大型履帶吊機(jī)路基箱力學(xué)性能研究.pdf

1、模塊化施工技術(shù)的成熟與應(yīng)用,使得大型履帶式起重機(jī)成為大型工程建造期間的關(guān)鍵施工設(shè)備。吊車履帶對(duì)地的壓強(qiáng)與普通地基的承載力相比非常大,如果直接與地面接觸,對(duì)地基承載力要求很高,地基處理成本也相對(duì)較高。為降低地基承載力的要求,吊機(jī)工作中就需要使用路基箱進(jìn)行荷載分配。雖然路基箱也已經(jīng)投入使用,也有相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)算,但是其計(jì)算模型與實(shí)際情況相差較大,目前關(guān)于路基箱的計(jì)算仍然沒有一個(gè)合理實(shí)用的計(jì)算模型。計(jì)算模型的選擇會(huì)直接影響到吊車—路基箱—地

2、基土相互作用體系計(jì)算的結(jié)果,如使用不正確的計(jì)算模型來指導(dǎo)實(shí)際作業(yè),吊機(jī)很有可能會(huì)傾覆以至釀成重大事故。因此說計(jì)算模型的選取至關(guān)重要。利用通用有限元程序ANSYS,建立了三種常用的路基箱計(jì)算模型,系統(tǒng)驗(yàn)證了路基箱各種計(jì)算模型的可行性。對(duì)比結(jié)果顯示：懸臂梁模型可以作為估算路基箱截面時(shí)的簡(jiǎn)化模型使用；彈性地基梁模型作為簡(jiǎn)化模型使用時(shí)不僅可以用來估算路基箱的截面,也可以用來研究路基箱的力學(xué)性能；接觸模型具有較高的精度,能夠合理地反映路基箱的力學(xué)

3、特性。另外,本文還給出了采用懸臂梁模型和彈性地基梁模型進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)的系數(shù)值。吊車—路基箱—地基相互作用的研究中,最大的困難是缺乏必要的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),從而使分析存在著許多不確定性,限制了其在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本文根據(jù)上述現(xiàn)象,對(duì)路基箱進(jìn)行了原型試驗(yàn)。該試驗(yàn)是在實(shí)際工程地基上采用分級(jí)堆載配重的方式進(jìn)行的,其目的有三點(diǎn)：積累必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù),了解整體系統(tǒng)的力學(xué)特性及規(guī)律；分析相互作用的機(jī)理；獲取各級(jí)荷載下不同測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)變值和位移值,并與計(jì)算結(jié)

4、果比較,驗(yàn)證計(jì)算模型的可行性。可靠性分析表明,路基箱的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其可靠性的影響各有不同,本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使路基箱在能夠滿足使用要求的情況下符合易于加工,節(jié)省材料的要求。模擬吊車移動(dòng)的工況表明,履帶吊車移動(dòng)至路基箱中部時(shí),路基箱的應(yīng)力達(dá)到最大,而并非其上表面受壓面積最大的情況下。建議在進(jìn)行路基箱的使用設(shè)計(jì)時(shí),考慮履帶吊車移動(dòng)過程中路基箱的應(yīng)力最大值。文中給出了路基箱在不同地基參數(shù)時(shí)的力學(xué)特性,研究表明可以通過改變基床系數(shù)