一種橋門式雙梁起重機主梁上拱度檢測方法研究

陳劍鋒

摘 要：本文主要對相關標準中對上拱度的要求進行總結，介紹目前常用的三種上拱度檢測方法，分析三種檢測方法的優缺點，并提出一種全新的適用于橋門式雙梁起重機主梁上拱度檢測方法，即水準儀-激光測距儀-擋光板法。通過具體應用可知，水準儀-激光測距儀-擋光板檢測法操作簡單方便，檢測結果準確，檢測方法安全可靠，是一種值得廣泛推廣的好方法。

關鍵詞：橋門式起重機;主梁上拱度;檢測方法

中圖分類號：TH215 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）05-0052-03

Abstract： This paper summarized the requirements of the related standards for the upper camber， introduced three commonly used methods for the detection of the upper camber， analysed the advantages and disadvantages of the three methods， and put forward a new method for the detection of the upper camber of the main girder of the bridge-portal double-girder crane， that is， the level-laser rangefinder-light shield method. Through specific application， it can be seen that the leveling instrument-laser rangefinder-light shield detection method is simple and convenient to operate， accurate detection results， safe and reliable detection methods， and it is a good method worthy of wide promotion.

Keywords： overhead and gantry crane;main girder camber;test method

起重機的金屬結構必須滿足強度、剛性和穩定性的要求。而這里的剛性經常通過在載荷作用下的變形量表示，為保證起重機的正常運行，剛性必須控制在一定范圍內。而為了補充自重和部分移動載荷作用，主梁常制成均勻向上拱起的形狀，稱上拱度。通用橋式起重機主梁制成一定上拱度的形狀，可防止抵消小車帶載運行時主梁產生的變形，從而減少小車運行時的爬坡和下坡斜率，減少小車在帶載運行中產生的附加阻力或自行滑動，以及制動時的溜車現象。

1 相關標準中的規定

《起重機 術語 第5部分：橋式和門式起重機》（GB/T 6974.5—2008）[1]對上拱度的定義為：以橋架兩端梁上平面為基準，主梁跨中向上彎曲的最大上拱度值稱為主梁的上拱度。受起重量、小車重量和主梁自重等的影響，起重機主梁會產生彈性下撓。而起重小車會因主梁下撓而產生爬坡或剎不住車的現象，這不但會使起重機不能正常工作，而且還容易引發事故。為了減少坡度阻力，抵消下撓變形，使起重小車在運行中保持水平，主梁常常設置上拱，以補償自重引起的撓度和部分移動載荷引起的撓度。

在具體預制上拱的數值規定上，各個國家相關標準規定是不一樣的，而且隨著設計理論和制造工藝水平的提高，其要求也在發生變化。目前，國內標準中涉及橋、門式起重機的標準主要有：《起重機設計規范》（GB/T 3811—2008）[2]、《起重機械安全規程 第1部分：總則》 （GB 6067.1—2010）[3]、《起重機械安全規程 第5部分：橋式和門式起重機》（GB 6067.5—2014）[4]、《起重機 剛性 橋式和門式起重機》（GB/T 30561—2014）[5]、《通用橋式起重機》（GB/T 14405—2011）[6]和《通用門式起重機》（GB/T 14405—2011）[7]等。以《通用橋式起重機》（GB/T 14405—2011）[6]和《通用門式起重機》（GB/T 14405—2011）[7]為例，其對主梁的上拱度有明確的要求：主梁應有上拱度，靜載試驗后的主梁，當空載小車處于支腿支點位置時，上拱最高點應在跨度中部S/10范圍內，其值不應小于0.7S/1 000。

為了滿足相關標準要求，國內橋門式起重機制造商積累了豐富的制作主梁上拱度和控制主梁下撓的經驗，如在主梁制造時多采用二次拋物線、正弦曲線、四次函數和三折線等方法腹板下料等，主梁上拱曲線如圖1所示。

2 上拱度檢測

2.1 常規檢測方法

拱度對起重機的實際意義不可忽視，拱度的測試對保證橋門式起重機的安全運行有較大作用，特別是對多年使用的起重機。隨著使用年限的增加，主梁上拱度會隨著起重機的反復加載變小，因此，需要對起重機的上拱度進行定期檢測，以及時發現問題，防患于未然。目前，應用比較廣泛的起重機主梁上拱度檢驗的方法主要有拉鋼絲法、水準儀-激光測距儀法以及全站儀法[8]。

