cè)兩排立柱與承臺(tái)間采用地腳螺栓剛性連接，為承重塔拼裝過程提供穩(wěn)固的根部支撐。當(dāng)承重塔拼裝完成，轉(zhuǎn)入豎轉(zhuǎn)施工作階段，外側(cè)兩排立柱拆除，柱腳轉(zhuǎn)換成鉸支形式見圖4:

    2.2.2索塔塔身結(jié)構(gòu)
    承重塔塔身為變截面組合桁架結(jié)構(gòu)由立柱、斜腹桿及水平腹桿組成。索塔在28米、54米高處設(shè)兩個(gè)變截面，承重塔主立柱由雙肢65軍用墩組合而成，塔身高度78米。

    2.2.3承重塔塔頂平臺(tái)
    塔頂平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖如下：

    承重塔塔頂平臺(tái)為焊接鋼平臺(tái)，由于塔頂載荷較為集中，且受力較大，要求塔頂平臺(tái)要滿足索塔豎轉(zhuǎn)起升載荷和后背索平衡載荷向承重塔的均勻傳遞，同時(shí)又具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度克服不同方向外力所引起的平臺(tái)結(jié)構(gòu)變形，塔頂平臺(tái)又是索塔豎轉(zhuǎn)的操作平臺(tái)。塔頂平臺(tái)在工廠內(nèi)制作和預(yù)裝完成后，在塔頂進(jìn)行整體拼裝和焊接。
    2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算
    由于承重塔采用標(biāo)準(zhǔn)桿件拼裝而成，構(gòu)造節(jié)點(diǎn)多，桿件數(shù)量大，要求塔體整體傳力簡(jiǎn)潔明了。為滿足承重塔的使用要求，針對(duì)承重塔拼裝、豎轉(zhuǎn)的不同工況進(jìn)行了塔身結(jié)構(gòu)在模擬工況下的結(jié)構(gòu)安全性計(jì)算，以保證起重塔在各工況下的安全性。
    2.3.1承重塔拼裝階段結(jié)構(gòu)安全性計(jì)算：
    承重塔拼裝至塔頂其中平臺(tái)后，塔身結(jié)構(gòu)計(jì)算采用ANSYS結(jié)構(gòu)驗(yàn)算程序?qū)嶓w建模。計(jì)算程序如下：
    1)按實(shí)際結(jié)構(gòu)組成計(jì)算提升塔架、鋼絲繩自重，打開重力加速度后由ANSYS程序自動(dòng)計(jì)入
    2)主塔上附加荷載：200000 N
    3)提升塔頂部提升設(shè)備重量：120000N
    4)塔吊附作力：按順橋向15噸、橫橋向5噸集中力作用于塔吊與提升塔架接觸點(diǎn)。
    5)風(fēng)荷載（橫橋向、順橋向）
    西安當(dāng)?shù)刈罡唢L(fēng)速為23.3m/s，屬于九級(jí)烈風(fēng)，計(jì)算風(fēng)壓為q=0.613v2=0.613×23.32=332Pa，取q=350Pa。提升塔架塔身桁架結(jié)構(gòu)的間隔比為a/h=1，查規(guī)范GB2811-83表6可得結(jié)構(gòu)的風(fēng)力系數(shù)為1.6，查規(guī)范GB2811-83表7可知型鋼制成的桁架結(jié)構(gòu)的充實(shí)率φ為0.3～0.6，查規(guī)范GB2811-83表8可得結(jié)構(gòu)擋風(fēng)折減系數(shù)為0.57。由風(fēng)荷載計(jì)算公式 可計(jì)算出提升時(shí)順橋向、橫橋向各節(jié)各排桿件所受風(fēng)荷載，桿件風(fēng)荷載的具體計(jì)算過程從略，各立柱上的風(fēng)荷載見表1所示：

