FAST反射面支承索网施工方法及关键技术研究

摘要

本文结合国家天文台500m口径射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture SphericalTelescope，简称FAST)索网工程，在柳州欧维姆工程有限公司的协助下提出了索网结构全新的施工方案，利用相关施工过程分析理论对该索网结构的成型、施工过程及部分施工工装进行了细致的分析和研究。 FAST射电望远镜反射面支承索网结构是一个直径500m、由8895根拉索组成的纯索网结构。FAST建设场地位于贵州山区，道路狭窄，施工场地狭小，大型机械难以应用，这些给FAST的施工组织设计造成了极大的困难;另外，FAST结构复杂，成型前刚度较弱，无论在国内还是在国际上均属首例，没有可供参考的工程实例。 因此，本文针对该FAST索网结构提出通过导索和猫道等工装索来架设一套空中作业系统，将整个索网化整为零，分片安装，最后整体张拉成型的施工方案。为清晰的表述施工过程，本文将施工过程分成三个阶段，对应的将整个结构分成三个工作区域:网底支撑塔架安装区域、对称轴处沿导索牵引安装区、扇形扩展部分安装区。 在分析理论方面，必须着重考虑导索的模拟，因为导索的模拟不同于结构索，结构索仅需按照普通的找形理论进行找形即可，而导索则在找形的同时必须考虑到结构索在导索上滑移过程的模拟。为此，本文通过对基本找形找力理论的适当改进，专门针对本工程编制了APDL程序，用于施工过程的分析计算。 接着，本文对施工过程进行了详细的模拟分析。 由于网底支撑塔架安装区的施工过程相对较为简单，本文仅做了相对简单的分析。 在对对称轴处沿导索牵引安装区索网的施工过程分析时，本文着重对在确定方案时存在争议的五根导索方案和七根导索方案进行了对比分析，并针对分析过程中遇到的问题提出了改进方案。同时根据计算结果，提出了实际施工时所需要的施工参数，包括;用于确定导索直径的导索索力、用于确定牵引索直径的牵引索索力、索网在牵引过程中的形状等。 在对扇形扩展部分安装区索网的施工过程分析时，本文着重对导索锚固点对猫道的影响和下拉索的安装对已安装索网的影响进行了分析。同时根据计算结果，提出了实际施工时所需要的施工参数，包括;用于确定猫道索直径的猫道索力、猫道在不同锚固位置情况下的形状等。 最后本文对施工过程中部分工装措施进行了计算，包括牵引过程对钢环梁的影响分析、猫道对钢环梁的影响分析、调/换索方法介绍等 本文的研究成果为FAST反射面支承索网的施工组织和实施提供科学依据，并为该索网结构施工过程、成型监控提供参考。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 FAST反射面支承索网结构

1．3 FAST 30m模型实验

1．4 索网结构施工方法

1．5 本文主要工作与研究成果

第二章 FAST施工方案研究

2．1 索网施工特点

2．2 索网施工方案

2．3 网底支撑塔架安装区索网施工

2．4 对称轴处沿导索牵引安装区索网施工

2．5 扇形扩展部分安装区索网施工

第三章 FAST施工过程分析理论

3．1 找力分析理论

3．2 找形分析理论

3．3 施工过程中导索的模拟

3．4 本章小结

第四章 对称轴处沿导索牵引安装区索网施工过程分析

4．1 五根导索累积牵引施工过程分析

4．2 七根导索累积牵引施工过程分析

4．3 五根导索累积牵引施工过程改进方案

4．4 本章小结

第五章 扇形扩展部分安装区索网施工过程分析

5．1 索网沿导索的牵引过程分析

5．2 下拉索的安装过程分析

5．3 本章小结

第六章 部分工装措施计算分析

6．1 网底支撑塔架安装区施工过程分析

6．2 牵引过程对刚环梁影响的分析

6．3 猫道对圈梁的影响

6．4 调／换索方法

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