橋式起重機在長期使用過程中，由于制造、使用和日常維修方法等多種因素的影響，會導致主梁下?lián)?。主梁發(fā)生永久變形時，橋式起重機小車行走運行阻力增加，并且造成主梁下蓋板及附近的腹板上出現(xiàn)裂紋、脫焊等現(xiàn)象，不能正常使用，最終導致報廢。通過對產(chǎn)生主梁下?lián)系脑蜻M行分析，制定一些規(guī)避措施，確保起重機正常使用。在主梁下?lián)狭踊那闆r下，積極采取預應力矯正的方法對主梁進行處理，可以起到延長橋式起重機壽命的作用，降低運行成本。筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗就下?lián)系脑颉⒂绊懞托蘩矸椒ㄟM行分析。
2.發(fā)生主梁下?lián)系脑蚍治?/strong>
造成箱形主梁下?lián)系脑蚴嵌喾矫娴?，有制造、使用的原因，也有運輸、安裝的原因，可歸納為以下幾方面。
2.1主梁結構產(chǎn)生內(nèi)應力的原因
箱形結構是一種焊接結構，由于焊接過程中局部加熱造成焊縫及附近加熱區(qū)金屬的收縮，產(chǎn)生了殘余應力。箱形主梁四條角焊縫引起的焊接內(nèi)應力如圖1所示，即上下蓋板焊縫附近為拉應力，中間為壓應力；腹板焊縫附近為拉應力，中間為壓應力；又由于主梁內(nèi)部筋板焊縫的應力疊加，腹板壓應力區(qū)域中心下移。由于焊接產(chǎn)生的殘余應力和工作應力疊加，結構的局部應力可能超過屈服極限而導致局部的塑性變形，從而使整個主梁產(chǎn)生永久變形。另一方面，由于自然時效使梁結構中的殘余應力在使用過程中逐漸消失，主梁會出現(xiàn)永久變形，這些永久變形就是造成主梁上拱減小或下?lián)献冃蔚闹饕颉?br />
2.2產(chǎn)生腹板波浪的原因
箱形主梁腹板波浪較大時，主梁下?lián)献冃我院?，腹板波浪由受拉區(qū)向受壓區(qū)集中，也就是靠近下蓋板的腹板波浪展平而靠近上蓋板的腹板波浪的波峰增大。腹板波浪變遷的過程也就是主梁下?lián)献冃蔚倪^程。
2.3超負荷和不合理使用
橋式起重機經(jīng)常超載或不合理使用，是主梁產(chǎn)生下?lián)系闹饕蛑?。實踐證明，當部分吊物的單件重量超過了起重機的額定載荷，致使起重機長期處于超負荷狀態(tài)；有時為趕工期、搶時間，采取”歇人不歇機”的方法，超工作級別使用起重機，使起重機長期處于疲勞狀態(tài)。以上兩種不科學的使用方法都會使主梁局部應力處于甚至超過屈服極限，從而導致主梁變形下?lián)稀８猩跽?，個別作業(yè)人員使用起重機拖拉重物，這是造成主梁下?lián)系闹匾颉?nbsp;
2.4走臺上蓋板氣割、焊接
在主梁蓋板上的加熱(氣割、焊接)會使主梁下?lián)?，在走臺上加熱，會使主梁向內(nèi)旁彎，所以要盡量避免在主梁金屬結構上氣割和焊接。如修理小車軌道時，因鏟下壓板，不應用氣割，必須進行焊接時要采取防止主梁變形的措施。
2.5高溫工作環(huán)境
在環(huán)境溫度較高場所使用的橋式起重機，其主梁長期處于高溫烘烤狀態(tài)，從而降低了金屬材料的屈服極限和產(chǎn)生溫度應力，一方面溫度應力與其他應力疊加后可能超過材料的屈服極限；另一方面由于主梁上下蓋板受熱不均勻，下蓋板溫度大大高于上蓋板，下蓋板伸長較多，最后導致主梁下?lián)稀?br />
