某企業(yè)需要安裝一臺(tái)起重量為600t的門式起重機(jī)，為了確保安裝過程中的安全，保障起重機(jī)械安裝質(zhì)量及效益，該企業(yè)決定對(duì)門式起重機(jī)主梁提升過程進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試。該起重機(jī)械門架結(jié)構(gòu)主要由行走機(jī)構(gòu)、單柱箱型剛性腿、梯形主梁與人字形圓管柔性腿等構(gòu)成。起重機(jī)械額定起重能力為：上小車，起重值為：2*300t；下小車起重值為：350t+20t。起重機(jī)械軌跡為182m，起重高度軌下為9m，起重高度軌上為90m。起重機(jī)械安裝后自重值為4615t，其長(zhǎng)寬高值分別為189.9m*58m*116.
該企業(yè)在起重機(jī)械提升時(shí)采取的是液壓整體提升技術(shù)，并在主梁兩頭搭設(shè)130m左右提升塔架。塔架設(shè)計(jì)為桁架結(jié)構(gòu)，每個(gè)塔架主梁上配置8支350t液壓鋼，在計(jì)算機(jī)集中控制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)整體提升。在起重機(jī)械試吊階段，其起重量設(shè)計(jì)為大梁+檢修吊車+上小車，共25182KN，千斤頂加載由0值到全部荷載等級(jí)實(shí)現(xiàn)，需要通過十次加載。
應(yīng)變電測(cè)法技術(shù)及其目的
應(yīng)變電測(cè)法技術(shù)主要是通過測(cè)量應(yīng)變片阻值，并計(jì)算出鋼材所能夠承受力的大小與方向。一般來說，應(yīng)變片薄片其電阻值多為120Ω，用JH-496膠水將應(yīng)變片粘貼在鋼材上，在鋼材受力變形后，拉壓應(yīng)變片將會(huì)改變應(yīng)變片阻值。通過JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀采集應(yīng)變片數(shù)據(jù)，在分析鋼材特性的基礎(chǔ)上，得到材料受力情況。在起重機(jī)械安裝中采用應(yīng)變電測(cè)法技術(shù)，對(duì)主體結(jié)構(gòu)在試吊工程中出現(xiàn)的應(yīng)力與應(yīng)變進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)定結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究，可以對(duì)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行判斷。采用應(yīng)變電測(cè)法，對(duì)起重機(jī)械主要構(gòu)件在安裝過程中其受力區(qū)域內(nèi)應(yīng)力變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。找出應(yīng)變與荷載變化之間的關(guān)系，以保證起重機(jī)械安裝過程的安全性。在起重機(jī)械安裝過程中，如出現(xiàn)突發(fā)性大風(fēng)或不利狀況，應(yīng)及時(shí)采取處理措施，保證起重機(jī)械結(jié)構(gòu)體系在荷載下保持安全性。
應(yīng)變片布置
起重機(jī)械安裝過程中合理布置應(yīng)變片，其應(yīng)變片布置情況如下：第一，在塔架主梁跨中上翼緣上表面相距腹板60mm位置布置8片應(yīng)變片；第二，在塔架主梁跨中下翼緣上表面相距腹板60mm位置布置8片應(yīng)變片；第三，在塔架格構(gòu)56m位置，4柱背心側(cè)與內(nèi)心側(cè)布置32片應(yīng)變片；第四，塔架主梁兩端腹板內(nèi)側(cè)，選擇中間高度布置16片應(yīng)變片；第五，塔架格構(gòu)柱頂截面柱下段高度中心與上段高度中心內(nèi)外側(cè)共布置32片應(yīng)變片；第六，在塔架格構(gòu)柱柱腳斜桿中段位置布置32片應(yīng)變片。
整體布置112片應(yīng)變片，16片應(yīng)變花。每次加載后，應(yīng)通過JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀觀察應(yīng)變變化情況，直到應(yīng)變穩(wěn)定并記錄下來。在起重機(jī)械安裝不加載時(shí)，白天應(yīng)間隔4個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次讀數(shù)，夜間間隔6-8個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次讀數(shù)。在測(cè)試中，綜合考慮晝夜溫差等情況，為消除溫度變化對(duì)數(shù)據(jù)影響，每個(gè)點(diǎn)采取自補(bǔ)償方式。應(yīng)用200m屏蔽線并保證內(nèi)阻誤差在±0.3Ω范圍內(nèi)，以減少外界環(huán)境與內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在起重機(jī)械安裝過程中，考慮其格構(gòu)應(yīng)用的是16錳鋼，其強(qiáng)度極限在471-510Nb范圍內(nèi)，屈服極限則在274-343Mb范圍內(nèi)，彈性模型取值為210*109N/cm。
起重機(jī)械提升過程研究
在起重機(jī)械提升之前，檢查提升液壓缸及JHDY應(yīng)變儀等，確保其質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行起吊作業(yè)，起吊分十次加載，數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變化。通過收集數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變花顯示角度為43°，與計(jì)算值相接近；研究發(fā)現(xiàn)主梁數(shù)據(jù)正常、56m位置鋼架受壓力正常；數(shù)據(jù)顯示格構(gòu)柱柱腳斜桿中段數(shù)據(jù)異常，副塔一邊斜桿承受拉力，另一邊則承受較大壓力，其數(shù)值表現(xiàn)為不正常上升，管件變形最大數(shù)據(jù)為1300微應(yīng)變，在提升過程中，數(shù)據(jù)最終達(dá)到了1700微應(yīng)變，其應(yīng)變值達(dá)到了材料極限；卸載后數(shù)據(jù)基本復(fù)位，但超過1500微應(yīng)變數(shù)據(jù)則恢復(fù)十分緩慢，甚至有些材料不再恢復(fù)，說明材料變形嚴(yán)重，進(jìn)入塑性區(qū)。通過格構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)塔架基礎(chǔ)出現(xiàn)下沉，且地腳螺栓出現(xiàn)松動(dòng)問題。通過緊固所有螺栓，從頂梁到地面對(duì)鋼材尺寸進(jìn)行測(cè)量，最大限度消除起重機(jī)械安裝過程中應(yīng)力過于集中的問題。重新試吊后取得成功，逐步提升并完成起重機(jī)械安裝。
在起重機(jī)械安裝過程中，采用應(yīng)變儀對(duì)測(cè)量過程中數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，獲得梁最大正壓力值為96.1N/nm，柱最大壓應(yīng)力為49.2N/nm，斜桿最大壓應(yīng)力值為38.7N/nm。通過應(yīng)力測(cè)試判斷，在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)處于滿載狀態(tài)時(shí)，其應(yīng)力狀況仍小于材料設(shè)計(jì)抗力，滿足起重機(jī)械安全安裝的要求。
結(jié)語
起重機(jī)械屬于工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的機(jī)械設(shè)備，起重機(jī)械安裝質(zhì)量直接影響著其操作性能及運(yùn)行質(zhì)量。在進(jìn)行起重機(jī)械安裝過程中，其裝配產(chǎn)生的應(yīng)力很容易影響整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，造成安裝質(zhì)量問題，影響起重機(jī)械安裝安全性。建議在起重機(jī)械安裝過程中，對(duì)起重機(jī)械進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，充分保障起重機(jī)械安裝質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程施工綜合效益。
