塔机臂根铰点水平位移计算方法研究

才 冰，夏国伟，史 勇，吴 静，梅 琨

（抚顺永茂建筑机械有限公司，辽宁 抚顺 113126）

1 塔机臂根铰点水平位移概述

塔机臂根铰点水平位移即塔顶位移（静态刚性）是塔机行业十分关注的问题，历年来在型式试验、现场检验检测、结构设计、用户验收等各个方面都较重视这个参数，已经成为不可或缺的技术指标之一。

我国GB/T 13752-2017《塔式起重机设计规范》标准中5.6.2 条和GB/T5031-2019《塔式起重机》标准中5.2.5 条均对塔机塔顶位移（静态刚性）都做了规定。

早在20 世纪六七十年代，国外塔机理论界就已经提出：只要保持在弹性范围内，保证结构强度、稳定性满足使用要求，刚度主要由结构设计和不同的使用要求决定，塔顶位移并无统一的硬性规定。因为塔机使用的施工领域不同、塔身材料不同、企业加工的精度不同等等，无法达成一致意见。因而在DIN、FEM、BS 等设计规范里，均未对塔顶位移（静态刚度）作出相关规定。因为塔顶位移对塔身产生的附加力矩直接影响塔机强度、结构稳定性、抗倾翻稳定性。因此，塔机设计计算应包括塔顶位移。

塔顶位移的理论定义：塔机不承受横向载荷、塔顶力矩为零时，塔身中心线作为起始原点，额定载荷作用下，塔机起重臂根部连接处相对于无载荷作用时的水平偏移距离。

设塔顶力矩为Mt，塔顶垂直力Pt，塔身垂直力为P0，塔顶位移最大值为Δxmax，Δx由0 趋近于Δxmax，塔顶附加力矩ΔM=[Pt+0.4P0]Δxmax，此式中，0.4P0为考虑塔顶位移导致下面塔身弯曲变形引起塔身的重心变化[3]，使塔身力矩增大0.4Δxmax。

塔顶力矩最大值Mtmax