平头塔机塔顶结构受力状态与设计方法研究

郭振坤，李 斌

（沈阳建筑大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110168）

近几年所出现的平头式塔机大多数都采用起重臂和平衡臂通联的形式，或通过塔顶架连接起重臂和平衡臂。在起重臂与平衡臂结合部，都要有杆件1 和杆件2 这2 根截面明显大于两侧腹杆的杆件构成一个三角形，作为承受起重臂上弦杆和平衡臂上弦杆拉力差的塔顶架，如图1 所示。

图1 三角形塔顶架

塔顶架可以直接铰接到上转台上，也可以与起重臂或平衡臂构建到一起。无论采用哪种方式，对于起重臂和平衡臂的受力状态都没有影响。但塔顶架顶部的位置对构成塔顶架的杆件本身以及对下部两支点的作用力都有影响。

本文研究这类三角形塔顶架顶部的位置与受力状态的关系，为这类结构设计提供参考。

1 塔顶三角架两根杆件轴力

塔顶三角架2 根杆件轴力如图2 所示。

图2 塔顶受力分析图

塔顶架所受的载荷主要是起重臂和平衡臂上弦杆的拉力差ΔF，图2 给出了两上弦杆拉力示意图，则拉力差ΔF=Fs2-Fs1。

Fs1是平衡臂侧上弦杆的最大拉力值，对于任意一台参数固定的塔机基本上都是固定值，ΔF的大小取决于起重臂上弦杆最大拉力Fs2的大小。由于在平衡重的设计中，通常采用最大满载前倾力矩等于空载后倾力矩，实质上是平衡臂一侧的配重与自重所产生的总后倾力矩在平衡了起重臂一侧全部自重载荷产生的前倾力矩的基础上，又平衡了活动载荷产生的最大前倾力矩总量的1/2。……