某打桩船打桩架改造设计研究

介绍了某打桩船改造的设计计算过程,并对改造后打桩架的强度进行了校核,提供了不同角度下的起重曲线,通过设计和对加高后的整体打桩架的有限元分析,得出了一些有益的结论。

7 . 2

第3 7卷第 2 6期 20 11年 9月

山西建筑SHANXI ARCHI ECTURE T

Vo . 7 No 2 13 . 6 Se . 201 p 1

文章编号：0 9 6 2 ( 0 ) 60 7— 2 10—8 5 2 1 2—0 2 0 1

某打桩船打桩架改造设计研究李红明摘要：绍了某打桩船改造的设计计算过程，介并对改造后打桩架的强度进行了校核，提供了不同角度下的起重曲线，通

过设计和对加高后的整体打桩架的有限元分析，出了一些有益的结论。得关键词：打桩船，造，度校核，重曲线改强起

中图分类号： U 7 T 6

文献标识码： A

1概况

获教育部科技进步二等奖。需要强调的是，由于 3 3 D S是建筑钢

参 1修 对国外引进打桩船的打桩架进行加高改造，在国内还没有结构专用软件，照文献[]订了计算参数。这考虑原有打桩架上部结构的形式，通过分析研究，附架采用先例。中港某航局下属公司因业务需要，决定对其所有桩船的打桩架进行改造。该船始建于 2 O世纪 7 0年代，主要尺寸及性能如梯形截面桁架，结构形式见图 1。表 1所示。受业主委托，我们对该船进行了改造设计，主要完成 3整体桩架强度校核了以下几个方面的工作：改造后结构的强度有限元分析，上部添由于业主提供的桩八号的图纸和其他原有设计资料不全面， 加结构——附架的设计，丝杆强度的校核等。改造后，主所要通过现场测量和分析，业征得业主同意后，确定了有限元计算时采用

求达到的指标除表 1所列外，尚应满足如下三个条件： 1桩架加设附架后， )能满足前倾 l。 2内起吊能力达到 8; 0t 5桩重 6核算 ) 8m, 0t;3能在沿海三类作业区内作业， )承受六级风力。此外，主业要求加设附架后，需绘制出 1。 3。 2~ 0的起重曲线图。表 1改造前后船体的主要尺寸和性能 项目 改造前改造后

不考虑原结构材料疲劳、腐蚀的原始尺寸和性能数据的校核方案。 原桩架和附架的立柱以及原桩架的横梁采用梁单元，其余杆右晕案染景罐糖

2加设附架后，满足前后各倾 2。的打桩作业 ( )能 5时按桩长件采用杆单元，计 17个单元，3个节

点。支座为铰节点。计共 2 5 m/ z《姆算模型见图 2。

按照文献[] .4的规定。结合业主要求，行了如表 2所 12 1进示工况的有限元分析：根据有关资料，确定溜桩时，丝绳的拉力钢为 3,舶倾斜所产生的水平分力和风力之和为 1。载荷图 0t船 5t如图 3示。所表 2强度及稳定性校核工况序号 12 3 4

主要尺寸最大桩长

水面到打桩架最高点约 5 水面到打桩架最高点约 6 2m 0i n水面到甲板高约 4 0i . n水面到甲板高约 4 0m .水面上 4 l 0n 水面上 4 l 8n

工况柱架前倾 1。吊 8 2, 0t桩架前倾 3。, 3 0吊 0t桩架前倾 3。 5,自重桩架前倾 2。, 5溜桩

序号 56 7 8

工况桩架直立 .溜桩桩架后倾 1。溜桩 2。桩架后倾 2。溜桩 5,桩架后倾 3。自重 5,

最大桩重(垂直情况)桩架倾角

1 ot 0 前后倾角各 3 O。 (重 4以下)桩 5t

1 ot 0 前后倾角各 3。 0 (重 4以下)桩 5t

附榘打桩架放倒后最小高度(面以上)水

无4 3.

有， 8n,高 l能放倒≤4 5m 8.

6m

2附架设计 综合业主的要求，虑船体现状和施工技术要求，考附架的作用主要是用于吊锤，最危险的工况发生在打桩时的溜桩状态，其

因此在进行附架设计时，分析了桩架前倾 2。桩架直立和桩架后 5,倾 2。 5三种位置溜桩时的内力。根据有关资料，确定溜桩时钢丝绳的拉力为 3。 0ta溜桩工况 ) b前倾 1。 8工况和前倾 3。 3 工况 ) 2吊 0t 0吊 0t

图 3工况荷载示意图

原塔架在架设附架之后，危险的构件所在位置各构件的最最大应力与强度设计值之比均不大于 0 9, .2最危险的构件所在位置以及丝杆轴力见表 3。表 3各构件的最大应力比和丝杆轴力工况前倾 l。 2前倾 3。前倾 3。前倾 2。直立后倾 2。后倾 3。 O 5 5 5 5吊8 Ot吊 3 0t自重溜桩 溜桩溜桩 自重

危险单元号 6 .9 86最大应力比≤0 9 .2

1 9< 9 0.2

1 9<0 9 .2

6 .9 6 .

6 . 6 . 8 6 8 6 9 86 9 86 9<0 9<0 9< 9 <09 .2 .2 0.2 .2

丝抒轴力/ N 29 8 k 4

67 1 4

54 7 5

25 4 4

9 9—33 6— 8 3 5 48 3

图 1附架结构形式简图

图 2强度校核的计算模型

4起重曲线由于本次改造之前，架已进行过改造，桩前后在桩架顶部增

设计采用同济大学研制的钢结构分析设计软件 3 3。该软 DS

件具备有优良的有限元分析与设计功能，上海市科委鉴定，经曾加重量约 3一 0t桩架的起重能力有所下降。设计单位利用 0t 4,收稿日期：0 10 -2 2 1— 51

作者简介：红明 (98 )男，大学土木工程学院硕士研究生，师，李 17一，同济讲江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江 220 1 3 0

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9bz4.html