地震灾区桥式起重机的应急检测技术

朱 沙，谭和平

（中国测试技术研究院，四川 成都 610021）

0 引言

我国是地震多发国家，国土面积的70%处于地震带上。桥式起重机广泛应用于工业生产、国防工程以及军事等领域，灾后的应急抢险和恢复生产活动离不开桥式起重机。

地震是属于短时间内的强烈破坏，对桥式起重机的影响是多方面的，对它的检测也因灾害而赋予新的测试需求，具有一定的特殊性。特别是地震发生时正在起重作业的桥式起重机，振动将会使起吊物震荡，成倍增加对起重机械的载荷，造成主梁剧烈振动，受力机构形变、开裂，主梁下挠、机构失灵等情况[1-2]。

起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成1个起升运动、1个或几个水平运动。例如，桥式起重机能完成起升、大车运行和小车运行3个运动。起重机械安全技术检查很大部分凭检验人员通过看、听、嗅、问、摸来进行。[2002]296号《起重机械监督检验规程》所规定的起重机械检验项目中占总项目70%以上是感官检验[3]。通过感官的看、听、嗅、问、摸对起重机械进行全面的直观诊断，来获得所需信息和数据。以上过程可归结为技术检验。

技术检验是负荷试验前的必要程序，目的在于检查起重设备的基本状况是否正常，揭露和消除设备存在的某些隐蔽缺陷，保证后续检查工作的安全。技术检验合格后，方能进行负荷试验。

针对地震对桥式起重机的破坏性的特点，可归结为承载房屋结构的基础问题、起重机承载受力结构的破坏和变形、起重机部件的损坏或功能的缺失。该文就桥式起重机在地震后的应急检测、应重点关注的项目和检测的方法及参数进行了探讨。

1 技术检验

1.1 承载房梁的基础检验

桥式起重机均有支承的建筑基础房梁结构，灾后检测首先应确认房屋基础是否开裂、沉降，房屋结构是否有损坏、裂纹，依照建标[2008]132号《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》[4]的要求进行检测。基本完好级与轻微损坏级可继续使用。

（1）基本完好级。地基基础保持稳定；承重构件及抗侧向作用构件完好；结构构造及连接保持完好；结构未发生倾斜和超过规定的变形。一般不需修理即可继续使用[4]。

（2）轻微损坏级。地基基础保持稳定；个别承重构件或抗侧向作用构件出现轻微裂缝；个别部位的结构构造及连接可能受到轻度损伤，尚不影响结构共同工作和构件受力；结构未发生影响使用安全的倾斜或变形；附属构、配件或其固定连接件可能有不同程度损坏，经一般修理后可继续使用[4]。

1.2 起重机承载受力结构的检验

（1）检查主要受力构件的变形或失稳情况，如结构主梁的刚度变形（下挠度和水平旁弯）、主梁腹板的稳定性（局部翘曲或塌陷）、桥架对角线超差变形等[5]。

对是否开裂不能确定，可用肥皂水泥渗透试验，若有汽泡为开裂，无汽泡为未开裂。

（2）检查各结构的高强度螺栓的连接、焊接是否开裂，主要受力构件断面腐蚀情况，必要时，对主梁焊缝进行无损探伤[5]。

（3）检查轨道的平直度、平行度、接头的高度差，与轨道基础的连接，轨道自身的磨损和缺陷[5]。

起重机轨道重合度、轨距、倾斜度等允许偏差见表1[6]。

表1 起重机轨道重合度、轨距、倾斜度等允许偏差

表1项目的检测可参考[2002]296号《起重机械监督检验规程》的要求。轨道的平直度、平行度、接头的高度差、主梁下挠等参数的检测，随着技术的发展更多采用激光法。激光检测具有精度高，方便快捷等特点，文献[7]利用激光的准直性和精确测量能力实现了桥式起重机轨道等参数的快速检测。

1.3 起重机部件或功能的检验

（1）吊钩。吊钩有无裂纹、剥裂等缺陷；开口度的增加量、扭转变形。吊钩危险断面磨损、开口度和扭转变形应符合GB 10051.2-1988《起重吊钩直柄吊钩技术条件》或GB6067-2010《起重机械安全规程》的要求。

（2）钢丝绳。考虑到钢丝绳可能受到的瞬间巨大拉力可能造成内部部分断裂，应采用钢丝绳探伤仪进行检测，断丝数不应超过[2002]296号《起重机械监督检验规程》附表4规定的数值。钢丝绳直径减小不大于公称直径7%。