    起重塔拼裝過程按有風(fēng)攬繩和無攬風(fēng)繩兩種狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算，驗(yàn)算項(xiàng)目主要為立柱及腹桿的變形和應(yīng)力值。驗(yàn)算結(jié)果為：承重塔無風(fēng)攬拼裝到塔頂時(shí)，塔架腹桿的應(yīng)力最大值為115MPa，如果沒有鋼絲繩攬風(fēng)的約束，提升塔架第一節(jié)與第二節(jié)之間部分桿件的受力將超過失穩(wěn)極限荷載，不能滿足穩(wěn)定性要求，需要增設(shè)鋼絲繩鳳攬。
    根據(jù)ANSYS驗(yàn)算結(jié)果，在承重塔最外側(cè)邊立柱上分別在28米、54米和78米處設(shè)∮28mm 鋼絲繩，攬風(fēng)繩的水平投影與鋼橋縱軸線成45°夾角對(duì)稱布置，與水平面夾角最大為45°。這樣，無論提升塔架承受順橋向風(fēng)荷載，還是承受橫橋向風(fēng)荷載，提升塔架各部位構(gòu)件的受力都滿足強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求，可以安全地進(jìn)行拼裝作業(yè)，滿足拼裝過程安全性要求。

    2.3.2 承重塔豎轉(zhuǎn)階段結(jié)構(gòu)安全性計(jì)算：
    1)西安灞河斜拉橋承重塔架構(gòu)件主要技術(shù)參數(shù)
    西安灞河斜拉橋主塔提升承重塔架的結(jié)構(gòu)形式采用空間格構(gòu)形式，其中立柱與腹桿采用六五式軍用墩，提升塔架頂部、底部縱橫分配箱梁采用鋼板組拼焊接，起吊索與后背索采用鋼絞線。各類構(gòu)件的主要技術(shù)參數(shù)詳見表1所示。


    2主要荷載
    1)．提升塔架、主塔及鋼絞線自重，打開重力加速度后由ANSYS程序自動(dòng)計(jì)入
    2)．主塔上附加荷載：200000 N
    3)．提升塔頂部提升設(shè)備重量：120000N
    4)．塔吊附著力：按順橋向15噸、橫橋向5噸集中力作用于塔吊與提升塔架接觸點(diǎn)。
    5)．風(fēng)荷載（橫橋向、順橋向）
    西安當(dāng)?shù)刈罡唢L(fēng)速為23.3m/s，屬于九級(jí)烈風(fēng)，計(jì)算風(fēng)壓為q=0.613v2=0.613×23.32=332Pa。取q=350Pa。提升塔架塔身桁架結(jié)構(gòu)的間隔比為a/h=1，查規(guī)范GB2811-83表6可得結(jié)構(gòu)的風(fēng)力系數(shù)為1.6，查規(guī)范GB2811-83表7可知型鋼制成的桁架結(jié)構(gòu)的充實(shí)率φ為0.3～0.6，查規(guī)范GB2811-83表8可得結(jié)構(gòu)擋風(fēng)折減系數(shù) 為0.57。由風(fēng)荷載計(jì)算公式 可計(jì)算出提升時(shí)順橋向第一排桿件所受風(fēng)荷載為：

    3)最不利荷載組合
    根據(jù)GB3811-83，最不利荷載組合為：
    1）、自重+起升沖擊荷載+吊重+運(yùn)行沖擊荷載+施工附加荷載+順橋向風(fēng)荷載
    2）、自重+起升沖擊荷載+吊重+運(yùn)行沖擊荷載+施工附加荷載+橫橋向風(fēng)荷載
    其中起升沖擊系數(shù)為1.1；運(yùn)行沖擊荷載為1.1。
    4)西安?灞河斜拉橋主塔提升塔架計(jì)算模型：
    采用beam4、beam44、link8、link10和shell63單元對(duì)主塔提升結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。起吊索與后背索采用link10單元，共計(jì)7個(gè)單元；提升塔立柱采用beam4單元，共計(jì)1520個(gè)單元；提升塔腹桿采用link8單元，共計(jì)2251個(gè)單元；提升塔上部提升大梁鉸軸、主塔耳板鉸軸均采用beam44單元，共計(jì)85個(gè)單元；提升塔上下部縱橫梁、橢圓形主塔均采用shell63單元，共計(jì)93283個(gè)單元。結(jié)構(gòu)按CAD圖紙尺寸進(jìn)行建模，整個(gè)結(jié)構(gòu)有限元模型共計(jì)單元數(shù)101152個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)91777個(gè)。結(jié)構(gòu)的有限元模型如圖1.1所示。
    結(jié)構(gòu)有限元模型的邊界條件：約束提升塔架下部縱梁中部線的UX、UY、UZ、RX、RY，約束橢圓形主塔底部的UX、UY、UZ、RX、RY，以模擬鉸支座，使提升塔與主塔都可以繞z軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；約束后背索2個(gè)接地點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)軸向的移動(dòng)，以模擬后背索與地錨的連接。上、下部縱橫梁之間作節(jié)點(diǎn)自由度耦合，以模擬鋼板間的焊接。結(jié)構(gòu)的約束情況如圖7、8所示。