拉鋼絲法是指靜載試驗后，空小車停在極限位置，然后用直徑為0.49～0.52mm的鋼絲繩，將鋼絲的兩端（距端梁越近越好）用等高塊支起，鋼絲繩一端用量程大于150N的扁形測力計拉住，另一端與固定支座連接。然后，用鋼直尺測量主梁跨中（S/10范圍內最大值）、等高塊處細鋼絲到主梁面的垂直距離，用等高塊處的平均值減去主梁跨中測量值，再減去鋼絲下垂修正值即是主梁上拱度值。

水準儀-激光測距儀測量法是指靜載試驗后，空小車停在極限位置，將水準儀放在適當位置，調平，激光測距儀放置在主梁下方，將鋼直尺固定在激光測距儀上，用水準儀找到一個平面，使得在主梁跨中（S/10范圍內最大值）、端梁中心（支腿支點）處，通過水準儀讀出的讀數一致。設H為所求拱度值，用激光測距儀在左端梁中心（支腿支點）點的讀數為a，在右端梁中心（支腿支點）點的讀數為b，在主梁跨中點的讀數為c，則起重機的拱度為：

2.2 水準儀-激光測距儀–擋光板法

根據上述方法的優缺點，本文提出一種全新的適用于橋門式雙梁起重機主梁上拱度檢測方法，即水準儀-激光測距儀-擋光板法。該方法需要準備的儀器和配套工具有水準儀、激光測距儀、磁鐵和表面平整的1～3mm的塑料或金屬擋光板，擋光板的尺寸約為180mm×100mm。

主要測試過程如下。

①將小車停在1/4跨度位置，將擋光板放在兩個主梁的上蓋板上方，用磁鐵固定，板材一端向內懸空伸出，如圖2所示。每個主梁上可以同時放3塊擋光板，其中跨中1塊，兩端各1塊。

②起重機靜載試驗后，將空載小車移動至極限位置，選擇合適的位置架設水準儀，保證水準儀檢測視線前方沒有遮擋物。

③在激光測距儀與水準儀觀測點高度處做一標記，測試數據時始終保持標記點與水準儀的觀察平面重合。

④激光測距儀放在擋光板伸出部分的正下方，開啟激光束，使激光點處在板材上，調整激光測距儀支架高度，保證標記點與水準儀的觀察平面重合，操作激光測距儀，依次讀取6個測試數據，并做好相應的測試記錄。

⑤測試結束后，根據檢測結果，計算上拱度值。

3 檢測實例

現場采用拉鋼絲法、水準儀-激光測距儀-擋光板法對一臺QD5t-10.5m A7的起重機主梁上拱度進行檢測，檢測結果如表1所示。

按照《通用橋式起重機》（GB/T 14405—2011）的要求，跨度為10.5m的起重機，主梁上拱度應不小于7.35mm。從檢測結果可以看出，兩種檢測方法得出的結果均滿足標準要求，并且檢測結果相差不超過1mm。

4 結論

與拉鋼絲法、水準儀-激光測距儀法、全站儀法相比，水準儀-激光測距儀-擋光板檢測法操作簡單方便，檢測結果準確，檢測方法安全可靠，是一種值得廣泛推廣的好方法。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.起重機 術語 第5部分：橋式和門式起重機：GB/T 6974.5—2008[S].北京：中國標準出版社，2009.

[2]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.起重機設計規范：GB/T 3811—2008[S].北京：中國標準出版社，2009.

[3]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.起重機械安全規程 第1部分：總則：GB 6067.1—2010[S].北京：中國標準出版社，2010.

[4]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.起重機械安全規程 第5部分：橋式和門式起重機：GB 6067.5—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[5]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.起重機 剛性 橋式和門式起重機：GB/T 30561—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[6]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.通用橋式起重機：GB/T 14405—2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

[7]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.通用門式起重機：GB/T 14406—2011[S].北京：中國標準出版社發行，2011.

[8]許其偉.論述起重機主梁上拱度檢驗檢測[J].商品與質量·學術觀察，2012（11）：270.