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塔式起重机是现代施工领域中的一种重要起重设备，具有起重量大、经济实用、安拆便捷，在工程建筑领域里有着广泛的应用。本文介绍了一种避雷器试验塔架，并以实际工程问题为依托，研究了这种塔架设计过程，以及在工程实际中遇到的一种槽钢导轨轮轨接触问题。
关于塔架设计方面，本文对塔架设计的基本方面做了简单概述，介绍了钢塔静力分析有限元理论基础，从设计方案和设计荷载等方面对该避雷器试验塔架进行了介绍。介绍了一款强大的有限元计算软件Msc.Marc，结合第四强度理论（Von Mises等效应力）以及有限元分析软件对塔架进行静力分析，并根据有限元计算结果对塔架构件、底座、基础抗拔、连接板等部件进行了验算，认为该塔架在静力强度验算中是偏安全的。同时指出，塔架静力分析中对槽钢导轨与导轨轮的接触的节点用铰接约束来模拟与实际情况并不相吻合，提出必须进行槽钢轮轨系统的三维弹塑性接触分析。
在接触分析中，首先对接触问题的描述以及数学描述做了一个基本介绍，研究了接触问题的经典理论和有限元接触分析方法，指出在面对接触边界条件的非线性、几何形状复杂接触体、多接触体分析以及塑性分析等问题中经典的赫兹接触理论具有非常大的局限性。随着计算机技术的发展，现代数值计算分析在接触分析中具有的优势，因此本文尝试利用有限元法进行接触分析。在进行接触分析前，先研究了简单接触体和在弹性条件下，把经典赫兹理论解和有限元计算结果进行了对比，指出有限元计算结果具有很高的计算精度，并在此基础上，进行了槽钢导轨轮轨系统三维弹塑性接触分析，对影响槽钢轮轨系统的因素做了比较。指出在工程实际中，由于施工质量等因素造成的导轨轮接触应力不均匀、半接触现象以及摩擦等因素会对槽钢轮轨接触系统造成很大的影响，往往很小的因素会造成轮轨系统的承载能力成倍的降低，并在接触分析的结果之上提出改进措施。