ansys 450吨架桥机计算书.doc

中铁*局广珠城际轨道交通工程TLJ450架桥机简要计算书及图纸修改说明
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本计算书包括两部分内容,第一部分为TLJ450架桥机的简要结构计算,首先分析工况,用ANSYS建立有限元模型(采用BEAM4单元),计算弯矩、轴力产生的合成应力与变形,对危险截面,提取内力,计算复合应力,第二部分对目前图纸及计算书中存在的问题做出说明。

TLJ450架桥机的结构计算模型见图1,ANSYS建立的有限元模型见图2,建立有限元模型时,主梁的截面惯性矩计算考虑钢轨及纵向加劲肋,严格按图中尺寸精确计算,主梁各段截面几何性质见附录1,其余构件的惯性矩计算忽略纵向加劲肋。

计算工况说明:前行车吊梁行走至前跨跨中位置,吊点位置横向偏移300mm,行车净重45t,所吊梁净重为225t。静刚度计算时不考虑动载效应,不考虑金属结构自重,不考虑风载。强度计算时考虑动载效应((45+225)*=297t),,主梁承受风载线载荷为250**=1190N/m,忽略支腿所受风载。
,应力云图见附录2图1,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,由该应力与考虑约束弯曲、约束扭转产生的应力及与剪应力、局部挤压应力等次应力的复合应力不再计算,复合应力一定满足强度要求。
,静刚度为L/1158,位移云图见附录图2。

计算工况说明:前、后行车共同吊梁行走至前跨准备落梁,,中间位置比前跨跨中位置前移200mm,对应墩跨中心,前后吊点位置横向偏移300mm,同时前支腿支点位置按曲线架梁计算,偏移600mm。每个行车净重45t,前后吊点吊梁净重各为225t。考虑动载效应单吊点载荷为(45+225)*=297t,,忽略支腿所受风载,主梁承受风载线载荷为250**=1190N/m。
前支腿立柱最大压应力为139Mpa,应力云图见附录2图3,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,由该应力与考虑约束弯曲、约束扭转产生的应力及与剪应力等次应力的复合应力不再计算,立柱的稳定性(长细比不大)不再计算,最终结果一定满足强度要求。
,该梁承受剪力()较大,应计算复合应力,下横梁截面修改后尺寸见图3。
惯性矩:I=4196053333mm4
腹板角点静面矩:
腹板中心静面矩:
剪力产生的腹板角点剪应力:
剪力产生的腹板中心剪应力:
前支腿下部简化为铰接,极限状态时一侧腹板接触垫梁,另一侧腹板脱离接触,这时下横梁承受扭矩,,*1000*(700/2-60-20/2)=566692000N·mm
图1 TLJ450架桥机结构计算简图
图2 TLJ450架桥机有限元梁单元模型
扭矩在腹板产生的剪应力为:
腹板角点合成剪应力:
腹板中心剪应力:。这里假设为极限状态,实际情况并非出现,或很少出现,而且考虑了风载荷,实际上有风载时,, 此时,强度条件仍然满足。
腹板角点复合应力:
图3 前支腿下横梁修改后截面尺寸

计算工况说明:强度计算时,前行车吊梁,后行车起吊完毕,此时,,,前后吊点位置横向偏移300mm,同时前支腿支点位置按曲线架梁计算,偏移600mm,每个行车净重45t,前后吊点吊梁净重各为225t,考虑动载效应每个行车吊点载荷为(45+225)*=297t,,主梁承受风载线载荷为250**=1190N/m,忽略支腿所受风载。变形计算时,后行车位于中支腿,,前后吊点位置无横向偏移,前支腿支点位置无横向偏移,不考虑金属结构自重,不考虑动载效应,鉴于风载改善中支腿处主梁横向位移,忽略风载。
,计算截面位于中支腿下横梁支点处位置,应力云图见附录2图4,该应力为弯矩、轴力产生的合成应力,该梁承受剪力(),应计算复合应力,该截面尺寸见图4。
惯性矩:I=24996736000 (mm4)
腹板角点静面矩:
腹板中心静面矩:
腹板角点剪应力:
腹板中心剪应力:
腹板角点复合应力:
中支腿处主梁横向位移:,位移云图见附录2图5。
图4 中支腿下横梁截面