基于一台通用桥式起重机升拱修复方法的探讨

谢磊+戴梦湖

【摘 要】桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。具有结构简单，维修方便，起重量大等特点，并广泛运用于各类型工厂车间。目前，根据其工况条件及使用时间的不同，已存在部分桥式起重机的箱型梁下挠及拱度减少等现象。本文基于一台通用桥式起重机升拱修复现场试验而进行的升拱方法探讨。

【关键词】桥式起重机；拱度；修复

一、设备概况

水泥公司生产车间的一台通用桥式起重机，基本情况如表1：

二、设备主梁下挠原因分析

造成桥式起重机主梁下挠的原因是多方面的。如设备本身的设计不合理，制造过程中的下料和焊接工艺不科学以及设备操作使用不规范等原因都可能导致起重机主梁下挠的形成。而针对本文分析的这台设备，根据现场设备使用工况分析可知，该设备使用年限为14年，每天运行时间平均大于10小时，起重量限制器装置失效且所吊物品为岩石（不排除超载情况）。因此，综上分析导致该设备主梁下挠的主要原因是投用时间长，高负荷运行等改变其工作级别的使用以及存在不规范操作等。

三、设备主梁修复方法的选定

目前，我国现行的起重机主梁下挠修复方法较多，概括起来主要分为：热（冷）缩主梁受拉区和预应力张拉两大类。此两类方法虽采用形式、手段、材料有所区别，但修复原理都是采用反弯主梁，补强应力的技术路径。通过对比两类修复方法的特征及缺陷，得出以下分析：

（一）第一類修复方法

该方法是利用热（冷）手段缩短主梁自身受拉区，依靠产生的偏心拉力来拉弯主梁，然后采用型钢进行加固。目前应用较多的为火焰矫正法，此方法的原理是在主梁上局部加热，使金属结构的某些地方产生塑性变形，冷却后由残余的局部收缩应力达到矫正的目的。利用火焰矫正法时要注意：

（1）加热温度应为700℃至800℃，此时钢板呈现桃红色，加热温度不应过高或过低。此时金属的屈服极限趋近于零，处于“热碳钢”状态，矫正效果最好。

（2）为了减小腹板的波浪度，加热点应在隔板处。加热点应避开主梁危险截面，经加热矫正后烤点部位应力加大，因此危险截面的负荷应力也加大，容易使矫正变形失效。

（3）同一位置不能重复加热，不但效果不好，对金属的金相组织也有损害。

（4）主梁变形矫正后主梁应加固。因矫正后主梁有较大应力，再加上多年使用，金属材料疲劳度增加，刚性不足，如不加固，不但矫正效果得不到保持，变形现象也会加重。一般加固的方法是在主梁跨度内下盖板两侧用槽钢做腹板，再加一层下盖板，以增加主梁断面。

此种方法矫正效果较好、施工工艺也较为简单、灵活性强。但是火焰矫正时，将主梁矫正部位顶起，增加了施工难度和技术要求；且矫正后仍需要再用槽钢加固主粱，否则将产生更严重的塑性变形，且不易二次修复。

（二）第二类修复方法

该方法是利用加装的预应力拉筋，依靠施加偏心拉力的方法来拉弯主梁，从而达到修复主梁拱度并加强主梁应力强度的作用。目前应用较多的为预应力法，此方法的原理是是在主梁的下盖板两端通过固定支座，用预应力张拉多根钢筋或钢丝绳，使主梁受到一个弯矩（主梁上半部受拉应力，下半部受压应力），在这弯矩作用下主梁恢复上拱。当主梁承受载荷作用时，工作压力恰好和钢筋预应力相反，这样钢筋预应力就可以抵消部分工作压应力，从而提高了主梁的承载能力。利用预应力法时要注意：

（1）预应力法不适宜主梁的水平弯及局部变形，只适用于桥式起重机箱形主梁拱度下挠的矫正。

（2）拉筋安装时应保证每根拉筋受力均匀，预加力对准偏轨梁的剪力线。

此种方法是一种主梁下挠矫正的有效方法，矫正后上拱值准确并且稳定，根据日常使用中的变化还可以随时调整。并且矫正简便可靠、容易准确控制、施工周期短、矫正成本低等。因此，根据该起重机使用工况及整机性能评估后，决定采取预应力法对该设备进行升拱修复。

四、修复结果分析及总结

设备修复前后，经水准仪测量相关拱度参数，如表2所示：

通过表2相关数据不难看出，该设备梁1由修复前的下挠59mm恢复至修复后的上拱23mm，梁2由修复前的下挠55mm恢复至修复后的上拱23.5mm，修复效果明显。而根据《GB/T14405-2011 通用桥式起重机》中5.3.9的规定“起重机在做静载试验时，应能承受1.25倍额定起重量的试验载荷，主梁不应产生永久变形。静载试验后的主梁，当空载小车在极限位置时，上拱最高点应在跨度中部S/10范围内，其值不应小于0.7S/1000。”即修复后的设备在完成1.25倍载荷试验后，上拱度不应小于H=0.7S/1000=0.7*22.5m/1000=15.75mm，而实际完成试验后梁1的上拱度为19mm，梁2的上拱度为18mm，皆符合《GB/T14405-2011 通用桥式起重机》中5.3.9的要求。因此，本文所述的通用桥式起重机的升拱方法较为成功。

【参考文献】

[1] 《TSG Q7016-2016 起重机械安装改造重大修理监督检验规则》

[2] 《GB6067.1-2010 起重机械 安全规程 第1部分 总则》

[3] 《TSG Q0002-2008 起重机械安全技术监察规程-桥式起重机》

[4] 《GB/T14405-2011 通用桥式起重机》

[5] 《GB/T3811-2008 起重机设计规范》endprint