    5)0度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    (1）順橋向風(fēng)載0度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    有風(fēng)工作狀態(tài)時(shí)，提升大梁前部有六組提升索與橢圓形主塔耳板相連，提升大梁后部有四條后背索與地錨相連，此時(shí)結(jié)構(gòu)所承受載荷包括結(jié)構(gòu)自重、臨時(shí)施工荷載、沖擊荷載及順橋向風(fēng)荷載。該工況風(fēng)荷載的計(jì)算風(fēng)壓為350N/m2，計(jì)算時(shí)將風(fēng)壓轉(zhuǎn)化為作用在立柱上的線性分布載荷，風(fēng)向考慮X向（順橋向）情況。
    X向風(fēng)時(shí)結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積為8*80m，風(fēng)力分布在5根立柱上，故每根立柱上的力為537.6N/m。沿X正向的第二排立柱因受前排立柱的遮擋，風(fēng)力減弱，取擋風(fēng)系數(shù)0.57，得第二排立柱上的線性分布載荷為537.6*0.57=306N/m。風(fēng)力的作用情況如圖所示。

    當(dāng)剛開始提升主塔時(shí)，主塔處于水平狀態(tài)，在該工況下，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為221MPa，位于提升塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。承重塔立柱的最大壓應(yīng)力為201MPa，承重塔立柱的最大壓力為122噸；塔腹桿的最大拉力為8.4539噸，塔腹桿的最大拉應(yīng)力為69.5MPa，塔腹桿的最大壓力為11.1034噸，塔腹桿的最大壓應(yīng)力為72.1MPa。起重索的最大軸力為195.3噸，起重索的最大應(yīng)力419.90MPa，后背索的最大軸力為259.57噸，后背索的最大應(yīng)力為367.21MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為186 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為221MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為200 MPa。
    結(jié)構(gòu)的變形情況：結(jié)構(gòu)的整體變形情況如圖所示，最大位移處于橢圓形主塔中上部，位移值是65.25cm（包括塔頂?shù)倪B帶位移）。提升塔架的最大位移為21.26cm，位于提升塔架的頂部。
    (2）橫橋向風(fēng)載0度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    有風(fēng)工作狀態(tài)時(shí)，提升大梁前部有三條提升索與橢圓形主塔耳板相連，提升大梁后部有四條后背索與地錨相連，此時(shí)結(jié)構(gòu)所承受載荷包括結(jié)構(gòu)自重、臨時(shí)施工荷載、沖擊荷載及橫橋向風(fēng)荷載。該工況風(fēng)荷載的計(jì)算風(fēng)壓為350N/m2，計(jì)算時(shí)將風(fēng)壓轉(zhuǎn)化為作用在立柱上的線性分布載荷，風(fēng)向考慮Z向即橫橋向情況。
    z向風(fēng)時(shí)結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積為3*80m，風(fēng)力分布在4根立柱上，故每根立柱上的力為210N/m。沿z正向的第二、三、四、五排立柱因受前排立柱的遮擋，風(fēng)力減弱，取擋風(fēng)系數(shù)0.25，得第二排立柱上的線性分布載荷為210*0.25=52.5N/m，其余依此類推。風(fēng)力的作用情況如圖所示。

