核电项目人桥吊车抗震计算书版

概 参考文 有限单元法分 人桥吊车结构与功能简 工况分 材 许用应 海南昌江人桥吊反应 质 模型描 非结构单 小车简 悬挂走台简 桥架大车边界条 小车边界条 计算方 计算结 抗震计算---小车位于跨端极限位 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 抗震计算---小车位于主梁1/4位 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 抗震计算---小车位于跨中位 结构固有频率和振 位移响 应力响 大车和小车车轮轮 大车和小车水平轮轮 大车和小车防翻钩作用 静载试验状 焊缝应力评 吊挂装置与立柱连接计 缓冲器计 吊挂装置外框架与走台梁连接螺栓计 变形计 应力评 小车位于大车桥架跨端极限位 小车位于大车桥架主梁1/4位 小车位于大车桥架主梁跨中位 结 附录A小车位于跨端极限位置时人桥吊车前10阶振 附录B小车位于跨端极限位置时人桥吊车静态分析结 附录C小车位于跨端极限位置时人桥吊OBE分析结 附录D小车位于跨端极限位置时人桥吊SSE分析结 附录E小车位于主梁1/4位置人桥吊车前10阶振 附录F小车位于主梁1/4位置时人桥吊车静态分析结 附录G小车位于主梁1/4位置人桥吊OBE分析结 附录H小车位于主梁1/4位置时人桥吊SSE分析结 附录I小车位于跨中人桥吊车前10阶振 附录J小车位于跨中时人桥吊车静态分析结 附录K小车位于跨中时人桥吊OBE分析结 附录L小车位于跨中时人桥吊SSE分析结 ANSYS在静载荷下的静态分析结果，以及模态分析和基于此的载荷下的谱分析结［1］《楼层反应谱》0738XKX-［2］［3］《抗震分析规格书 PE.J101.4-［4］［5］《起重机设计规范》GB/T3811-3-1（跨中位置人桥吊车是厂房内的主要装卸设备之一它安装在乏水池上方，28.710m台组成。在小车上装有一台20KN起升机构，用于在厂沿三个方向（X、Y、Z）水下操作组件；并在大桥走台下悬挂着下部走台机构，以供操作人能保持下部走台的平衡，但在时支承结构的调节螺杆断裂，此时下部走台挂、立柱为悬挂2、立柱2。依据起重机厂提供的人桥吊车图3-2ansys12.01.5行校核：运行基准（OBE）工自重+额定起升载荷+OBE安全停堆（SSE）工自重+额定起升载荷+SSE小车带载位于跨中，吊钩处于上部位置，标高1/4小车带载位于跨端极限位置，吊钩处于上部位置，标高1.5结构模型采用3D梁单元，非结构部件采用质量单元，如电机和，采用附加质量模拟。坐标系：X=水平横向，Y=水平纵向，Z=垂直方向材所使用的材料为Q345-C和Q235,材料特性分别取自GB/T1591-2008和GB/T700-19883-13-1Q345-杨氏模量屈服应力抗拉强度3-23-2Q345-Q345-C，海南昌江人桥吊反应人桥吊车安装在厂房标高为28.710m的轨道上，分析时取30.000m标高的楼层设计反应谱作为输入载荷。海南昌江人桥吊OBE，SSE作用下反基准)作用下其水平X，Y向和Z方向垂直楼层加速度反应谱分别见表3-3、表3-4和表3-5，对应图线见图3-3、图3-4和图3-5，在SSE(安全停堆作用下其水平X，Y向和Z方向垂直楼层加速度反应谱分别见表3-6、表3-7堆(SSE)为4%，运行基准(OBE)为2%；加速度响应A：安全停堆(SSE)为SL-2谱值×2，运行基准(OBE)为SL-1谱值×1（注：按照《楼层反应谱》0738XKX-JGSJ01要求安全停堆(SSE)加速度响应A为SL-2谱值×1.5，运行基准(OBE)加速度响应A为SL-1谱值×0.75，因此，计算书所采抗震计算的Y方向楼层载荷谱，表3-5、3-8作为抗震计算的Z方向楼层载荷表3-3SL-1楼层反应谱水平X方标高：30.000m水平X加速度注：SL-1，作谱地面最大加速度0.1g，设备阻尼比分别为表3-4SL- 标高：30.000m水平Y加速度注：SL-1，作谱地面最大加速度0.1g，设备阻尼比分别为表3-5SL-1厂房楼层反应谱垂直Z方标高：30.000m加速度注：SL-1，作谱地面最大加速度0.0667g，设备阻尼比分别为3-6SL-2楼层反应谱水平X方标高：30.000m水平X加速度注：SL-2，作谱地面最大加速度0.1g，设备阻尼比分别为表3-7SL-2楼层反应谱水平Y方标高：30.000m水平Y加速度注：SL-2，作谱地面最大加速度0.1g，设备阻尼比分别为表3-8SL-2厂房楼层反应谱垂直Z方标高：30.000m加速度注：SL-2，作谱地面最大加速度0.0667g，设备阻尼比分别为图3-3SL-1标高30m水平X方向楼层反应图3-4SL-1标高30m水平Y方向楼层反应图3-5SL-1标高30m垂直Z方向楼层反应图3-6SL-2标高30m水平X方向楼层反应图3-7SL-2标高30m水平Y方向楼层反应图3-8SL-2标高30m垂直Z方向楼层反应质截面质量大车车主梁（一主梁（二见图纸（梁管量3-911ZYX3-9（跨端位置非结构单量单元（3.6。