方案设计论文范文
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第1篇
风机吊装平台由浮箱标准箱模块拼组而成。设计时考虑了主吊机与辅助吊机的放置与作业位置、风机部件的存放、辅助器具的放置等。吊装作业时可考虑先进行风机塔筒吊装，再进行机舱与发电机吊装，最后进行轮毂与风机叶片组装及吊装作业。轮毂与风机叶片组装作业时如果空间不够，可在局部加拼浮箱模块对平台进行局部扩展。浮箱风机吊装平台主尺度为75m×40m，由84只浮箱标准箱模块构成；其中主吊装平台是徐工650t履带吊作业平台，由64只浮箱模块构成，承受荷载最大，取其进行结构分析。锚定方式采用投锚固定和锚桩固定相结合。投锚固定采用四爪锚或者犁锚，对平台整移进行基本控制；锚桩固定可以对平台水平位移精确控制，同时桩可以在固桩架中上下移动，适应潮位的变化。
2浮箱模块设计
浮箱模块为全封闭箱形结构，主尺度为：沿通道纵向长2．5m，沿通道横向宽12．5m，模块高度1．8m。浮箱纵向与横向均采用铰接接头连接，每个浮箱重量约为140kN。浮箱由6mm钢板构成主体框架，通过边缘角钢焊接在一起，甲板下和底板上都焊有T型横梁、纵梁、纵肋、横肋；侧板和端板焊有角钢型水平肋、T型竖肋和竖梁。模块内部由横向隔舱板分隔为两个水密舱，一侧模块端板以及横向隔舱板上开设有人孔以便维护与维修；为了提高箱体坐滩承压能力，在模块内部横向设置3道承压桁架；为了纵、横向传力纵总强度需要，模块内部与接头相连的纵、横梁截面设计的较大，其它肋骨设计则以局部强度控制，其截面比纵、横梁的截面小，模块甲板及底板以纵、横梁与肋骨组成正交异性板结构。模块壳板材料为CCSB，内部结构材料为Q345，单双支耳连接件材料为30CrMnTi。
3浮式吊装平台结构分析
利用大型结构分析软件ANSYS对主吊装平台坐滩承压工况和浮游工况进行了仿真分析，为平台的设计提供了理论依据。结构分析时考虑到吊装平台结构庞大，采用了ANSYS结构分析中有限元子结构法，能够较好地模拟拼装式吊装平台这种特殊拼装式结构。吊装平台为临时性结构，以下结构分析中的容许应力均根据《军用桥梁设计准则》（GJB1162—91）选用。
（1）坐滩承压：根据技术参数要求，采用温克勒弹性地基模型，地基承载力为0．02MPa。吊装作业时，考虑吊臂方向和风机、塔筒的重量，经计算得平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构、吊装平台母结构，吊机的两个履带作用在30号和42号子结构上。经计算分析，最不利的浮箱为30号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力。内部结构最大应力为104．42MPa，小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大沉降量为48．59mm。
（2）浮游工况：此工况为生存工况。由于水很浅，总体分析中浮游工况只考虑静力分析，平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构建模、吊装平台母结构，母结构由64个子结构组成，吊机的两个履带作用在30号和42号单元。经计算分析，最不利的浮箱为42号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力如表1所示。由表1中知，内部结构最大应力为134．07MPa，小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大吃水为573．05mm，静载吃水为311．11mm，总吃水884．16mm，则干舷为915．84mm，满足要求。
（3）考虑到施工拼组大面积作业平台需要，浮箱连接纵横向均采用单双耳。为了模拟分析接头的受力情况，采用ANSYSWorkbench软件分析，分析时考虑接头间隙、连接部件之间的接触特性以及弹塑性影响，采用Solidworks分别进行单双支耳的建模，然后装配建立实体模型并导入Workbench中，单支耳模拟结果，双支耳模拟结果，耳孔边缘有应力集中现象，均小于30CrMnTi的屈服应力1176MPa。在销中亦有应力集中，最大等效应力为1301．1MPa，小于30CrMnTi的局部承压应力1412MPa，因此接头的设计是合理的。
4结束语
第2篇
