吊车支腿负荷及地基承载力计算实例

转载。

一、模型建立及臂架回转过程受力分析

汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示，G0为下车重量；G1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M；e0、e1为G1、G2位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R1、R2、R3、R4分别是四支腿的支反力,其中R2、R3为近吊装物处两支腿反力，三一CAC2200汽车起重机支腿间距如图1中，a=4.1m，b1=4.65m,b2=3.97m

    为简化计算，假设4条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。

       1、支点反力计算公式

由图1受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩M和吊重P，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得:

     图1： 支腿受力分析图

e0、1e为G0、G1位置到四支腿对称中心的距离。

       图2:  支腿反力计算公式

2、计算底盘重心点位置

吊套架时，所需吊重最大，为30m，臂长约为44.9m，根据额定起重表，幅度1最大吊重为17.5t>12t，满足起吊要求。

三一汽车起重机车长16m，宽8.2m，行驶状态车重55t

工作时配重75600kg。根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点G0，尺寸位置关系详见图2，由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。

图3  车轴及转盘中心位置尺寸

由轴重参数得：

    上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc为：

      RC=

(10250*2.488+10250*4.038+10500*5.588+11990*9.263+11990*11.393)/55000=6.32米    距车尾6.32+（16.694-15.816）=7.198米

    则下车重心G到臂架回转中心G的纵向距离为7.198-5.165=2.033m

    支腿纵距为8.62米，前支撑与对称轴中心为4.31米，上车配重及吊重支点G1到支腿对称轴中心O点距离e1=4.65-4.31=0.34m，下车重心G到支腿对称中心O的距离e0=2.033-0.34=1.693m。

     二 、吊机支腿反力计算

     吊重12t。

      1、由以上计算可知：

     a=4.2m，b=4.31m，e0=1.693m，e1=0.34m， G0=550KN,G1=765+120=885KN；

    (1)当起重臂旋转角度平行于塔吊对角线时，R3受力最大。α=44.3度，              sinα=0.697    cosα=0.715     M=1.2*120*30-765*4.05=1222KN.m

    R1=1/4{550（1+1.693/4.31）+7655*（1-0.34/4.31)-  (1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=1/4{550（1+0.393）+885*（1-0.079)-(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=1/4(766.15+815.1-405.7)=293.9KN

    R2=1/4{766.15+815.1-1222*（0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{1581.26-1222*（0.162-0.17)}=397.76KN

    R3=1/4{550（1-0.393）+885.1*（1+0.079)+(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}

=1/4{333.85+954.92+(1222*0.697/4.31+1222*0.715/4.2)}=423.62KN

    R4=1/4{550（1-0.393）+885*（1+0.079)+(1222*0.697/4.31-1222*0.715/4.2)}

=1/4{333.85+954.92+(1222*0.697/4.31-1222*0.715/4.2)}=319.75KN

    垫上双层钢板，车载钢板20公分厚，1.8*2.5=4.5个平方，423.62/4.5=95KN/平方。可以满足要求。

三、地基承载力检测：

    将配重放在R3支腿上方进行检验，求此时的支腿负荷

 R3受力最大。α=44.3度，sinα=0.697    cosα=0.715    G0=550KN,G1=550+765=1315KN；M=765*4.05=3098.25KN.M

   R1=1/4{550（1+1.693/4.31）+765*（1-0.34/4.31)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4{550（1+0.393）+765*（1-0.079)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(766.15+704.57-1028.62)=110.53KN

   R2=1/4{550（1+1.693/4.31）+765*（1-0.34/4.31)-3098.25(0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{550（1+0.393）+765*（1-0.079)-3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(766.15+704.57+24.79)=373.88KN

   R3=1/4{550（1-1.693/4.31）+765*（1+0.34/4.31)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4{550（1-0.393）+765*（1+0.079)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(333.85+825.44+1028.62)=546.98KN

   R4=1/4{550（1-1.693/4.31）+765*（1+0.34/4.31)+3098.25(0.697/4.31-0.715/4.2)}=1/4{550（1-0.393）+765*（1+0.079)+3098.25(0.697/4.31+0.715/4.2)}=1/4(333.85+825.44+24.79)=296.02KN

 结论：仅带配重试压时，支腿负荷大于吊装时的负荷，当检验合格时，吊车地基承载力符合要求。