一种桥门式双梁起重机主梁上拱度检测方法研究

陈剑锋

摘 要：本文主要对相关标准中对上拱度的要求进行总结，介绍目前常用的三种上拱度检测方法，分析三种检测方法的优缺点，并提出一种全新的适用于桥门式双梁起重机主梁上拱度检测方法，即水准仪-激光测距仪-挡光板法。通过具体应用可知，水准仪-激光测距仪-挡光板检测法操作简单方便，检测结果准确，检测方法安全可靠，是一种值得广泛推广的好方法。

关键词：桥门式起重机;主梁上拱度;检测方法

中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：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

起重机的金属结构必须满足强度、刚性和稳定性的要求。而这里的刚性经常通过在载荷作用下的变形量表示，为保证起重机的正常运行，刚性必须控制在一定范围内。而为了补充自重和部分移动载荷作用，主梁常制成均匀向上拱起的形状，称上拱度。通用桥式起重机主梁制成一定上拱度的形状，可防止抵消小车带载运行时主梁产生的变形，从而减少小车运行时的爬坡和下坡斜率，减少小车在带载运行中产生的附加阻力或自行滑动，以及制动时的溜车现象。

1 相关标准中的规定

《起重机 术语 第5部分：桥式和门式起重机》（GB/T 6974.5—2008）[1]对上拱度的定义为：以桥架两端梁上平面为基准，主梁跨中向上弯曲的最大上拱度值称为主梁的上拱度。受起重量、小车重量和主梁自重等的影响，起重机主梁会产生弹性下挠。而起重小车会因主梁下挠而产生爬坡或刹不住车的现象，这不但会使起重机不能正常工作，而且还容易引发事故。为了减少坡度阻力，抵消下挠变形，使起重小车在运行中保持水平，主梁常常设置上拱，以补偿自重引起的挠度和部分移动载荷引起的挠度。

在具体预制上拱的数值规定上，各个国家相关标准规定是不一样的，而且随着设计理论和制造工艺水平的提高，其要求也在发生变化。目前，国内标准中涉及桥、门式起重机的标准主要有：《起重机设计规范》（GB/T 3811—2008）[2]、《起重机械安全规程 第1部分：总则》 （GB 6067.1—2010）[3]、《起重机械安全规程 第5部分：桥式和门式起重机》（GB 6067.5—2014）[4]、《起重机 刚性 桥式和门式起重机》（GB/T 30561—2014）[5]、《通用桥式起重机》（GB/T 14405—2011）[6]和《通用门式起重机》（GB/T 14405—2011）[7]等。以《通用桥式起重机》（GB/T 14405—2011）[6]和《通用门式起重机》（GB/T 14405—2011）[7]为例，其对主梁的上拱度有明确的要求：主梁应有上拱度，静载试验后的主梁，当空载小车处于支腿支点位置时，上拱最高点应在跨度中部S/10范围内，其值不应小于0.7S/1 000。

为了满足相关标准要求，国内桥门式起重机制造商积累了丰富的制作主梁上拱度和控制主梁下挠的经验，如在主梁制造时多采用二次抛物线、正弦曲线、四次函数和三折线等方法腹板下料等，主梁上拱曲線如图1所示。

2 上拱度检测

2.1 常规检测方法

拱度对起重机的实际意义不可忽视，拱度的测试对保证桥门式起重机的安全运行有较大作用，特别是对多年使用的起重机。随着使用年限的增加，主梁上拱度会随着起重机的反复加载变小，因此，需要对起重机的上拱度进行定期检测，以及时发现问题，防患于未然。目前，应用比较广泛的起重机主梁上拱度检验的方法主要有拉钢丝法、水准仪-激光测距仪法以及全站仪法[8]。

拉钢丝法是指静载试验后，空小车停在极限位置，然后用直径为0.49～0.52mm的钢丝绳，将钢丝的两端（距端梁越近越好）用等高块支起，钢丝绳一端用量程大于150N的扁形测力计拉住，另一端与固定支座连接。然后，用钢直尺测量主梁跨中（S/10范围内最大值）、等高块处细钢丝到主梁面的垂直距离，用等高块处的平均值减去主梁跨中测量值，再减去钢丝下垂修正值即是主梁上拱度值。

水准仪-激光测距仪测量法是指静载试验后，空小车停在极限位置，将水准仪放在适当位置，调平，激光测距仪放置在主梁下方，将钢直尺固定在激光测距仪上，用水准仪找到一个平面，使得在主梁跨中（S/10范围内最大值）、端梁中心（支腿支点）处，通过水准仪读出的读数一致。设H为所求拱度值，用激光测距仪在左端梁中心（支腿支点）点的读数为a，在右端梁中心（支腿支点）点的读数为b，在主梁跨中点的读数为c，则起重机的拱度为：

2.2 水准仪-激光测距仪–挡光板法

根据上述方法的优缺点，本文提出一种全新的适用于桥门式双梁起重机主梁上拱度检测方法，即水准仪-激光测距仪-挡光板法。该方法需要准备的仪器和配套工具有水准仪、激光测距仪、磁铁和表面平整的1～3mm的塑料或金属挡光板，挡光板的尺寸约为180mm×100mm。

主要测试过程如下。

①将小车停在1/4跨度位置，将挡光板放在两个主梁的上盖板上方，用磁铁固定，板材一端向内悬空伸出，如图2所示。每个主梁上可以同时放3块挡光板，其中跨中1块，两端各1块。

②起重机静载试验后，将空载小车移动至极限位置，选择合适的位置架设水准仪，保证水准仪检测视线前方没有遮挡物。

③在激光测距仪与水准仪观测点高度处做一标记，测试数据时始终保持标记点与水准仪的观察平面重合。

④激光测距仪放在挡光板伸出部分的正下方，开启激光束，使激光点处在板材上，调整激光测距仪支架高度，保证标记点与水准仪的观察平面重合，操作激光测距仪，依次读取6个测试数据，并做好相应的测试记录。

⑤测试结束后，根据检测结果，计算上拱度值。

3 检测实例

现场采用拉钢丝法、水准仪-激光测距仪-挡光板法对一台QD5t-10.5m A7的起重机主梁上拱度进行检测，检测结果如表1所示。

按照《通用桥式起重机》（GB/T 14405—2011）的要求，跨度為10.5m的起重机，主梁上拱度应不小于7.35mm。从检测结果可以看出，两种检测方法得出的结果均满足标准要求，并且检测结果相差不超过1mm。

4 结论

与拉钢丝法、水准仪-激光测距仪法、全站仪法相比，水准仪-激光测距仪-挡光板检测法操作简单方便，检测结果准确，检测方法安全可靠，是一种值得广泛推广的好方法。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.起重机 术语 第5部分：桥式和门式起重机：GB/T 6974.5—2008[S].北京：中国标准出版社，2009.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.起重机设计规范：GB/T 3811—2008[S].北京：中国标准出版社，2009.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.起重机械安全规程 第1部分：总则：GB 6067.1—2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.起重机械安全规程 第5部分：桥式和门式起重机：GB 6067.5—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.起重机 刚性 桥式和门式起重机：GB/T 30561—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.通用桥式起重机：GB/T 14405—2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.通用门式起重机：GB/T 14406—2011[S].北京：中国标准出版社发行，2011.

[8]许其伟.论述起重机主梁上拱度检验检测[J].商品与质量·学术观察，2012（11）：270.