    當(dāng)剛開始提升主塔時(shí)，主塔處于水平狀態(tài)，在該工況下，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為218MPa，位于提升塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。承重塔立柱的最大壓應(yīng)力為201MPa，承重塔立柱的最大壓力為123噸；塔腹桿的最大拉力為8.3噸，塔腹桿的最大拉應(yīng)力為68.2MPa，塔腹桿的最大壓力為11.24噸，塔腹桿的最大壓應(yīng)力為73MPa。起重索的最大軸力為195.3噸，起重索的最大應(yīng)力419.90MPa，后背索的最大軸力為259.13噸，后背索的最大應(yīng)力為366.59MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為194 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為218 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為200 MPa。
    結(jié)構(gòu)的變形情況：結(jié)構(gòu)的整體變形情況如圖所示，最大位移處于橢圓形主塔中上部，位移值是67.824cm。提升塔的最大位移為22.62cm。
    (3）鋼塔為0度工況時(shí)的主要檢算結(jié)論：
    a、當(dāng)風(fēng)載為順橋向時(shí)，承重塔架下部結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為221MPa，位于下部中間縱向鋼箱梁的底部局部范圍；起重塔和鋼塔其余部分的應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    b、當(dāng)風(fēng)載為橫橋向時(shí)，提升塔架下部結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為218MPa，位于下部中間縱向鋼箱梁的底部局部范圍；起重塔和鋼塔其余部分的應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    下部鋼箱梁內(nèi)部有一小塊板子局部應(yīng)力稍大，為應(yīng)力集中所致。但考慮到該處對(duì)實(shí)際鉸支座進(jìn)行了加強(qiáng)和應(yīng)力分散，故此處應(yīng)力集中不會(huì)出現(xiàn)。再是所取計(jì)算風(fēng)壓大于九級(jí)烈風(fēng)，又是按最不利荷載組合計(jì)算的結(jié)果，提升過程又是越來越趨于安全，故認(rèn)為各部強(qiáng)度是滿足提升要求的。
    6)鋼塔為5度工況時(shí)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    (1）順橋向風(fēng)載5度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    當(dāng)主塔提升至5度且風(fēng)向?yàn)轫槝蛳驎r(shí)，承重塔架結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為211MPa，位于承重塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。塔立柱的最大壓應(yīng)力為192MPa，塔立柱的最大壓力為117噸；塔腹桿的最大拉力為8.12噸，塔腹桿的最大拉應(yīng)力為66.8MPa，塔腹桿的最大壓力為10.67噸，塔腹桿的最大壓應(yīng)力為69.3MPa。起重索的最大軸力為186.08噸，起重索的最大應(yīng)力408.24MPa，后背索的最大軸力為257.29噸，后背索的最大應(yīng)力為363.99MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為180 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為211 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為191 MPa。