2.6起重機不合理存放、吊運、安裝
由于起重機橋架系長、大結構件，彈性較大，不合理的存放、吊運和安裝都會引起橋架變形。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有些新起重機由于種種原因未及時安裝，在安裝前被隨處安放，沒有采取防止橋架變形的措施；有些新起重機在吊運、安裝過程中，沒有根據(jù)橋架重心和受力情況設計吊裝方案，采取野蠻吊裝而致使橋架變形。這些都是易引起起重機主梁下?lián)?。
3.下?lián)蠈ζ鹬貦C使用性能的影響
3.1對小車運行的影響
橋式起重機主梁在空載時，已出現(xiàn)嚴重的下?lián)献冃危撦d后小車軌道就會隨主梁一起產(chǎn)生變形，軌道就出現(xiàn)坡度，小車由跨中開往兩端時，小車不但要克服正常的運行阻力，而且要克服由爬坡而產(chǎn)生的附加阻力。據(jù)粗略估算，當主梁跨中下?lián)现颠_Lk/500時，小車運行阻力將增加40%，嚴重下?lián)闲≤囘\行機構電動機易燒毀。當小車由梯部向中間運行時，將出現(xiàn)“溜車”、速度加快和不能準確停車的現(xiàn)象，甚至導致事故。
3,2對小車的影響
當兩根主梁的下?lián)铣潭炔煌瑫r，會使小車的四個車輪不能同時與軌道接觸，形成小車“三條腿”現(xiàn)象。同時，隨著主梁下?lián)?，又引起了主梁的水平彎曲。主梁向?nèi)彎曲， 使小車軌距減少，軌距減小到一定數(shù)值時，雙輪緣小車將產(chǎn)生運行夾軌，外側單輪緣小車將會造成脫軌。
3.3對大車運行的影響
特別是對于具有集中驅動型式的橋式起重機，由于主梁下?lián)蠈⑹勾筌囘\行機構的傳動軸支架及結構一起下移，傳動軸彎曲。當傳動軸彎曲嚴重時，就會損壞軸頸，甚至會引起聯(lián)軸器的牙齒折斷，連接螺栓斷裂等，嚴重時會發(fā)生切軸現(xiàn)象，甚至燒毀電機。
3.4對主梁金屬結構的影響
主梁出現(xiàn)嚴重下?lián)喜a(chǎn)生永久變形時，主梁下蓋板和腹板的受拉區(qū)的應力已達到屈服極限，甚至在主梁下蓋板及附近的腹板上出現(xiàn)裂紋、脫焊的現(xiàn)象，直至不能使用，影響生產(chǎn)正常運行。
4.箱形主梁下?lián)闲迯头椒ǖ倪x擇
箱形主梁下?lián)系男迯?，目前常采用兩種方法，即火焰矯正法和預應力矯正法。
火焰矯正法原理：利用金屬熱塑性原理在主梁下蓋板和腹板局部區(qū)域用火焰加熱，冷卻收縮時產(chǎn)生向上拱起的永久變形，達到矯正主梁下?lián)系哪康摹?nbsp;
預應力矯正法：使起重機主梁在承受載荷前，預先張拉預應力拉桿施加應力，這個應力與工作應力的方向相反，抵消部分工作應力，達到主梁向上彎曲恢復上拱的目的。
火焰矯正法操作工藝較為復雜，不易控制上拱的程度，矯正后殘余應力避較大，使用性能不可靠，仍有再次下?lián)系目赡?，而預應力矯正法容易控制主梁上拱的程度，對施工人員的技術要求不太高，修理后拱度一般較為穩(wěn)定，主梁的強度、剛度均得到加強，修理周期較短、效果較好，筆者就預應力法的操作程序和計算方法進行介紹。
5.預應力矯正法要點
