基于FAST超大索网高空编制用柔性索道锚固系统的设计与应用

本文主要介绍了在贵州天文台射电望远镜FAST主动反射面主体支承结构架设中,一种能为锚固器(V型锚固平台)提供锚固点以及能使锚固器自由滑动至自身线形内任意位置的柔性索道锚固系统的设计及应用。该柔性索道锚固系统是索网架设工程中连接索网底部与圈梁的空中索道,它用来提供索网架设过程中V型锚固平台在不同节段的锚固点。该系统由4根钢丝绳索道组成,上端锚固以抱箍的形式固定在圈梁的弦杆上,下端以带调节装置的插销形式固定在索网底部的独立塔架上。施工过程中可以调整柔性轨道锚固系统索道线形确保V型锚固平台处于最佳挂索位置     

我国FAST工程索网安装成功

<正>近日获悉,我国500m口径球面射电望远镜工程(简称FAST工程)索网制造和安装工程顺利完成,这意味着该工程在关键技术难点上实现了突破。位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的500m口径球面射电望远镜是目前世界最大单口径射电望远镜,2011年开始建设,预计2016年建成,建成后将成为世界级射电天文研究中心。据介绍,索网制造与安装工程是FAST工程的主要技术难点之一。FAST索网是目前世界上跨度     

FAST30m模型张拉成形健康监测研究和应用

FAST(five-hundred-meter aperture spherical telescope)是500m口径、具有主动反射面的巨型射电望远镜。作为先期验证模型,其30m缩尺模型采用整体索网结构作为反射面支承结构,为保证结构的安全性、苛刻的精度等要求,对其张拉成形过程进行健康监测。针对结构特点以及张拉方案,布设相应传感器,研究并提出了有效、实用的结构安全评定方法,在此基础上,综合运用Matlab、ANSYS、SQL2005等软件开发了结构健康监测系统,实现了可视化操作、自动安全预警、结构模型实时修正以及数据库等功能。最终该系统成功应用在FAST 30m模型索网张拉成形过程中,准确评估张拉各阶段的结构安全性,切实确保了安全施工,及时计算各阶段反射面成形精度,为精度控制提供了科学依据,为FAST原型结构健康监测和索网张拉施工积累了工程经验。     

FAST30米模型整体索网张拉方案的研究

介绍了大射电望远镜(FAST)30m模型主动反射面支承结构——整体索网结构,根据现场条件提出了三种可行的施工方案,并利用ANSYS的生死单元技术模拟索网张拉过程.通过分析、对比确定了最优方案,并以此指导了实际施工,为FAST500m原型的建造积累了经验.     

FAST索网张拉过程模拟分析及误差控制

500m口径球面射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为反射面的支承结构,柔性索网结构的张拉过程模拟分析对于张拉成形阶段具有重要的指导作用.基于非线性有限元理论,针对FAST索网的结构形式和施工方案,提出了索网张拉过程的模拟分析方法.通过计算分析得到了索网在张拉过程中的位移和内力,计算结果验证了张拉方案的可行性.根据张拉过程中索网的内力变化,确定了FAST索网的误差调整方案.调索后,索力的实测值和计算值偏差在10%以内,说明调索效果较好.     

500 m口径球面射电望远镜索网结构形态和受力分析

500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)是国家重大科技基础设施项目。口径500m、半径300.4m的球冠形索网是FAST反射面的主体支承结构。通过促动器的主动控制,索网可以在标准球面和不同抛物面之间转换,即索网为可主动变位的结构。针对FAST索网结构设计中由主动变位引起的形态分析和轻量化需求等问题开展研究,提出了目标位形应变补偿法,统一了球面基准态和抛物面态的形态分析方法,解决了多目标位形索网结构的形态分析问题;提出预应力优化方法,将球面基准态最大索力降低了29%;研究了索网球面基准态和抛物面态的受力性能,并与实测结果进行对比,索力吻合较好,50%以上钢索索力相对误差在5%以内。     

500 m口径球面射电望远镜索网结构形态和受力分析

500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST)是国家重大科技基础设施项目。口径500m、半径300.4m的球冠形索网是FAST反射面的主体支承结构。通过促动器的主动控制，索网可以在标准球面和不同抛物面之间转换，即索网为可主动变位的结构。针对FAST索网结构设计中由主动变位引起的形态分析和轻量化需求等问题开展研究，提出了目标位形应变补偿法，统一了球面基准态和抛物面态的形态分析方法，解决了多目标位形索网结构的形态分析问题；提出预应力优化方法，将球面基准态最大索力降低了29%；研究了索网球面基准态和抛物面态的受力性能，并与实测结果进行对比，索力吻合较好,50%以上钢索索力相对误差在5%以内。     

国家天文台500m口径天文望远镜索网安装施工

国家天文台FAST工程索网结构是主动反射面的支撑结构,是实现反射面主动变位的关键点,制作安装工艺要求极其严格。其共包括2 225个主索节点、6 670根主索和2 225根下拉索,总重约1 300t。索网主索索长误差要求控制在±1mm以内,达到索长的0.1‰精度要求,且处于无应力长度安装。由于地形条件复杂,所有安装工作均在空中完成。为此,研制了能够高斜度爬升的挂篮等专用的施工装备。根据工程实际情况,索网安装按对称轴划分为5+1个区域,中心区为索网中心80m范围,先行利用支撑胎架独立安装索网;然后周边5个主区同时同步对称在空中施工。其中,施工通道为固定索道,承受较大荷载,施工索道则随安装进度不断转移。主索安装完毕后,通过边缘150根拉索调整以及张拉下拉索,调整索网成型。索网安装从2014年4月15日开始,至2015年2月5日结束,工程质量符合设计及规范要求,保证了500m口径天文望远镜安全、便捷、快速有效的安装。     