    (2）橫橋向風(fēng)載5度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    當(dāng)主塔提升至5度且風(fēng)向?yàn)闄M橋向時(shí)，提升塔架結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為208MPa，位于提升塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。提升塔立柱的最大壓應(yīng)力為192MPa，提升塔立柱的最大壓力為119噸；提升塔腹桿的最大拉力為7.96噸，提升塔腹桿的最大拉應(yīng)力為65.5MPa，提升塔腹桿的最大壓力為10.81噸，提升塔腹桿的最大壓應(yīng)力為70.2MPa。起重索的最大軸力為372.49噸，起重索的最大應(yīng)力487.93MPa，后背索的最大軸力為256.86噸，后背索的最大應(yīng)力為363.38MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為188 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為208 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為191 MPa。
    (3）鋼塔為5度工況時(shí)的主要檢算結(jié)論
    為了考察各部應(yīng)力變化趨勢(shì)和變化量，對(duì)鋼塔起升5度時(shí)的工況進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如下：
    a、當(dāng)風(fēng)載為順橋向時(shí)，提升塔架下部結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為211MPa，位于下部中間縱向鋼箱梁的底部局部范圍；起重塔和鋼塔其余部分的應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    b、當(dāng)風(fēng)載為橫橋向時(shí)，提升塔架下部結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為208MPa，位于下部中間縱向鋼箱梁的底部局部范圍；起重塔和鋼塔其余部分的應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    鋼塔起升5度時(shí)，最大應(yīng)力比0度時(shí)減少10Mpa，按0度工況同樣分析，認(rèn)為各部強(qiáng)度是滿足提升要求的。
    7)鋼塔為10度工況時(shí)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    (1）順橋向風(fēng)載10度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    當(dāng)順橋向風(fēng)載主塔提升至10度時(shí)，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為199MPa，位于提升塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。提升塔立柱的最大壓應(yīng)力為182MPa，提升塔立柱的最大壓力為112噸；提升塔腹桿的最大拉力為7.74噸，提升塔腹桿的最大拉應(yīng)力為63.6MPa，提升塔腹桿的最大壓力為10.18噸，提升塔腹桿的最大壓應(yīng)力為66.1MPa。起重索的最大軸力為353.15噸，起重索的最大應(yīng)力463.60MPa，后背索的最大軸力為252.58噸，后背索的最大應(yīng)力為357.32MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為173 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為199 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為183 MPa。
    (2）橫橋向風(fēng)載10度工況強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    當(dāng)橫橋向風(fēng)載主塔提升至10度時(shí)，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為196MPa，位于提升塔下部箱梁結(jié)構(gòu)。提升塔立柱的最大壓應(yīng)力為183MPa，提升塔立柱的最大壓力為115噸；提升塔腹桿的最大拉力為7.58噸，提升塔腹桿的最大拉應(yīng)力為62.4MPa，提升塔腹桿的最大壓力為10.31噸，提升塔腹桿的最大壓應(yīng)力為67MPa。起重索的最大軸力為353.17噸，起重索的最大應(yīng)力462.62MPa，后背索的最大軸力為252.14噸，后背索的最大應(yīng)力為356.71MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為181 MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為196 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為183 MPa。
    (3）鋼塔為10度工況時(shí)的主要檢算結(jié)論：
    鋼塔和起重塔各部應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    8)鋼塔為75度工況時(shí)順橋向風(fēng)載作用下強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
    當(dāng)順橋向風(fēng)載主塔提升至75度時(shí)，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為131MPa，位于主塔底部支座附近。提升塔立柱的最大壓應(yīng)力為48.1MPa，提升塔立柱的最大壓力為26.2噸；提升塔腹桿的最大拉力為1.62噸，提升塔腹桿的最大拉應(yīng)力為13.3MPa，提升塔腹桿的最大壓力為2.81噸，提升塔腹桿的最大壓應(yīng)力為18.2MPa。起重索的軸力為59.33噸，起重索的應(yīng)力77.72MPa，后背索的軸力為54.24噸，后背索的應(yīng)力為76.74MPa；提升塔上部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為33.4MPa，下部箱梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為56.1 MPa，橢圓形主塔的最大應(yīng)力為131 MPa。

    鋼塔為75度工況時(shí)的主要檢算結(jié)論：
    鋼塔和起重塔各部應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    9)總體強(qiáng)度檢算結(jié)論：
    鋼塔和起重塔各部應(yīng)力均滿足強(qiáng)度要求。
    通過對(duì)承重塔實(shí)體建模后的關(guān)鍵工序受力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，從理論上驗(yàn)證了承重塔結(jié)構(gòu)的安全性滿足要求。
    2.4承重塔根部固接、鉸支的選擇
    承重塔在拼裝和豎轉(zhuǎn)階段，采用兩種不同的連接形式，根據(jù)承重塔在不同的施工階段受力狀況，在承重塔拼裝過程中，鋼塔根部采用與基礎(chǔ)剛性連接的形式，以滿足承重塔拼裝過程中為塔結(jié)構(gòu)自身提供穩(wěn)定和承受塔吊附著傳遞到承重塔上的側(cè)向力。當(dāng)完成承重塔拼裝和塔頂設(shè)備吊裝并完成起重索和后背索系的初張調(diào)整后，由后背錨、后背索、承重塔、起重索及主塔共同構(gòu)成穩(wěn)定的受力體系。此時(shí)承重塔的穩(wěn)定將依靠前后所系提供保障。由于主塔豎轉(zhuǎn)過程中起升力隨著豎轉(zhuǎn)角度的變化而變化，而拉索由于索長(zhǎng)較大在索力發(fā)生變化時(shí)將發(fā)生較大的天性伸縮。由此，勢(shì)必引起承重塔的傾斜，而承重塔發(fā)生傾斜時(shí)在他的根部會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩，造成承重塔根部立柱即承受較大軸向壓力，有承受較大的彎矩，在此種受力狀況下極易造成承重塔根部桿件受壓失穩(wěn)。從而影響整體承重塔結(jié)構(gòu)的安全性。鑒于上述情況，在承重塔豎轉(zhuǎn)工作階段，將他根部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為鉸接形式，以達(dá)到簡(jiǎn)化根部結(jié)構(gòu)受力，保證承重塔施工安全性。塔根部結(jié)構(gòu)采用鉸支形式后可滿足豎轉(zhuǎn)過程中承重塔在一定角度范圍內(nèi)的順橋向偏斜，而不影響鋼塔組合桿件受力后的安全性。但實(shí)際施工過程中為減小承重塔較大偏斜時(shí)在根部鉸位置產(chǎn)生大的水平分力，當(dāng)塔頂偏斜超過設(shè)定數(shù)值時(shí)，通過調(diào)整后背索長(zhǎng)來調(diào)整承重塔的垂直狀態(tài)。
    3、方案實(shí)施
    3.1 承重塔的下部構(gòu)造和安裝


