塔机主肢螺栓松动的塔身顶端位移研究

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1、塔机主肢螺栓松动的塔身顶端位移研究摘要：塔式起重机单肢螺栓松动研究是塔机塔身钢结构损伤研究的重要部分。本文对单肢螺栓松动的塔身进行分析，得到单肢螺栓松动状况下松动程度与塔身顶端位移的关系，并利用QTZ315塔机进行计算验证。顶端位移研究为塔机安全检测研究打下基础。关键词：塔机；钢结构；松动；位移特征中图分类号：TH213.3文献标识码：A文章编号：0引言：损伤位置检测及损伤程度的判断是结构损伤检测主要研究方向。基于塔机顶端位移量的单物理量整体状态检测作为综合损伤的输出，是结构安全最直接的指标。学者进行了关于塔机超

2、载状况[1]与地基沉降[2]状况特征倾角模型的后续研究。通过对单肢螺栓松动的塔身进行分析，得到单肢螺栓松动状况下松动程度与塔身顶端位移的关系。利用QTZ315塔机进行计算验证，得到塔身相同层不同松动状况的塔身顶端位移规律和各层相同松动程度相同的塔身顶端位移规律。1单肢螺栓松动的弯曲强度、刚度随吊臂角度的变化规律如图1，3号为松动主肢。假设3号主肢完全松动，回转角度θ，塔身截面在起重臂方向的截面特性如下：图1回转塔身刚度示意图第5页共5页当时，弯曲强度最弱，；当时，即弯曲强度最高，。松动层以上的塔身弯曲刚度极端状态

3、是由另外三根主肢提供弯曲刚度，弯曲刚度变化规律为：当起重臂回转到45°位置时，松动层以下的塔身弯曲刚度不变，弯曲强度最弱；塔身主肢发生松动时，松动层以上的塔身刚度在塔机平衡重处于45°位置时到达最小值，为。2塔机塔身单肢松动顶端位移量分析2.1力学模型塔身上部相对塔身产生一个指向地心的正压力F和由于偏心造成的弯矩M。建立力学模以及形变简图如下图2所示：图2塔机正常状态的力学模型简图及形变2.2变形量分析如图1所示，3号主肢为松动主肢，松动层以下的塔身在起重臂方向的刚度不会发生变化。令松动标准节为过渡节，过渡节以上

4、塔身仍处于完好状态。此时塔身变形简图如下：图3松动变形图塔机塔身顶端在平面的位移：其中：松动层在平面的位移量；：松动层上端的塔身在平面的位移量；：弹性模量；：未发生螺栓松动的塔身惯性矩；第5页共5页：松动层以下塔身的高度；损伤部位上端的结构在平面的变形量要承受下端的偏转角1和上端塔身的偏转2。不考虑重力因素，松动层以上的部分经过2偏转后，旋转角度1。塔机上部弯矩不发生变化。以起重臂塔身平面为基础，损伤位置为坐标零点，有如下图及关系，且，为损伤层以上塔机的高度：2.3松动位置的平衡关系分析当塔身某一层单肢发生松动，

5、由分析可知塔机起重臂处于45°位置时刚度与强度最小。塔身单肢连接松动时松动层位置的塔身偏转角1由下端