氧气瓶供氧依地区不同，收取费用不同，一般折合5～7元/m3，40L瓶氧为26～36元；液氧按当地液氧厂供应价核算，国内一般以地区价1700～1800元/t计，在3.6元/m3左右；PSA制氧主要以电费损耗为主，用电按国内一般地区价0.8元（/kW•h）计，一般1m3为1kW•h电，因此，采用40L氧气瓶，每瓶按5.2m3计算。
2方案选型
瓶氧供氧与液氧供氧主要是按需供给，对医院的需氧量要求不严格，不够就补充。而PSA制氧机在建设前，需进行需氧量测算，从而决定建设规模。首先，采用PSA制氧机供氧前，应了解医院平均月氧气消耗量、病床数、手术间、ICU病房数等；其次，开展平均用氧量、高峰期用氧量等测算；最后，经综合评估后，方可确定氧产量的选择。本文以某中心医院用氧量为例，进行方案选型设计。某医院每月用液氧数量折合成40L瓶氧为5000多瓶，医院病床总数1600张，手术室23间，ICU病床27张，24人高压氧舱1个。则PSA制氧系统选型设计及注意事项如下。
2.1执行及验收标准
中心供氧建设时应要求建设方的技术材料、设备、工程、设计、安装和运行全部按相关的最新国家标准执行，如采用国外标准则应提供中文文本，并确认该标准不低于相关国家标准。工程各设备的设计、制造、检验、供货、安装、调试、验收和维修，其各项技术参数必须符合或高于国家标准及行业标准，如有新标准则采用新标准。各执行相关标准分类及具体名称如下：
（1）供氧系统设计、安装调试、验收。YY/T0187—1994《医用中心供氧系统通用技术条件》；GB8982—1998《医用氧气》。
（2）吸引系统设计、安装调试、验收。YY/T0186—1994《医用中心吸引系统通用技术条件》。
（3）压缩空气储罐的设计、制造、验收。GB150.01-04—2010《钢制压力容器》。
（4）电气设备安装验收。GB3836.4—2000《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电器设备》；GBJ50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》。
（5）系统中各种管道施工及要求。GB50235—2010《工业金属管道工程施工及验收规范》；GB50016—2006《建筑设计防火规范》。
（6）医用气体终端的验收。YY0801.1—2010《医用气体管道系统终端第1部分：用于压缩医用气体和真空的终端》；GB/T12241—2008《安全阀一般要求》；GB567.1—2012《爆破片安全装置》；GB50184—2011《工业金属管道工程质量检验评定标准》；GB50236—2011《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》。
（7）各类管路验收。YS/T650—2007《医用气体和真空用无缝铜管》；GB/T17395—2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB/T14976—2012《流体输送用不锈钢无缝钢管》；GB/T12459—2005《钢制对焊无缝管件》。
（8）供气工程的施工。GB50751—2012《医用气体工程技术规范》。
2.2用氧量测算及分析
氧量测算是制定中心供氧总容量的重要依据，一般制氧量的测算以医院现有月瓶氧消耗为依据，或通过现有病床数、手术间、ICU等数量进行高峰用氧估算。
2.2.1平均用氧量测算因已知医院月用氧量折算为5000多瓶，因此考虑一定的冗余量，按6000瓶计算，满瓶压力取13MPa，即130kg/cm2，则医院每月用氧量为40L×130×6000÷1000L/m3=31200m3因此，每天平均用氧量为1040m3，则对PSA制氧机而言应当设计为机组每日工作时间不超过10h为宜，为此，该院的制氧机需求为1040÷10=104m3/h。
2.2.2高峰期用氧量测算依据YY/T0187—1994《医用中心供氧系统通用技术条件》的规定，测算用氧量时，各病房和手术室气体流量、使用率按表4计算。由此，该院高峰期用氧量测算情况见表5。
2.2.3氧产量建设规模选型时为使设备可靠运行，并保持良好的运行状态，延长使用寿命，设备应有一定的运行与停机比，通常为1∶1，且保证医院24h不间断用氧需求，考虑设计的冗余量及医院发展等因素，建议：该医院总制氧量为120m3/h，采用30m3/h医用分子筛制氧设备4套；所有制氧设备同时运行时，每天运行时间为10h，运行与停机比为1∶1.4，设备运行可做到一用一备，具有很好的散热时间和较充裕的维护保养时间。当用氧高峰期时，所有设备同时运行可满足102m3/h的高峰期用氧量需求。
2.3设备选型