    承重塔下部構(gòu)造為橫橋向由9排65式軍用墩，縱橋向由8排軍用墩組成。其中，縱橋向承重塔外側(cè)分別由兩排65軍用墩構(gòu)成外排非承重支架，內(nèi)排每?jī)膳跑娪枚掌闯梢慌帕⒅?，?gòu)成兩排承重塔柱。由于8號(hào)承臺(tái)寬度不滿足最外側(cè)兩排軍用墩安裝，在承臺(tái)澆注時(shí)臨時(shí)增設(shè)預(yù)埋件，用于安裝臨時(shí)支架，作為外排柱的安裝基礎(chǔ)。作為鉸支柱腳結(jié)構(gòu)的下鉸座、上縱梁及上橫梁，由于其承受的施工載荷大、受力形式復(fù)雜，均采用箱形焊接結(jié)構(gòu)。其中下鉸座安裝要求較高，必須保證7個(gè)下鉸座同心度偏差不大于2mm.下鉸座與承臺(tái)采用預(yù)埋螺栓固定，下鉸座標(biāo)高調(diào)整采用楔形墊鐵，調(diào)整到位后將墊鐵焊牢。
    最后采用高強(qiáng)度微膨脹灌漿料二次澆灌層灌實(shí)。
    承重塔底部結(jié)構(gòu)安裝重點(diǎn)是保證各安裝柱腳標(biāo)高偏差值控制在合力范圍內(nèi)。同時(shí)
    確保所有柱腳二次澆灌層澆注密實(shí)。構(gòu)件的吊裝采用23B塔吊配合250噸汽車吊實(shí)施。
    3.2 承重塔塔身構(gòu)造及安裝
    承重塔塔身構(gòu)造為矩形截面桁架結(jié)構(gòu)，塔身截面自下而上再8米、54米,相對(duì)標(biāo)高出縮減至8米X2米截面，54米以上高度塔柱均為雙65軍用墩拼組而成。塔身結(jié)構(gòu)均采用23B型塔吊吊裝，為提高塔身結(jié)構(gòu)拼裝施工效率，根據(jù)塔吊回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)的吊裝能力，將軍用墩及腹桿在地表拼裝成小的結(jié)構(gòu)單元后，在調(diào)至安裝位置。由于承重塔拼裝均采用高強(qiáng)螺栓連接，因此拼裝過程必須嚴(yán)格遵守高強(qiáng)螺栓施工技術(shù)規(guī)范，采用電動(dòng)扭矩扳手，保證扭矩值得統(tǒng)一，確保各節(jié)點(diǎn)不出現(xiàn)漏擰、欠擰和過擰。承重塔拼裝過程中必須嚴(yán)密監(jiān)控塔身在橫橋向和縱橋向的垂直度，確保塔頂垂直度偏差控制在20mm 以內(nèi)。拼裝過程中跟測(cè)量標(biāo)高處垂直度偏差不大于h/2500.承重塔在豎轉(zhuǎn)開始后滿載壓載24小時(shí)期間要對(duì)全部高強(qiáng)螺栓節(jié)16 承重塔塔身構(gòu)造點(diǎn)進(jìn)行檢查，對(duì)由于壓載后螺栓松弛的螺栓連接副不您到設(shè)計(jì)扭矩值。
    3.3 頂部起重平臺(tái)構(gòu)造及安裝
    承重塔頂部起重平臺(tái)由承重梁和橫梁及斜拉撐共同組成，承重梁采用箱形焊接結(jié)構(gòu)。各部件均在工廠內(nèi)加工制作完成，并進(jìn)出廠前預(yù)拼裝。在承重塔塔身拼裝完成后，進(jìn)行起重平臺(tái)的吊裝。用23B塔吊將起重平臺(tái)散件吊至塔頂進(jìn)行拼裝和焊接，起重平臺(tái)與承重塔采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。當(dāng)起重塔承載縱梁與軍用墩連接法蘭間存在間隙時(shí)，可采取加裝墊片的方法，以保證接觸面的密切貼合。承重塔承重梁間的連接焊縫按等強(qiáng)度連接要求施工。由于板材厚度較大，焊前要進(jìn)行預(yù)熱，焊后需進(jìn)行保溫緩冷。

