塔式起重机(本文简称塔机)是工程建设中必不可少的大型运输设备,对社会发展过程中生产效率的提高以及施工难度的降低起到不可忽视的作用,但其作为特种设备由于各种结构损伤问题例如塔身高强连接螺栓松动及结构主肢断裂等原因导致塔机倒塌等安全事故数不胜数。随着施工安全管理要求的不断提高,对塔式起重机的使用管理、安全管理、信息化管理都提出了新要求。因此,如何快速进行损伤监测成为保证塔机安全运行的关键环节之一。本文以QTZ80型塔式起重机为研究对象,在基于塔身静态图谱的塔身结构损伤识别方法的基础上,建立了塔身结构损伤图谱,并与课题组在塔机现场实验数据相结合验证该型塔式起重机在起升工况下的动力学特性。具体内容如下:(1)描述了塔式起重机平衡臂主肢界面变化引起的宏观表征。通过对平头式塔机6010的有限元分析,找到平衡臂主肢材料截面在公差范围内的变化对塔身顶端轨迹的影响和干扰规律,从特征点位移、应力变化、固有频率等方面分析了平衡臂主肢几何形状在国家标准允许范围内变化时的影响,确定塔机平衡臂主肢钢结构材料变化引起监测点x向位移最大变化为0.152mm。(2)确定了塔身顶端轨迹在起升过程中的安全范围。利用塔机的Adams动态仿真模型与真实塔机实验之间的数据偏差,确定了其在塔机完好状态下起升过程中的监测点偏移上下限。(3)构造了塔身顶端轨迹的表达方式。将塔机在模拟各种工况下测量点的偏移数据以及实际测量数据以矩阵形式展现,计算出其在安全状态下,塔机的实际偏移量与模拟偏移量之间的偏差。(4)研究了根据塔机起升过程中监测点位移变化确定损伤的方法。根据塔机在起升过程中由于刚度变化引起的监测点位置的变化规律,通过监测点相对位移来计算损伤前后的刚度对比系数,当刚度对比系数小于1时,即认为损伤发生。总之,本文在对塔身顶端轨迹图谱特征进行研究的基础上,建立了塔身连接螺栓在各塔身标准节主肢不同位置发生损伤的图谱,构造了以刚度对比系数识别损伤的方法。