基于一臺通用橋式起重機升拱修復方法的探討

謝磊+戴夢湖

【摘 要】橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，起重量大等特點，并廣泛運用于各類型工廠車間。目前，根據(jù)其工況條件及使用時間的不同，已存在部分橋式起重機的箱型梁下?lián)霞肮岸葴p少等現(xiàn)象。本文基于一臺通用橋式起重機升拱修復現(xiàn)場試驗而進行的升拱方法探討。

【關(guān)鍵詞】橋式起重機；拱度；修復

一、設(shè)備概況

水泥公司生產(chǎn)車間的一臺通用橋式起重機，基本情況如表1：

二、設(shè)備主梁下?lián)显蚍治?/p>

造成橋式起重機主梁下?lián)系脑蚴嵌喾矫娴摹Ｈ缭O(shè)備本身的設(shè)計不合理，制造過程中的下料和焊接工藝不科學以及設(shè)備操作使用不規(guī)范等原因都可能導致起重機主梁下?lián)系男纬伞６槍Ρ疚姆治龅倪@臺設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備使用工況分析可知，該設(shè)備使用年限為14年，每天運行時間平均大于10小時，起重量限制器裝置失效且所吊物品為巖石（不排除超載情況）。因此，綜上分析導致該設(shè)備主梁下?lián)系闹饕蚴峭队脮r間長，高負荷運行等改變其工作級別的使用以及存在不規(guī)范操作等。

三、設(shè)備主梁修復方法的選定

目前，我國現(xiàn)行的起重機主梁下?lián)闲迯头椒ㄝ^多，概括起來主要分為：熱（冷）縮主梁受拉區(qū)和預應力張拉兩大類。此兩類方法雖采用形式、手段、材料有所區(qū)別，但修復原理都是采用反彎主梁，補強應力的技術(shù)路徑。通過對比兩類修復方法的特征及缺陷，得出以下分析：

（一）第一類修復方法

該方法是利用熱（冷）手段縮短主梁自身受拉區(qū)，依靠產(chǎn)生的偏心拉力來拉彎主梁，然后采用型鋼進行加固。目前應用較多的為火焰矯正法，此方法的原理是在主梁上局部加熱，使金屬結(jié)構(gòu)的某些地方產(chǎn)生塑性變形，冷卻后由殘余的局部收縮應力達到矯正的目的。利用火焰矯正法時要注意：

（1）加熱溫度應為700℃至800℃，此時鋼板呈現(xiàn)桃紅色，加熱溫度不應過高或過低。此時金屬的屈服極限趨近于零，處于“熱碳鋼”狀態(tài)，矯正效果最好。

（2）為了減小腹板的波浪度，加熱點應在隔板處。加熱點應避開主梁危險截面，經(jīng)加熱矯正后烤點部位應力加大，因此危險截面的負荷應力也加大，容易使矯正變形失效。

（3）同一位置不能重復加熱，不但效果不好，對金屬的金相組織也有損害。

（4）主梁變形矯正后主梁應加固。因矯正后主梁有較大應力，再加上多年使用，金屬材料疲勞度增加，剛性不足，如不加固，不但矯正效果得不到保持，變形現(xiàn)象也會加重。一般加固的方法是在主梁跨度內(nèi)下蓋板兩側(cè)用槽鋼做腹板，再加一層下蓋板，以增加主梁斷面。

此種方法矯正效果較好、施工工藝也較為簡單、靈活性強。但是火焰矯正時，將主梁矯正部位頂起，增加了施工難度和技術(shù)要求；且矯正后仍需要再用槽鋼加固主粱，否則將產(chǎn)生更嚴重的塑性變形，且不易二次修復。

（二）第二類修復方法

該方法是利用加裝的預應力拉筋，依靠施加偏心拉力的方法來拉彎主梁，從而達到修復主梁拱度并加強主梁應力強度的作用。目前應用較多的為預應力法，此方法的原理是是在主梁的下蓋板兩端通過固定支座，用預應力張拉多根鋼筋或鋼絲繩，使主梁受到一個彎矩（主梁上半部受拉應力，下半部受壓應力），在這彎矩作用下主梁恢復上拱。當主梁承受載荷作用時，工作壓力恰好和鋼筋預應力相反，這樣鋼筋預應力就可以抵消部分工作壓應力，從而提高了主梁的承載能力。利用預應力法時要注意：

（1）預應力法不適宜主梁的水平彎及局部變形，只適用于橋式起重機箱形主梁拱度下?lián)系某C正。

（2）拉筋安裝時應保證每根拉筋受力均勻，預加力對準偏軌梁的剪力線。

此種方法是一種主梁下?lián)铣C正的有效方法，矯正后上拱值準確并且穩(wěn)定，根據(jù)日常使用中的變化還可以隨時調(diào)整。并且矯正簡便可靠、容易準確控制、施工周期短、矯正成本低等。因此，根據(jù)該起重機使用工況及整機性能評估后，決定采取預應力法對該設(shè)備進行升拱修復。

四、修復結(jié)果分析及總結(jié)

設(shè)備修復前后，經(jīng)水準儀測量相關(guān)拱度參數(shù)，如表2所示：

通過表2相關(guān)數(shù)據(jù)不難看出，該設(shè)備梁1由修復前的下?lián)?9mm恢復至修復后的上拱23mm，梁2由修復前的下?lián)?5mm恢復至修復后的上拱23.5mm，修復效果明顯。而根據(jù)《GB/T14405-2011 通用橋式起重機》中5.3.9的規(guī)定“起重機在做靜載試驗時，應能承受1.25倍額定起重量的試驗載荷，主梁不應產(chǎn)生永久變形。靜載試驗后的主梁，當空載小車在極限位置時，上拱最高點應在跨度中部S/10范圍內(nèi)，其值不應小于0.7S/1000。”即修復后的設(shè)備在完成1.25倍載荷試驗后，上拱度不應小于H=0.7S/1000=0.7*22.5m/1000=15.75mm，而實際完成試驗后梁1的上拱度為19mm，梁2的上拱度為18mm，皆符合《GB/T14405-2011 通用橋式起重機》中5.3.9的要求。因此，本文所述的通用橋式起重機的升拱方法較為成功。

【參考文獻】

[1] 《TSG Q7016-2016 起重機械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗規(guī)則》

[2] 《GB6067.1-2010 起重機械 安全規(guī)程 第1部分 總則》

[3] 《TSG Q0002-2008 起重機械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-橋式起重機》

[4] 《GB/T14405-2011 通用橋式起重機》

[5] 《GB/T3811-2008 起重機設(shè)計規(guī)范》endprint