摘要：本文主要从港口的桥式起重机等设备着手，重点对港口机械钢结构进行细部处理过程中存在的问题进行研究，从而使细部处理的整体水平得到提升。
关键词：港口机械；钢结构；细部处理；桥式起重机
1细部处理面临的主要问题
通常来讲，若要对集装箱卸船工作的效率和质量进行提升，必须重视桥式起重机在进行作业过程中的额定功率，使制定的规划与之相契合，从而保证桥式起重机的工作效率得以提升[1]。因此，设计师在设计的过程中，通常都对桥式起重机吊具进行规定，并将其当作荷载基础。所以桥式起重机的结构需要进行细部处理，以免出现应局部出现承载力不足而导致裂缝和形变的出现，以致于使港口作业受到影响，而机械钢结构的强度往往是由结构杆件连接的情况决定的，所以应该通过焊接工艺，使一些焊接工艺孔得以提前保留，并对焊接的质量以及杆件连接工艺进行保证，从而使钢结构趋于稳定。但是桥式起重机作业时间较长，杆件连接点以及焊接点通常是容易出现事故的位置，因此，需要对这两点进行加强，从而保证整体结构的稳定性和安全性。
2港口机械钢结构的主要载荷和细部处理
在常规的焊接工艺之中，为了使焊接的整体质量得到有效提升，三条焊缝之间应该有所分离，而不应该临密焊接，若焊接得比较紧密，则会导致相互之间比较容易形成作用力，从而使钢结构出现严重的质量问题。通常可通过预留焊缝这种焊接工艺进行处理，此操作可使焊缝之间出现的重合得以有效避免，但焊缝间所形成的作用力却未能得到解决，所以，应选择其他有效方法来完成焊接工作。当前，在绝大多数港口，机械设备往往在常年的作业之中受到较大的承载力，或是因突增的作用力而造成物体盈利梯度出现骤升，从而导致应力过于集中。这一现象高发于易形变区域，例如，机械起重臂、较多的焊接点、空洞周边等，除此之外，束缚区也非常容易出现此现象，而这一现象往往能够使机械设备受到毁灭性的伤害，从而形成较多裂缝，造成机械钢结构出现严重的断裂，严重时可造成重大安全事故[2]。因此，针对易出现的形变导致的裂缝问题，应该采取有效的焊接措施来进行钢结构的防护。就钢结构的焊接变形而言，通常来讲，影响这一现象发生的主要原因有两个方面，其一为设计方面，其二为工艺方面。从焊接设计的角度来讲，钢结构的焊接设计应该具备一定的合理性，并且应该对焊缝的位置进行注意，同时，还应该对焊接坡口的形式进行重视。从蓝图放样开始就要严格按照图纸要求开设坡口，并保证坡口的正确性、合理性，同时保证切割的质量。从焊接工艺方面而言，需要保证焊接工艺能够按照相关规程进行，以及按照装焊顺序进行，为了防止变形出现，应该合理采用反变形法及防变形法，必要时还应该采用与消应力相关的一系列措施，从而保证焊接的有效性。与此同时，还应该保证焊接工作人员的专业性，通过高水平的焊接工艺使港口机械钢结构的细部处理更为有效。
3理论分析
传统的焊接工艺孔一般如图1所示，主要是为了避免三条焊缝都集中于一点而出现应力集中的情况。
图1
上文所述的需要预留焊接孔就是为了避免焊缝出现交汇现象，但是，焊接孔可能会产生工艺口附近的应力集中。对于受力均匀的平板结构，平板上的圆孔会对平板的应力分布造成相应的影响，加入平板面积很大，圆孔很小，那么圆孔周围的m和n位置就会出现应力集中的现象。一般情况下，将比值定义为集中因子，在本文所述的现象中，K的值为3。但是假如本文所述的平板在x轴和y轴方向同时受到均匀的拉力作用，这种情况下，K的值就为2。分析见图2。
图2
应力集中现象在实际工程中经常遇到，具体是指物体中应力梯度在局部增加，应力集中现象通常出现在物体形状突然发生变化的位置。例如，物体上的缺口、物体中的孔洞、物体的沟槽、刚性约束之处。应力集中的坏处在于它能够使物体产生应力疲劳裂缝，对于一些有脆性材料制成的零件，应力集中会导致其发生断裂现象。在发生应力集中现象时，应力的最大值受到物体实际的形状及其加载方式等因素的影响。理论应力集中因数反映的是物体局部受力的增高程度的参数，它的物力含义是集中应力的最大值与不考虑集中应力时的名义应力的比值，它的值恒大于1，同时与物体所受载荷的大小无关。对于单向受力无穷大的薄板的圆孔的集中受力而言，这种情况下的理论应力集中因数的比值为3。一般情况下，工程构件的应力集中因数可以通过实验方式或者数值法来确定。利用特定的ANSYS软件进行建模分析，利用该软件对圆孔有限大的薄板进行集中应力分析，假设薄板的形状为矩形，假设薄板两端受力均匀，能够分析出集中收集因数随着圆孔直径和薄板宽度不同而变化的比值曲线，之后通过对弹力学的比较，分析出该软件计算出的集中应力的解释正确的。如何处理焊接工艺孔产生的集中应力是本文的主要问题[3]。
4钢结构细部处理的注意事项
钢结构的细部处理主要是防止其出现裂缝和形变，尤其是焊接工艺孔及应力释放孔等细节部位，此细节部位需在开制时对其内孔表面等强制要求表面光洁度，避免过于粗糙，后期造成裂纹，但当裂缝和形变因某些原因未能够有效进行防止，此时需要对其出现的裂缝进行焊接处理。在焊接处理过程中，主要应该注意以下四个方面：首先，施工的质量容易受焊接变形所影响，因此，在进行焊接的过程中应该采取有效措施对其进行控制；其次，应该根据焊接位置材质的厚度采取必要的层间温度控制以及预热措施；再次，在进行分段的多层焊接时，应该将焊缝处的焊渣及飞溅物进行及时处理，若存在影响焊接的杂质，应先行清除然后再焊接；最后，在进行连续焊接的过程中，应该对母材温度进行有效控制，使其符合相应的要求，若在焊接过程中出现中断，应采取必要的保温措施，并且再次进行焊接时，应该将预热工作重新进行，且预热温度需要高于刚开始的预热温度[4]。
结束语
综上所述，在对裂缝及形变进行维护的过程中，焊接工艺发挥着突出的作用，并且在焊接工艺实施的过程中，其方法也十分考究，在焊接过程中，还要注意相关事项，并要求按照焊接工艺的流程进行。与此同时，还应该保证焊接工人的技术水平，从而使焊接质量得以提升，最终实现钢结构的细部处理。
参考文献：
[1]彭云卿.试论机械钢结构细部处理问题[J].内燃机与配件，2018(22)：91-92.
[2]张颖，俞道龙.港口机械钢结构细部处理问题[J].黑龙江科学，2017，8(06)：148-149.
[3]尹逊，张闯.港口机械钢结构细部处理问题的研究[J].科技展望，2016，26(20)：58.
[4]刘伟，任永杰.关于大型港口机械钢结构细部处理问题的研究[J].科技传播，2012，4(17)：40+36.
论文作者:郑云龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：应力论文; 细部论文; 钢结构论文; 物体论文; 焊接工艺论文; 过程中论文; 裂缝论文; 《基层建设》2019年第21期论文;