小车简113-10悬挂走台简3-11个缓冲器的刚度K:实际刚度HQ-A-0.23Hz3-123-13是缓冲器的单元模型。图3-12左缓冲器单元模 图3-13右缓冲器单元模桥架大车边界模型中的边界条件由的功能方向和是否为主动轮来决（见图3-情况1：轮，只约束的Uz位移；2：UyUz3：Ux3-1403-14-对大车轮，位移Uz为UyUzUx0小车边界条-对小车轮，耦合Uz位移UxUzUy3-1511ZX3-15计算方(静载荷)作用下的静态分析，在模态分析的基础上用谱分析方法对其进行抗震计算。利用BlockLanczos方法进行模态分析，得到结构的前67阶固有频率和振阶模态反应值进行组合。将x,y,z方向的响应及正常运行情况下的静态响应1：20KN+27.265m（简称小车位于跨端极限位置（1/43：20KN（简称小车位于跨中位置3-16，3-17，3-18311M0M0M0M0XM0M00M0K0M00M0MM03-16110M0M0M0M0M0M0M0ZXMM0M0M0 K000003-171/411M0M0M0ZMM0M0003-18抗震计算---小车位于跨端极限位结构固有频率和振第67阶固有频率为34.77HZ，已经涵盖 及振型分析见表4-1，前10阶振型图见附录A-1~A-10。4-1频率1YOZ2小车X3悬挂走台沿X4悬挂走台绕X56YOZ7xoz81xoy9xozxoy位移响4-2，4-3。桥架在SSE作用下的结构变形与OBE作用下的结果类似，纵向和横向只是幅图见附录B、C、D

4-2纵向（OX）变形横向（OY）变形垂向（OZ）变形3131212注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大4-3缓冲器内走台靠近2处下走台靠近走台靠近1处下1注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大应力响人桥吊车桥架和小车架及悬挂走台在各种载荷下的应力(vonMises应见表4-4。人桥吊车结构在SSE作用下的应力响应与OBE作用下的结4-4(vonMises桥架主梁应力桥架端梁应力322122结合处下表1121结合处下表小车架应力悬挂走台应力123123123注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压大车和小车水平轮轮压见表4-6，水平轮的相对位置和标号参照图3-1。需要，由于计算模型中大车水平轮轮压小车水平轮轮压0000大车和小车防翻钩作用小车和大车防翻钩的结构分别见图4-1和图4-2，其主要作用是当发生时防止小车和大车脱轨引起的事故。当小车位于大车桥架端部极限位置响应小于1g时，不会出现跳起现象；而当加速度响应大于1g时，会出现跳大车防翻钩处加速度大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度4-71g,抗震计算---小车位于主梁1/4位结构固有频率和振对结构进行模态分析，得到前67阶固有频率及振型。模态分析表明，结构前第67阶固有频率为35.047HZ，已经涵盖反应谱的柔性段频率；同时，结构的主要运动方向为Y方向，在Y方向上有效质量系数为0.998517，因此，固有频率高于35.047HZ的高阶振型对谱分析结果的影响很小其中结构前20阶固有4-8，10阶振型图见附录E。4-81/41YOZ2悬挂走台沿X3悬挂走台绕X45YOZ6主梁与吊架XOZ71XOY1x8XOY9XOZ2XOY1xxoyxoy位移响4-9，4-10。