預應力矯正法矯正下?lián)?，是在主梁的下蓋板兩端焊上兩個支承架，然后把若干根兩端帶有螺紋的拉桿穿過支撐架，擰緊螺母，使拉桿受到張拉，主梁偏心受壓，使主梁向上拱起，從而達到矯正起重機主梁下?lián)匣謴蜕瞎暗哪康囊妶D2。
5.1結構要點
在預應力矯正法中拉桿端部結構尤為重要，見圖3。
(1) 拉桿。拉桿由端桿與圓鋼拉桿組焊而成，但必須保證其同軸度要求，焊后應仔細檢查，最好作探傷檢查。兩端帶螺紋部分的端桿，一般用45號鋼制作，為防其斷裂或滑扣，應保證其加工質量和材質要求。為了便于工人張拉，應盡量減少每根拉桿的張拉力。拉桿的設置可以單排或雙排排列，排列應對稱于主梁的垂直軸，其布置寬度一般不超過主梁的寬度。端桿的螺母分為工作螺母和防松螺母，工作螺母在張拉時，通過擰緊施加預應力并錨固拉桿以保持預應力的長期作用，由于拉桿拉張時的應力往往超過設計應力，因此工作螺母要求較厚，一般厚度65mm 為宜，并且材料與端桿材料相同，防松螺母的作用是防止工作螺母松動或拉桿斷裂而設置的，一般用Q235鋼制成。
(2)支承架。支承架的結構如圖4所示，由底板、立板和筋板焊成。采用單面角焊縫，底板與立板外面要求平整，以保證支承架與主梁下蓋板及工作螺母貼緊。支承架底板的寬度應略寬于主梁下蓋板的寬度，底板的厚度可與主梁下蓋板相等，焊縫高度近似板的厚度。立板為主要受力件，一般較厚，筋板間的距離與拉桿中心距相等，邊孔到板緣的距離不應小于80mm。
(3)托架。托架是為了防止或減少起重機運行過程中拉桿的顫動而設置的，一般每一主梁下設置三個，當跨度Lk大于22.5m可設5個，托架不允許焊在主梁腹板上，只能與下蓋板焊連。
5.2預應力矯正法的施工操作程序
操作程序見圖5。
安裝支承架、托架及拉桿時，通?？捎闷鹬貦C小車提升吊籠進行，無需卸下起重機。吊籠寬度一般不大于1.5m，而長度則要保證兩根主梁均可操作，吊籠內(nèi)應鋪木板，應保證工人操作的安全可靠。張拉預應力是安裝預應力拉桿的關鍵工序，應先將一端螺母全部擰上，然后到另一端收緊螺母。各螺母應逐個分次擰緊，不能一次擰緊到位。每擰一遍螺母時，均應測出主梁撓度的變化值，直到上拱度符合規(guī)范標準要求為止，張拉拉桿時，不能讓拉桿轉動，否則效果不佳且宜拉斷拉桿，如果拉桿長度大于24m，最好從兩端同時張拉。
5.3計算
(1) 主梁需調(diào)整的撓度。主梁需調(diào)整的撓度值即從主梁下?lián)系淖畹忘c到上拱標準值的調(diào)整量。
(2)每KN拉力的調(diào)撓值
(3)每根主梁需要的總拉力
(4)每根主梁調(diào)撓時所需拉桿數(shù)
(5)支承架立板厚度計算
計算支承架立板厚度按立板與工作螺母接觸圓周所受剪力決定單孔剪切力
(6)單孔受剪面積
(7)立板厚度計算
6.結束語
通過對橋式起重機主梁下?lián)显蚍治?，為今后工作中正確使用和維護橋式起重機提供理論依據(jù)。通過對預應力拉桿式矯正方法的闡述，利用預應力的原理，針對不同的修理對象，依據(jù)材料力學理論，設計了一系列合理、簡便的修理加固形式確定了配筋計算方法，并設計和制定了完善的修理工藝規(guī)程，能夠將預應力矯正法在工程中得到方便合理的應用，能夠快捷地解決橋式起重機長期使用過程中出現(xiàn)的主梁下?lián)蠁栴}，從而確保起重機安全運行，進一步延長起重機使用壽命。