本文所述中心医院采用液氧供氧，月液氧购置费用及人员工资费用统计为16万元，年支出费用192万。基于PSA制氧设备，其供氧成本主要由设备购置费用、运行费用、维修费用组成。采用4台30m3/h制氧设备成本如下：
（1）设备成本。90万/台套（国产品牌），合计360万元。
（2）运营成本。
①电费：4套设备总功耗为160kW，假设每天运行10h，则耗电量为1600kW•h。医院用电收费按0.8元（/kW•h）计算，则每天电费为1280元，每月电费为3.84万元。
②人员：2人，2500元/人，5000元/月。因此，运营成本为每月4.34万元，52万/a。
（3）维修成本。前3a免费保修，3a后按设备购置费用5%核算，18万/a，平均1.5万/月。因此，医院仅需30个月即可收回成本，而30个月后每月能节省10万元，为医院年节支120万元。目前，国内外制氧设备厂家众多，价格差异较大，国内制氧设备技术成熟，但价格一般为进口售价的1/2，售后服务价格仅为国外的1/4，同时由于国内厂商的技术力量制约，进口设备的维修难以及时维护，给医院造成不必要损失。因此，建议在设备选型时应考虑以国产设备为主。
2.4机房要求
设备机房布局图需依据医院最终确认方案、机型、数量等实际情况进行合理布局规划，而一般机房建设的基本要求：机房高度应足够，地面应坚固、平整，建议内墙面做吸音处理；机房内外配备干粉式灭火器材，机房照明应安装防爆灯及开关；空压机、储气罐、冷干机、过滤装置处应设下水道；机房内温度应为5～38℃，通风良好；地面施工时，应先进行设备动力线管预埋工作；空压机上散热口与排风口应制作排风管连接至机房外；机房进风口加装过滤网；制氧主机放空管应接至机房外，并做消音处理。
3结果
通过对3类氧源的安全性、使用方便性及可靠性、经济性分析可知，基于PSA制氧机的供氧方式安全性好、使用方便，同时具备较好的经济性，因此，是中心供氧的最佳选择方式。从国内医疗单位的总体情况看，目前是3种氧源技术并存。从近年新建或改造集中供氧系统的医疗单位看，主要以液氧和PSA制氧为主，瓶氧供氧已逐步淘汰，而应用PSA氧源技术的单位占绝大多数。
4结语及展望
第3篇
1．1顶板局部凿除方案
顶板局部凿除方案即凿除崩裂的顶板（顺桥向凿除范围为墩顶两侧各6m），顺直预应力管道，然后浇筑顶板，恢复凿除截面。凿除截面横向位置如图3阴影部分所示。该方案施工顺序为：①放张凿除区域内已张拉的31根顶板钢束，凿除顶板；②顺直预应力管道，恢复凿除截面，张拉凿除截面预应力；③在支架上张拉剩余全部钢束；④脱架，转体就位；⑤合龙成桥；⑥收缩徐变完成；⑦运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表1所示。由于后恢复的顶板顺桥向位于墩顶，在预应力作用下各阶段均承受压应力，本文仅给出最小应力数值。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．3MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，未凿除顶板的最大压应力为18．3MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa，且后恢复的顶板混凝土没能充分发挥作用，运营阶段最大压应力仅为9．8MPa。
1．2顶板局部补强方案
顶板局部补强方案即在崩裂的顶板处新增横隔板进行局部补强。顶板局部补强方案纵断面示意如图4所示。该方案施工顺序为：①已张拉的钢束灌浆，凿除崩裂、破损的混凝土，在图4阴影区域箱室内增加横隔板；②在支架上张拉剩余全部钢束；③脱架，转体就位；④合龙成桥；⑤收缩徐变完成；⑥运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表2所示。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．0MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，顶板的最大压应力为15．7MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa。
1．3方案比选结果
