起重機安裝過程中的應力測試

某企業(yè)需要安裝一臺起重量為600t的門式起重機，為了確保安裝過程中的安全，保障起重機械安裝質(zhì)量及效益，該企業(yè)決定對門式起重機主梁提升過程進行應力測試。該起重機械門架結(jié)構(gòu)主要由行走機構(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。起重機械軌跡為182m，起重高度軌下為9m，起重高度軌上為90m。起重機械安裝后自重值為4615t，其長寬高值分別為189.9m*58m*116.

該企業(yè)在起重機械提升時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)計為桁架結(jié)構(gòu)，每個塔架主梁上配置8支350t液壓鋼，在計算機集中控制基礎(chǔ)上實現(xiàn)整體提升。在起重機械試吊階段，其起重量設(shè)計為大梁+檢修吊車+上小車，共25182KN，千斤頂加載由0值到全部荷載等級實現(xiàn)，需要通過十次加載。

應變電測法技術(shù)及其目的

應變電測法技術(shù)主要是通過測量應變片阻值，并計算出鋼材所能夠承受力的大小與方向。一般來說，應變片薄片其電阻值多為120Ω，用JH-496膠水將應變片粘貼在鋼材上，在鋼材受力變形后，拉壓應變片將會改變應變片阻值。通過JHDY動態(tài)應變儀采集應變片數(shù)據(jù)，在分析鋼材特性的基礎(chǔ)上，得到材料受力情況。在起重機械安裝中采用應變電測法技術(shù)，對主體結(jié)構(gòu)在試吊工程中出現(xiàn)的應力與應變進行測定，將測定結(jié)果與理論計算結(jié)果進行對比研究，可以對結(jié)構(gòu)安全性進行判斷。采用應變電測法，對起重機械主要構(gòu)件在安裝過程中其受力區(qū)域內(nèi)應力變化狀況進行監(jiān)測。找出應變與荷載變化之間的關(guān)系，以保證起重機械安裝過程的安全性。在起重機械安裝過程中，如出現(xiàn)突發(fā)性大風或不利狀況，應及時采取處理措施，保證起重機械結(jié)構(gòu)體系在荷載下保持安全性。

應變片布置

起重機械安裝過程中合理布置應變片，其應變片布置情況如下：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片應變片；第六，在塔架格構(gòu)柱柱腳斜桿中段位置布置32片應變片。

整體布置112片應變片，16片應變花。每次加載后，應通過JHDY動態(tài)應變儀觀察應變變化情況，直到應變穩(wěn)定并記錄下來。在起重機械安裝不加載時，白天應間隔4個小時進行一次讀數(shù)，夜間間隔6-8個小時進行一次讀數(shù)。在測試中，綜合考慮晝夜溫差等情況，為消除溫度變化對數(shù)據(jù)影響，每個點采取自補償方式。應用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)阻對測量結(jié)果的影響。在起重機械安裝過程中，考慮其格構(gòu)應用的是16錳鋼，其強度極限在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。

起重機械提升過程研究

在起重機械提升之前，檢查提升液壓缸及JHDY應變儀等，確保其質(zhì)量的基礎(chǔ)上進行起吊作業(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)，應變花顯示角度為43°，與計算值相接近；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微應變，在提升過程中，數(shù)據(jù)最終達到了1700微應變，其應變值達到了材料極限；卸載后數(shù)據(jù)基本復位，但超過1500微應變數(shù)據(jù)則恢復十分緩慢，甚至有些材料不再恢復，說明材料變形嚴重，進入塑性區(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)松動問題。通過緊固所有螺栓，從頂梁到地面對鋼材尺寸進行測量，最大限度消除起重機械安裝過程中應力過于集中的問題。重新試吊后取得成功，逐步提升并完成起重機械安裝。

在起重機械安裝過程中，采用應變儀對測量過程中數(shù)據(jù)進行測量，獲得梁最大正壓力值為96.1N/nm，柱最大壓應力為49.2N/nm，斜桿最大壓應力值為38.7N/nm。通過應力測試判斷，在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)處于滿載狀態(tài)時，其應力狀況仍小于材料設(shè)計抗力，滿足起重機械安全安裝的要求。

結(jié)語

起重機械屬于工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的機械設(shè)備，起重機械安裝質(zhì)量直接影響著其操作性能及運行質(zhì)量。在進行起重機械安裝過程中，其裝配產(chǎn)生的應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，影響起重機械安裝安全性。建議在起重機械安裝過程中，對起重機械進行應力測試，充分保障起重機械安裝質(zhì)量，實現(xiàn)工程施工綜合效益。