橋式起重機應力測試案例

橋式起重機是一種橋架在高架軌道上運行的橋架式起重機，由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬機構(gòu)組成，廣泛應用于室內(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，嚴重時會導致事故的發(fā)生。

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

靜載應力測試與分析

檢測設備與方法

采用JHYC靜態(tài)應變儀對橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)進行靜載應力測試，靜態(tài)應變儀采用半橋電路進行接橋。首先確定所需布置的應力測點，用打磨儀對確定的應力測試位置進行打磨，再按要求粘貼應變片，因為B、C兩點應力比較復雜（圖1），所以在這兩處分別布置一個應變花，其次把應變片用導線和靜態(tài)應變儀相連，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）進行靜載應力檢測。

根據(jù)下面所述的檢測工況操作過程，在三個工況進行測量結(jié)構(gòu)在試驗載荷下的結(jié)構(gòu)靜強度。最后用靜態(tài)應變儀分別對三個工況進行測試，并將自動記錄的應力數(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)靜強度要求。需要注意的是，因為B和C處貼的是應變花，所有需根據(jù)第四強度理論分別把B處、C處的應力合成一個主應力。

靜載應力測點布置

橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)靜載應力測點的選擇主要是通過對橋式起重機實際工作載荷下的金屬結(jié)構(gòu)進行分析計算，并結(jié)合起重機作業(yè)和檢測的歷史記錄，以及同類型起重機結(jié)構(gòu)的破壞情況，來確定金屬結(jié)構(gòu)的危險區(qū)域，并在這些區(qū)域內(nèi)選取適當?shù)狞c作為靜載應力測點。

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），布置應力測點，貼應變片進行靜載應力測量。應力測點布置見圖1。圖1中的小三角形和矩形框為應變片布置點。

靜載檢測結(jié)果分析及結(jié)論

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

動載應力測試與分析

檢測設備與方法

采用JHDY動態(tài)應變儀對橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)進行動載應力測試，，且動態(tài)應變儀用半橋電路進行連接。

首先確定應力測點，由于動態(tài)應變儀測量范圍有限，因此在檢測時只選擇關鍵的4個測點，用打磨儀進行打磨，并按要求貼應變片。

動載應力測點選擇布置

動態(tài)應力測試點布置類似于上述靜態(tài)應力測試點布置原則。此次橋式起重機動態(tài)應力測試點布置，選擇靜載應力測量中典型的A5、B2、C1、C2測點，作為動載應力測點。

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

動載應力檢測結(jié)果分析與結(jié)論

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

總結(jié)

以一臺（20t+20t）雙小車料箱橋式起重機的應力測試為實例，分別用靜態(tài)應變儀和動態(tài)應變儀對金屬結(jié)構(gòu)進行了靜載應力測試和動載應力測試，并根據(jù)靜態(tài)應變儀和動態(tài)應變儀得到的測量數(shù)據(jù)，對檢測結(jié)果進行了分析，分析得出該橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)的靜強度滿足工作要求，動強度不滿足工作要求。