天文台圈梁移动台车设计及应用

本文介绍了在贵州天文台射电望远镜FAST主动反射面主体支承结构索网架设工程中,一种能在圆形轨道上移动的特种锚固装置圈梁移动台车的设计及应用。该移动台车是索网架设工程在圈梁上的锚固装置,它用来锚固施工索道(挂索索道和吊篮索道)以及牵引径向索的钢绞线张拉端反力架,而它们的另一端则锚固在圈梁中心的塔架和猫道V型平台上。该移动台车用固定装置有效的固定在圈梁上,台车采用平面桁架结构体积小重量轻便于在圈梁上移动,也有利于把自身承受的索力有效的转移到了圈梁上,而极大改善了自身的受力状况,台车配有斜坡轨道可让运索车从其上经过,保证了交叉立体作业的安全。     

超大索网结构建造创新技术研究——国家天文台FAST项目应用

国家天文台FAST索网结构是整个体系的支承和角度调整机构,在工作阶段一直处于变幅、不等应力水平的往复荷载作用,拉索的应力松弛、变形,疲劳都会对整个FAST结构产生影响,拉索索力重新分配并导致反射面形态发生变化,都会影响FAST整体稳定性。尤其在建成之后的数年时间内,其变化情况更为显著。因此,国家天文台项目对索网建造提出了非常高的技术要求。根据索网建造苛刻的技术标准,研发出500MPa超高应力幅拉索,并采用新工艺制造高精度拉索和节点盘。现场提出"1/5旋转对称、大跨度索网高空散拼"的施工工艺,成功完成索网安装工作     

国家天文台FAST工程索网索力调节施工技术

国家天文台FAST工程球面索网结构由2225个节点,6670根主索以及2225根下拉索组成,该结构安装完成后需要后续对索网索力进行调节来达到该结构的设计要求。FAST工程球面索网通过150根边缘主索与圈梁连接,边缘主索采用长度可调节的拉索结构,其它主索均为长度固定的不可调拉索结构,索网节点通过2225根下拉索连接于地锚。索网几何位置由边缘索调整实现,索网节点后期的变位通过下拉索调整实现。本文将介绍FAST球面索网结构边缘主索索力调节的施工工艺。     

大射电望远镜反射面全球面张拉索网体系静力分析

根据大射电望远镜(FAST)主动反射面的变形及运动要求,采用球面三角形网格划分方法,提出了反射面支承结构的全球面张拉索网格系设计方案,所用网格划分形式及利用直线索模拟球面圆弧线的方法能满足FAST工作精度的要求。利用非线性有限元理论,考虑几何非线性影响进行时变索网的成形和受力分析计算,对预应力成形状态、承载力状态及正常工作状态进行详细分析计算,优化确定了较为合适的反射面预应力张拉索网体系方案。     

500m口径球面射电望远镜馈源支撑结构体系试验研究与理论分析

为将来在中国建造世界上最大的射电望远镜(简称FAST),采用了索、塔及移动小车馈源支撑结构体系。本文对此结构体系进行了1/30缩尺模型试验研究和理论分析,获得了模型结构索中张力和结构动力特性沿馈源球冠的变化规律。理论分析结果和试验结果二者吻合较好,说明本文的分析方法和分析过程是可行的,具有较高的计算精度。分析结果还表明,在进行结构动力反应分析中,小车的扭转振动不容忽视。     

国家天文台FAST工程索网安装施工技术

国家天文台FAST工程索网安装共包括2225个主索节点、6670根主索和2225根下拉索,所有安装工作均需在空中完成,要求精度高,施工难度大。为了避免索网在安装过程中应力过大,并满足圈梁受力要求,施工过程中将整个索网对称等分为5个施工区域,每个区域都同步施工。施工时,需要采用大量悬空索道进行拼装,其中,施工通道为固定索道,需要承载较大受力,施工索道则随安装进度不断转移。     

国家天文台FAST反射面支撑索网安装环向缆吊支腿设计与应用

国家天文台FAST工程主动反射面采用大型索类结构,主动反射面主要由6670根拉索、2225个节点和2225根下拉索组成。因受复杂地形的制约,本工程的主动反射面索网安装采用可以随索网安装而不断移动的施工索道。施工索道上端锚固在圈梁移动台车上,下端锚固在环向缆吊支腿上。在施工期间,施工索道作用在环向缆吊支腿上的载荷较大,而且大量施工人员在施工索道上作业,环向缆吊支腿的稳定性至关重要,同时还要考虑将交叉作业的影响范围降至最小。故本文针对施工索道的下端环向缆吊支腿进行设计和计算分析     

虚拟点测量在国家天文台FAST索网安装监测施工中的应用

为了更好的控制FAST索网的钢结构测量精度,可以通过测量此钢结构上焊接的耳板来控制。耳板用于连接FAST索网150根边缘主索,均匀焊接在直径为500m的环形钢结构上,所以测量耳板的精度可以反映钢结构的测量精度。现通过采用虚拟点测量方法进行测量,即对对称测量基本原理进行误差分析,确定测量误差的主要来源,并在施测过程中制定相应的质量控制措施,保证耳板测量满足FAST工程测量精度要求。