    3.4 承重塔監(jiān)控

    承重塔從拼裝階段開始，根據(jù)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析中高應(yīng)力點(diǎn)的分布位置安裝張弦式應(yīng)變儀，從桿件的零應(yīng)力狀態(tài)開始測(cè)量取值。在承重塔拼裝完成后在進(jìn)行一次系統(tǒng)測(cè)試并記錄測(cè)量值。在索塔豎轉(zhuǎn)夾在開始后每間隔兩分鐘進(jìn)行一次測(cè)試取值。并在家在20%、40%、60%、80%、100%狀態(tài)下進(jìn)行取值。在滿載狀態(tài)下與計(jì)算應(yīng)力只進(jìn)行比較，確認(rèn)個(gè)測(cè)量部位測(cè)量值在理論計(jì)算值合理偏差范圍內(nèi)后。再結(jié)合壓載狀態(tài)下對(duì)豎轉(zhuǎn)受力體系各部分檢查結(jié)果判定是否正式豎轉(zhuǎn)。
    在豎轉(zhuǎn)過程中每4分鐘進(jìn)行一次應(yīng)變測(cè)試，并結(jié)合承重塔的頂部偏斜在頂部縱橋向偏斜0mm、10mm、20mm、30mm、40mm、45mm、50mm時(shí)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，并與該豎轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)的承重塔架應(yīng)力計(jì)算值制進(jìn)行比照，當(dāng)應(yīng)變測(cè)試值出現(xiàn)突變時(shí)，應(yīng)通知豎轉(zhuǎn)控制中心停止起升油缸工作，查找和分析引起應(yīng)力突變的原因。在調(diào)整數(shù)轉(zhuǎn)系統(tǒng)狀態(tài)使應(yīng)變測(cè)試值回復(fù)正常后，再繼續(xù)進(jìn)行豎轉(zhuǎn)提升。
    4、實(shí)施效果
    采用65式軍擁墩支架搭設(shè)承重塔的方案，在本次施工中突出顯示了施工便捷、承載可靠、成本低廉的特點(diǎn)，由于在承重塔根部結(jié)構(gòu)采用鉸支結(jié)構(gòu)形式，解決了承重塔在豎轉(zhuǎn)過稱中因受力變化引起塔身垂直度變化時(shí)，在承重塔根部桿件上產(chǎn)生較大附加彎矩，而容易引起軍用墩受壓失穩(wěn)的問題。在索塔豎轉(zhuǎn)過程中通過應(yīng)變測(cè)量結(jié)合承重塔垂直度測(cè)量，適時(shí)監(jiān)控承重塔的受力狀態(tài)，并最大限度的利用承重塔的結(jié)構(gòu)性能，保證承重塔的連續(xù)豎轉(zhuǎn)的進(jìn)行。通過對(duì)比豎轉(zhuǎn)過程的應(yīng)力變化值，驗(yàn)證了承重塔結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的準(zhǔn)確性和計(jì)算參數(shù)取值的合理性。
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