（3）制动装置。制动器的拉杆、弹簧有无疲劳变形等缺陷；销轴、心轴、制动轮、制动摩擦片不能磨损超标；液压制动不应漏油；制动间隙调整、制动能力应符合要求。

（4）减速机。减速机运行时有无剧烈金属摩擦声、振动等异常声音；轴端密封是否完好；减速机润滑油面高低、开式齿轮传动润滑等符合要求。

（5）联轴器。联轴器零件有无缺损、连接松动、运行冲击现象；联轴器、销轴、轴销孔、缓冲橡胶圈磨损是否超标；联轴器与被连接的2个部件是否同心[5]。

1.4 电气检验

检查电气元件、电气保护装置的性能和可靠性，接地和接地电阻，绝缘和绝缘电阻等。

额定电压不大于500V时，电气线路对地的绝缘电阻，冷态时不低于0.8MΩ，潮湿环境不低于0.4MΩ。

1.5 起重机安全保护装置的检验

极限位置限制器。检查起重设备的升降机构、运行机构达到设定位置距离时能否发生报警信号，自动切断向危险方向运行的动力源。

起升机构到起升高度2/3时，点动上升，在吊钩滑轮与小车装置距离＞500 mm时，应有限位开关动作，使起升机构不能继续上升。

2 负荷试验

2.1 空载试验

用手转动制动器至最后一根传动轴一周，不得有被卡住现象。待一切经检查认为确实正常后，方可试车运转，此时应关闭端梁栏杆及舱门，控制器手柄扳到零位，合上保护盘的刀开关和紧急开关，然后按下启动按钮，起重机进入运行预备状态。开动小车控制器，空载小车沿道轨来回行走数次，车轮无明显打滑现象，启动、制动正常可靠，限位开关动作灵敏，车架上的缓冲器与桥架上的碰头相碰位置正确。开动起升机构，空钩升降数次，限位开关动作灵敏准确。把小车开至跨中，大车沿厂房全长来回行走数次，启动、制动车轮不应打滑，限位开关灵敏。大车缓冲器与终端车挡架相碰位置正确、坚固[8]。

静载试验：把小车停在桥架中间，起升1.25倍额定负荷，离地面100mm处，停悬10min，然后卸去负荷，检查桥架是否永久变形，反复试验3次后桥架不应有永久变形，检查实际上拱值应大于0.7S/1000。最后让小车停在桥架中间，起升额定负荷，检查主梁下挠值不应超过水平线以下S/700。

2.2 动载试验

以1.1倍额定负荷，使起升机构和运行机构反复运转，启动、制动各机构制动器，限位开关、电气控制应准确、可靠、灵敏，桥架振动正常，机构运转平稳，卸载后各机构和桥架无损伤和变形[8]。

主梁上拱值可采用全站仪来进行检测；载荷试验的下挠值的测量推荐采用激光进行测量。

将激光测距仪置于起重机主梁跨中测点的正下方地面上，空载小车置于梁的任意一端，开启激光测距仪，光点射向主梁跨中测点，获得初值；再将小车开至跨中点，加额定载荷，待主梁稳定后，用激光测距仪测出跨中测点两次距离的差值即为起重机主梁的下挠值[9]。

激光测距仪测量安全可靠，为非接触测量距离，易于目标瞄准，故在测量人员难以接近的部位或不宜到达点的特殊测量中及诸如起重机主梁静态刚性度的测量中现场载荷物体积过大等因素存在时尤其安全方便[10]。

激光器射入远端光电接收靶，光电接收靶的核心部件由四象限光电池和数字游标尺组成。通过激光束的对中检测，实现形变的精密测量。这是另一类的激光测量装置，也能实现桥式起重机多参数的快速测量[11]。

3 结束语

该文探讨了地震灾害后桥式起重机的应急检测应关注的项目和检测的方法，以及处于安全水平的参数，但并不能取代桥式起重机的日常检验。

[1]孙民，王志远，付为刚.桥式起重机起吊过程的动力学分析[J].机械，2010，37（5）：12-14，77.

[2]陈源.桥式起重机主梁下挠原因及危害分析[J].装备制造技术，2010（9）：161-162，167.

[3]起重机械监督检验规程[DB/OL].[2010-11-08].http：∥www.cnsb.cn/html/news/2/show_2355.html.

[4]住房和城乡建设部.地震灾后建筑鉴定与加固技术指南[M].1版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[5]黄进展.起重机械的安全技术检验探析[J].城市建设理论研究，2011（10）：17-19.

[6]范俊，时晶.对桥式起重机啃轨现象及原因的分析处理[J].化学工程与装备，2011（1）：121-122.

[7]李国辉，邰传志.激光测量法在桥式起重机啃轨检测中的应用[J].鞍钢技术，2011（3）：59-62.

[8]王立阳，王元斌.桥式起重机安装的步骤及要点分析[J].工会博览，2010（5）：169.

[9]田金金，陈志平，张巨勇，等.桥式起重机安全检测法综述及展望[J].机电工程，2009，26（3）：1-5.

[10]陈成.浅谈激光测距仪在起重机检验中的应用[J].中小企业管理与科技，2010（27）：116.

[11]侯绯.激光法测量桥、门式起重机主梁挠度[J].铁道货运，2004（3）：30-32.