橋式起重機(jī)應(yīng)力測試案例

橋式起重機(jī)是一種橋架在高架軌道上運(yùn)行的橋架式起重機(jī)，由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬機(jī)構(gòu)組成，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。由于小車長期的載荷作業(yè)，起重機(jī)的主梁出現(xiàn)下?lián)?、旁彎、主梁腹板波浪變形，甚至斷裂情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。

本文以一臺（20t+20t）雙小車料箱橋式起重機(jī)為測試對象，對其進(jìn)行應(yīng)力測試，檢測起重機(jī)在額定載荷作用下，結(jié)構(gòu)承受靜載荷的能力，以及主梁變截面開裂處主應(yīng)力。檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)件在35.7t載荷作用下結(jié)構(gòu)承受動(dòng)載的能力。然后判斷其金屬結(jié)構(gòu)是否滿足靜強(qiáng)度和動(dòng)強(qiáng)度的工作要求，從而可以避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生，排除安全隱患。

靜載應(yīng)力測試與分析

檢測設(shè)備與方法

采用JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀對橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜載應(yīng)力測試，靜態(tài)應(yīng)變儀采用半橋電路進(jìn)行接橋。首先確定所需布置的應(yīng)力測點(diǎn)，用打磨儀對確定的應(yīng)力測試位置進(jìn)行打磨，再按要求粘貼應(yīng)變片，因?yàn)锽、C兩點(diǎn)應(yīng)力比較復(fù)雜（圖1），所以在這兩處分別布置一個(gè)應(yīng)變花，其次把應(yīng)變片用導(dǎo)線和靜態(tài)應(yīng)變儀相連，分別在工況Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下對西側(cè)主梁截面（B處），A截面和東側(cè)主梁截面（C處）進(jìn)行靜載應(yīng)力檢測。

根據(jù)下面所述的檢測工況操作過程，在三個(gè)工況進(jìn)行測量結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)載荷下的結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度。最后用靜態(tài)應(yīng)變儀分別對三個(gè)工況進(jìn)行測試，并將自動(dòng)記錄的應(yīng)力數(shù)據(jù)結(jié)果整理成表，根據(jù)測試的結(jié)果分析判斷結(jié)構(gòu)承受靜載能力，是否滿足結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度要求。需要注意的是，因?yàn)?/span>B和C處貼的是應(yīng)變花，所有需根據(jù)第四強(qiáng)度理論分別把B處、C處的應(yīng)力合成一個(gè)主應(yīng)力。

靜載應(yīng)力測點(diǎn)布置

橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測點(diǎn)的選擇主要是通過對橋式起重機(jī)實(shí)際工作載荷下的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，并結(jié)合起重機(jī)作業(yè)和檢測的歷史記錄，以及同類型起重機(jī)結(jié)構(gòu)的破壞情況，來確定金屬結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)區(qū)域，并在這些區(qū)域內(nèi)選取適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為靜載應(yīng)力測點(diǎn)。

根據(jù)上面所述，主要選擇主梁跨中區(qū)域（圖1中A處），西側(cè)主梁末端與端梁聯(lián)結(jié)角焊縫截面（圖1中B處），以及東側(cè)主梁變截面處（圖1中C處），布置應(yīng)力測點(diǎn)，貼應(yīng)變片進(jìn)行靜載應(yīng)力測量。應(yīng)力測點(diǎn)布置見圖1。圖1中的小三角形和矩形框?yàn)閼?yīng)變片布置點(diǎn)。

靜載檢測結(jié)果分析及結(jié)論

當(dāng)試驗(yàn)載荷35.7t在跨中和主梁兩端部位置靜載作用時(shí)，各測點(diǎn)中最大應(yīng)力發(fā)生在跨中的A3測點(diǎn)，其值為-61.0MPa；各測點(diǎn)中最大剪應(yīng)力在C2測點(diǎn)，其值為+31.4MPa，東、西側(cè)兩端部主應(yīng)力最大值分別為+65.7MPa和+60.0MPa，小于材料的許用應(yīng)力，結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度滿足工作要求。

動(dòng)載應(yīng)力測試與分析

檢測設(shè)備與方法

采用JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀對橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)載應(yīng)力測試，，且動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀用半橋電路進(jìn)行連接。

首先確定應(yīng)力測點(diǎn)，由于動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測量范圍有限，因此在檢測時(shí)只選擇關(guān)鍵的4個(gè)測點(diǎn)，用打磨儀進(jìn)行打磨，并按要求貼應(yīng)變片。

動(dòng)載應(yīng)力測點(diǎn)選擇布置

動(dòng)態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)布置類似于上述靜態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)布置原則。此次橋式起重機(jī)動(dòng)態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)布置，選擇靜載應(yīng)力測量中典型的A5、B2、C1、C2測點(diǎn)，作為動(dòng)載應(yīng)力測點(diǎn)。

當(dāng)小車位于司機(jī)室對面的一端空載時(shí)，儀器置“0”，儀器記錄起重小車提升35.7t載荷，小車分別運(yùn)行到跨中、司機(jī)室端部等處，作上升制動(dòng)和下降制動(dòng)以及大車運(yùn)行等動(dòng)作過程。

動(dòng)載應(yīng)力檢測結(jié)果分析與結(jié)論

在35.7t載荷動(dòng)載作用過程中，主梁與端梁聯(lián)接處以及主梁端部變截面處的峰值應(yīng)力，分別為B2測點(diǎn)和C2測點(diǎn)，其值分別為-110MPa和-120MPa，已超過材料的疲勞許用應(yīng)力，所以結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度不滿足工作要求。

總結(jié)

以一臺（20t+20t）雙小車料箱橋式起重機(jī)的應(yīng)力測試為實(shí)例，分別用靜態(tài)應(yīng)變儀和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜載應(yīng)力測試和動(dòng)載應(yīng)力測試，并根據(jù)靜態(tài)應(yīng)變儀和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀得到的測量數(shù)據(jù)，對檢測結(jié)果進(jìn)行了分析，分析得出該橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度滿足工作要求，動(dòng)強(qiáng)度不滿足工作要求。