桥架在SSE作用下的结构变形与OBE作用下的结果类似，纵向和横向只是幅4-9载荷31主梁3靠近小主梁2中间222主梁2和3中注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大4-10走台最下端靠近立21的吊走台靠近1处下21的吊走台靠近1端1注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大应力响人桥吊车桥架和小车架悬挂走台在各种载荷下的应力(vonMises应力)响应见表4-11。其结构的应力云图(vonMisesF、G、H。人桥吊车结构在SSE作用下的应力响应与OBE作用下的结果类似，只是幅值大4-11(vonMises桥架主梁应力桥架端梁应力322121结合处下表321结合处下表小车架应力悬挂走台应力小车主梁123小车主梁123223注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压静载大车和小车水平轮轮表4-13，水平轮的相对位置和标号参照图3-1。需要，由于计算模型中未考大车车轮轮压小车车轮轮压0000大车和小车防翻钩作用翻钩的相对位置和标号参照图3-1。当加速度响应小于1g象；而当加速度响应大于1g时，会出现跳起现象，此时防翻钩起作用，对钢大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度大车防翻钩作用力小车防翻钩作用力000000000000抗震计算---小车位于跨中位结构固有频率和振对结构进行模态分析，得到前67阶固有频率及振型。模态分析表明，结构前第67阶固有频率为35.119HZ，已经涵盖反应谱的柔性段频率；同时，结构的主要运动方向为Y方向，在Y方向上有效质量系数为0.998671，因此，固有频率高于35.119HZ的高阶振型对谱分析结果的影响很小其中结构前20阶固有4-16，10阶振型图见附录I。4-16频率1YOZ2悬挂走台沿X3悬挂走台绕X45YOZ6主梁与吊架XOZ71XOY1z8XOZ9XOYxoyxoy曲位移响4-17，4-18。桥架在SSE作用下的结构变形与OBE作用下的结果类似，纵向和横向只是4-17313中2中间上32222注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大4-18走台最下端1立柱1的走台靠近立1处下端靠近立柱立柱1的走台靠近立1处下端1注：主梁1、主梁2主梁3梁、大车导向侧主梁和走台侧主梁；端梁1端梁2大应力响人桥吊车桥架和小车架及悬挂走台在各种载荷下的应力(VonMises应力)响4-19。其结构的应力云图(vonMises（J、K、L）。人桥吊车结构在SSE作用下的应力响应与OBE作用下的结果类似，只是幅值4-19vonMises桥架主梁应力桥架端梁应力321221结合处下表321结合处下表小车架应力悬挂走台应力123123123注：主梁1主梁2分别为导向侧和走台侧主梁；端梁1端梁2梁大车和小车车轮轮大车车轮轮压小车车轮轮压静载大车和小车水平轮轮21水平轮的相对位置和标号参照图3-1需要由于计算模型中未考虑水大车水平轮压小车水平轮压静荷0000大车和小车防翻钩作用防翻钩的相对位置和标号参照简图3-1。当加速度响应小于1g起现象；而当加速度响应大于1g时，会出现跳起现象，此时防翻钩起作用，大车防翻钩处加速度小车防翻钩处加速度大车防翻钩作用力小车防翻钩作用力000000000000静载试验状1.520081.22表4-24桥架应力(vonMises桥架主梁应力桥架端梁应力最大值2215-1应力限值主端梁焊缝等效应力SSE大剪应力τ=98.86MPa,许用剪应力为0.4=0.4355=142MPa,满足要求。7-1DHMH缓冲力9缓冲器在载荷作用下的最大行程和最大压力为=15.672mmF=45.8KN吊挂装置外框架与走台梁由8组螺栓连接，每组4个M24螺栓。M24螺栓的S=353mm28.8=800MPaA8-1：8-1Mz8-2事故工况应力结果A级准则应力许用值=0.519-表9-1垂直位移允许值小车位于大车桥架跨端极限位荷作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-1。小车位于大车桥架主梁1/4位载荷作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-2。小车位于大车桥架主梁跨中位载荷作用下计算得到的vonMises应力和相应的应力限值见表10-3。