向家坝重大件码头卸船工艺比选与钢桁架平台车有限元分析

摘要

本文系统的总结了目前重大件运输中常见的装卸工艺，针对向家坝重大件码头拟采用的3000t级滚装船采用滚装卸船工艺和1000t驳船采用项推卸船工艺或吊装卸船工艺方案的工艺流程进行了详细的阐述。选取适用船型、3000t滚装船作业期、重件起吊方式、码头工程投资、对下游码头的影响、船舶进出条件、通航条件、行洪影响、工艺适应能力、水位适应能力、施工工期、港池开挖及工程量等多项指标进行比选，最终确定方案二作为向家坝重大件码头的推荐卸船方案，该方案能较好满足重大件安全、快捷的转运。 根据作用在钢桁架平台车上的荷载，以及与不同到岸船型的卸船工艺相组合，用力学方法将钢桁架平台车分三种工况进行受力计算分析和强度验算。三种工况分别为：重大件从钢桁架平台车端部上大件、重大件从钢桁架平台车旁边上大件、履带吊在钢桁架平台车上作业，分别对应了向家坝重大件码头拟采用的滚装、顶推或拖绞、履带吊三种卸船方案。计算结果表明，钢桁架平台车的强度满足要求。此外对钢梁、卷扬机牵引力、轨道基础承载的验算也表明了设计的合理性和安全性。 有限元法是对向家坝重大件码头钢桁架平台进行整体受力、变形分析最有效的途径，借助ANSYS软件的数值计算可以方便的确定钢桁架平台车最不利荷载及最危险部位。针对三种不同的卸船方式确定了平台车三个荷载工况，分别建立其有限元模型，应力和变形计算的结果显示工况三为最不利荷载工况。 通过计算是否设置加劲板应力、变形的对比分析，得出加劲板对于提高结构整体强度、刚度、减小受力和控制变形起到了极为有效的作用这一结论。 本文分析了应力结果值偏保守的原因，并对加劲板提出了间隔布置的优化方案，通过建立优化模型和计算分析，表明加劲板间隔设置满足安全性和经济性的要求，其应力和变形均在规范允许值范围内，验证了优化方案的可行性。初步探讨了加劲板高度与横梁指定部位挠度之间的非线性关系。

目录

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论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

1.1研究工作的目的、实用价值与理论意义

1.2国内外研究现状及评述

1.2.1装卸工艺

1.2.2钢桁架平台车的有限元分析

1.3研究内容及方法

1.4预期目标

第二章 卸船工艺

2.1大件运输中常见装卸工艺

2.2重大件码头设计

2.2.1码头结构型式

2.2.2平面布置

2.3向家坝重大件码头货运量

2.3运输设备

2.4拟采用方案

2.4.1滚装船顶靠卸船工艺

2.4.2顶推卸船工艺

2.4.3拖绞卸船工艺

2.4.4顶推与拖绞工艺比较

2.4.5吊装卸船工艺

2.5方案比选

2.5.1方案一卸船工艺及优缺点

2.5.2方案二卸船工艺及优缺点

2.5.3综合比较

2.6本章小结

第三章 向家坝钢桁架平台车设计

3.1主要技术参数

3.2结构设计

3.2.1架体结构

3.2.2跳板结构

3.2.3牵引机构

3.2.4行走机构

3.2.5其它设置

3.3结构计算

3.3.1从钢桁架平台车端部上大件

3.3.2从钢桁架平台车旁边上大件

3.3.3履带吊在钢桁架平台车上受力分析

3.3.4箱梁强度计算

3.4卷扬机牵引力计算

3.5轨道基础承载的可行性分析

第四章 钢桁架平台车分析的有限元法

4.1 有限单元法简述

4.2空间桁架的计算模型和分析方法

4.2.1基本假定

4.2.2计算模型

4.2.3计算方法

4.2.4空间桁架的具体计算方法

4.3空间桁架位移法

4.3.1单元分析

4.3.2空间桁架结构基本方程的建立

4.3.3边界条件处理

4.3.4对称性利用

4.3.5杆件内力

4.3.6计算步骤

4.4有限单元法的模拟

4.4.1单元形式的选择

4.4.2本构关系

4.5钢桁架平台车有限元模型

4.5.1车体构造

4.5.2单元选择

4.5.3有限元模型

第五章 数值计算与分析

5.1结构静力分析

5.2数值计算

5.2.1自重条件下

5.2.2工况一

5.2.3工况二

5.2.4工况三

5.3计算结果分析

5.4加劲腹板设置优化

5.5加劲板高度的讨论

5.6本章小结

第六章 结论及建议

6.1主要结论

6.2建议

致 谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果