若采用顶板局部凿除方案，结构外观与原设计一致，但施工难度大；运营阶段后补顶板最大压应力仅9．8MPa，顶板混凝土未能充分发挥作用，导致未凿除的混凝土运营阶段标准组合压应力达到18．3MPa，比C45混凝土的压应力限值大3．5MPa。若采用顶板局部补强方案，结构外观与原设计有一定的出入，但新增横隔板工程量小，施工难度小；与顶板局部凿除方案相比，采用该方案成桥后结构压应力较小，顶板最大压应力15．7MPa，比C45混凝土的压应力限值大0．9MPa。综合2种方案的优、缺点，决定将顶板局部补强方案作为推荐方案。
2推荐方案的优化
2．1运营阶段结构应力的优化
按照顶板局部补强方案，如采用原设计的预应力数量，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力达到15．7MPa，超过了C45混凝土的应力限值14．8MPa。考虑原设计偏于保守，提出减少箱梁预应力的方法以减小箱梁顶缘应力。具体的预应力调整方案如下。（1）合龙前减少张拉：2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分别由原设计的22根减为15根，2束ZT04每束分别由原设计的19根减为15根。其中2束ZT06、1束BT10为已张拉钢束，施工时实际为放松7～15根，其余钢束均为未张拉钢束，按15根张拉即可。（2）合龙后减小张拉：所有合龙底板束的张拉控制应力均由0．75fpk减为0．68fpk，fpk为钢绞线抗拉强度标准值。经计算，采用该预应力调整方案，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力降到14．77MPa，满足规范要求。
2．2成桥状态主梁线形的优化
采用原设计方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生4．2cm的竖向下挠变形。按该方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生7．1cm的竖向下挠变形，比原设计方案大2．9cm。由于支架施工转体梁段时预拱度是根据原设计方案设置的。因此，为了保证主梁线形，通过增加铺装层的厚度对主梁线形进行调整：转体梁段端部铺装层厚度增加2．9cm，主墩中心和主梁端部不增加，中间部分按直线拟合。进行结构计算时将增加的铺装计入二期恒载。
3结构计算分析
采用MIDAS有限元软件，按照优化后的顶板局部补强方案对结构进行计算分析，计算时考虑预应力偏位的影响。有限元模型如图5所示。
3．1施工阶段结构计算结果及分析
优化的顶板局部补强方案下箱梁顶、底板最大及最小正应力如表3所示。由表3可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为13．7MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa，施工过程应力满足规范［7］要求。
3．2成桥状态结构计算结果及分析
（1）承载能力基本组合下，主梁的最大正弯矩出现在距离墩顶55．5m处，弯矩值为166413．7kN•m，对应的抗力为401212．8kN•m，主梁的最大负弯矩出现在距离墩顶4m处，弯矩值为－1807370．0kN•m，对应的抗力为－2196755．8kN•m，内力的绝对值均小于相应截面的抗力值，主梁承载能力满足规范要求。（2）短期组合下，箱梁截面上缘墩顶附近出现了拉应力，最大值为0．57MPa；箱梁截面下缘最大正应力均为压应力，未出现拉应力。墩顶的拉应力是由于计算的失真导致的，且应力数值很小，主梁正截面抗裂满足全预应力结构要求。短期组合下，箱梁截面最大主拉应力出现在主墩两侧附近，最大值为0．92MPa，小于C45主拉应力限值1．004MPa，主梁斜截面抗裂验算满足规范要求。（3）标准组合下，箱梁截面上缘最大压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa；箱梁截面下缘最大压应力出现在合龙段附近，最大值为12．66MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa，主梁正截面压应力验算满足规范要求。标准组合下，箱梁截面最大主压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于C45主压应力限值17．76MPa，主梁斜截面主压应力验算满足规范要求。（4）按短期组合计算结构挠度，消除结构自重产生的挠度为22．4mm，考虑长期效应系数1．4375，挠度为22．4mm×1．4375＝32．2mm，主梁挠度限值L／600＝73000mm／600＝121．7mm，主梁刚度满足规范要求。
4结语
