模块化施工技术的成熟与应用,使得大型履带式起重机成为大型工程建造期间的关键施工设备。吊车履带对地的压强与普通地基的承载力相比非常大,如果直接与地面接触,对地基承载力要求很高,地基处理成本也相对较高。为降低地基承载力的要求,吊机工作中就需要使用路基箱进行荷载分配。虽然路基箱也已经投入使用,也有相关文献进行了计算,但是其计算模型与实际情况相差较大,目前关于路基箱的计算仍然没有一个合理实用的计算模型。计算模型的选择会直接影响到吊车—路基箱—地基土相互作用体系计算的结果,如使用不正确的计算模型来指导实际作业,吊机很有可能会倾覆以至酿成重大事故。因此说计算模型的选取至关重要。利用通用有限元程序ANSYS,建立了三种常用的路基箱计算模型,系统验证了路基箱各种计算模型的可行性。对比结果显示:悬臂梁模型可以作为估算路基箱截面时的简化模型使用;弹性地基梁模型作为简化模型使用时不仅可以用来估算路基箱的截面,也可以用来研究路基箱的力学性能;接触模型具有较高的精度,能够合理地反映路基箱的力学特性。另外,本文还给出了采用悬臂梁模型和弹性地基梁模型进行简化计算时的系数值。吊车—路基箱—地基相互作用的研究中,最大的困难是缺乏必要的实测数据,从而使分析存在着许多不确定性,限制了其在实际工程设计中的应用。本文根据上述现象,对路基箱进行了原型试验。该试验是在实际工程地基上采用分级堆载配重的方式进行的,其目的有三点:积累必要的试验数据,了解整体系统的力学特性及规律;分析相互作用的机理;获取各级荷载下不同测点处的应变值和位移值,并与计算结果比较,验证计算模型的可行性。可靠性分析表明,路基箱的不同结构参数对其可靠性的影响各有不同,本文在此基础上进行了优化设计,使路基箱在能够满足使用要求的情况下符合易于加工,节省材料的要求。模拟吊车移动的工况表明,履带吊车移动至路基箱中部时,路基箱的应力达到最大,而并非其上表面受压面积最大的情况下。建议在进行路基箱的使用设计时,考虑履带吊车移动过程中路基箱的应力最大值。文中给出了路基箱在不同地基参数时的力学特性,研究表明可以通过改变基床系数来控制路基箱的应力和变形,以及分配吊车荷载的能力。在路基箱底部铺设黄沙,通过改变其厚度可以起到调节基床系数的目的。