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塔式起重机顶升套架设计方法的研究 　　塔式起重机(以下简称塔机)是工程建设过程中不可缺少的设备之一，其主要功能是完成建设施工材料的水平和垂直的输送。由于中国论文网自升式塔机具有施工速度快，能够很方便地完成标准节的顶升加高等工作，从而更好地满足了建设施工的需要，在当前的工程建设过程中得到了极为广泛的应用。按照顶升方式的不同我们可将自升式塔机分为两种型式，即侧面顶升塔机和中心顶升塔机，两种型式塔机的明显区别在于前者顶升时回转中心与顶升油缸中心不重合，而后者则重合。目前在建设工地上使用较多的是侧面顶升塔机，其顶升油缸和顶升横梁都在同一侧面，本文主要分析的是侧面顶升塔机。中国论文网该型式塔机在实施顶升过程中塔机上下标准节必须断开联接，上部的塔身仅仅依靠顶升油缸来支撑，由于顶升时回转中心与油缸中心不重合，假如找平衡不准确或者遇到一些突发性的事件时都会严重影响到顶升工作的安全。从以往的塔机事故统计表明，在顶升过程中发生安全事故的比例相当高，多数都是人为因素(如违反操作规程等) 造成，但是也有属于塔机结构本身的因素。基于以上分析，我们应当在保证工程建设安全的基础上，对塔机顶升套架的设计进行深入的分析和研究。 　　1 塔机顶升套架的结构分析 　　由于顶升套架是塔机在顶升阶段的重要受力结构，因此我们在进行顶升套架的结构分析时应当充分考虑影响顶升套架结构重心的所有因素。在实际的顶升作业过程中，如何调整上部塔身的重心，使上部塔身达到平衡稳定是实现安全顶升作业的关键。但是由于此时塔机受到各种载荷(如风载荷等)的影响，加载的载荷种类十分繁多，载荷的重量又在不断变化，并且载荷的方向是随时变化的，这种情况极易造成塔机的侧翻，甚至会产生塔身的扭转变形。为了有效的解决这一问题，我们通常在套架和塔身之间设计安装多个滚轮来进行调整。因为顶升时塔机所承受的载荷的大小和方向是随机变化的，光靠若干个滚轮无法满足受力要求，而且此时的滚轮有一些受力，有一些不受力，所以这种方式能够有效的避免因压力作用产生的塔机侧翻现象，但是对于中国论文网因拉力作用产生的塔机侧翻现象却无能为力。另一方面，由于顶升时套架的上部分和回转支座连接在一起，因此上部结构所产生的载荷作用能够通过回转支座传递到顶升套架上面来。虽然顶升套架的结构刚度较差，但是回转支座所具有的刚度非常好，把两个不同刚度的框架式结构连接在一起使用是顶升套架结构的一个主要特性。此外在顶升加高时把塔机标准节推进来的时候是通过顶升结构的侧面完成的。也就是说，在进行顶升套架设计制造时，其中有一个侧面必须预留足够的空间，不允许有任何金属结构出现，才能满足顶升时把塔机标准节引入或推出来，这样的结构使套架的刚度和抵抗扭转的能力大大降低。以上这些因素在进行套架设计时必须充分考虑，以确保塔机的安全使用。 　　2 在进行顶升套架的设计时应当注意的问题 　　2. 1 套架框架和回转支座的结构差异造成的刚度差异 　　由于顶升时套架的上部分和回转支座连接在一起，套架上部结构的刚度会受到回转支座的影响，因此在进行顶升套架的设计制造时可以借助一些刚度较大的撑杆来替代实体的回转支座，该种方式下所获得的替代效果与实体回转支座相比较误差并不大，因此得到了广泛的应用和推广。中国论文网还有另一种方式就是设计时将回转支座直接划归为实体单元，把它和下部的套架框架构成一个混合单元建模进行计算，当然这种方式的计算比较麻烦，但是最终获得的结果较为直观。如需转载请注明摘自：中国论文网 　　2. 2 塔身结构刚度和滚轮之间的相互作用 　　通过上述分析可知，由于塔机顶升作业时上部结构的不平衡，造成其所产生的不平衡力主要由顶升套架与塔身之间的滚轮进行支撑。而滚轮的受力情况直接受到套架的刚度和塔身的刚度的共同影响。虽然在设计过程中已经充分考虑了套架的刚度，但是对于滚轮下部的接触点的支撑情况并不能作出较为准确的判断。在这种情况下，设计时我们可以将顶升套架结构和塔身相结合成为一个有机的整体，借助有限元分析软件(如ANSYS 软件)建立有限元模型，根据滚轮所受的压力或拉力进行定义，对创建的有限元模型进行计算。由于塔身的高度和滚轮的间隙产生变化时也会对塔身的刚度要求产生较大的影响，因此在实际计算时需要经过多次反复计算才能得到准确的结果。 　　2. 3 滚轮的受力情况 　　在使用有限元分析软件进行建模时要注意滚轮的受力情况。由于我们中国知网论文检测建模时是用杆单元来模拟滚轮进行计算的，但是在分析研究过程中发现，杆件能够承受拉力，但是滚轮不能够承受拉力，如此一来，就要将所创建的结构中承受拉力的滚轮去除，而对于承受压力的滚轮进行保留，再进行后续的计算。然而由于去除了受拉力的滚轮，就会导致原来承受压力的某些杆件转为承