利用有限元软件ANSYS建立了人桥吊车的三维有限元模型，对其进了结构在各种载荷下的变形和vonMises人桥吊车静态载荷作用下，桥架主梁变形小于桥架跨度的1/1000(14.3A10A-11，0.2318Hz，YOZA-22，1.39HzxA-33，1.975Hz，XA-44，2.032Hz，XA-556.086HzA-666.432HzYOZA-777.081HzxozA-887.612Hz1xoyA-997.834HzxozA-1010,7.933Hz，xoy附录B小车位于跨端极限位置时人桥吊车静态分析结11ELEMENT DMX=6.246SMN=18190SMX=.252E+08ZX B-1vonMises11ELEMENT DMX=.924326SMNSMXZYX B-2vonMises11ELEMENT DMX=3.399SMN=.963E-07SMX.963E- B-3vonMisesELEMENTELEMENT DMX=6.22SMN=.100E-05SMX.100E- B-4vonMises11NODALSOLUT DMXSMN=-2SMX------ - - - 11NODAL DMXSMN=-SMXZY------ - - - 附录C小车位于跨端极限位置时人桥吊OBE分析结11ELEMENT DMX=7.257SMN=27310SMX=.273E+08ZX C-1OBEvonMises11ELEMENT DMX=2.466SMN=373.67SMX=.295E+08ZYX C-2OBEvonMisesC-3OBEvonMisesC-4OBEvonMises11NODAL DMXSMNSMXZX 11NODAL DMX=7.429SMN=-SMXZYN------ - - - 11NODAL ZDMXSMNSMXYXX C-7OBEYNODALNODAL DMXSMN=-SMX----- - - C-8OBEZ附录D小车位于跨端极限位置时人桥吊SSE分析结11ELEMENT DMX=11.699SMNSMXZX D-1SSEvonMises11ELEMENT DMX=13.553SMN=22.909SMX=.161E+08 D-2SSEVonMisesD-3SSEvonMisesD-4SSEY11NODAL ZDMXSMNSMXXYX D-5SSEYNODALNODAL DMXSMN=-SMXX--- - D-6SSEZ附录E小车位于主梁1/4置人桥吊车前10阶振E-110.2318HzYOZE-221.975HzXE-332.032HzXE-446.024HzE-556.212HzYOZE-666.539HzXOZE-777.618Hz1XOY1xE-887.744HzXOYE-997.86HzXOZE-10108.864Hz2XOY1x附录F小车位于主梁1/4位置时人桥吊车静态分析结11ELEMENT DMX=7.369SMNSMXYX F-11/4vonMises11ELEMENT DMX=1.054SMNSMXZYX F-21/4vonMisesF-31/4vonMisesF-41/4vonMises11NODAL DMX=7.369SMN=-SMXZY--- - F-51/4X11NODAL DMX=7.369SMN=-SMXMZX-- F-61/4Y11NODAL DMXSMN=-SMXZY F-71/4Z11NODAL DMXSMN=SMX=-ZY F-81/4Z附录G小车位于主梁1/4置人OBE分析结11 DMX=8.21027SMN=52263.7G-11/4OBEvonMises11 DMX=2.67637SMN=216.58ZXY G-21/4OBEvonMisesG-31/4OBEvonMisesG-41/4OBEvonMises11 DMXSMNSMX11 SMXX------ - - - 附录H小车位于主梁1/4置时人桥吊SSE分析结11NODAL DMX=12.3984SMN=20343.5ZXH-11/4SSEvonMises11 DMX=4.76846SMN=580.997ZY H-21/4SSEvonMisesH-31/4SSEvonMisesH-41/4SSEvonMises11 DMXSMX11 DMXSMNSMXYZX 11NODAL DMXSMNSMXY411NODAL SMN=-SMXZXYX---- - 附录I小车位于跨中人桥吊车前10阶振I-110.2318HzYOZI-221.975HzXI-332.032HzXI-