浙江远大钢构实业有限公司 浙江湖州 313223
摘要：重级钢构吊车梁是工业厂房的一大关键部件，其在工业材料运输、工业机械装配等厂房生产运行中扮演着十分重要的角色。确保重级钢构吊车梁处于正常、可靠的工作状态是有效确保生产安全的必要前提，然而，一系列数据显示，目前我国重级钢构吊车梁常处于超负荷频繁运行状态，由此导致吊车梁出现疲劳损坏。为此，本文将针对重级钢构吊车梁的疲劳设计展开研究。
关键词：重级钢构；疲劳设计；吊车梁；破坏；裂缝
疲劳破坏并不是短期形成的，疲劳裂缝一旦产生，长期忽略则可能引起构架断裂，甚至产生更严重的结果。实行定时检查项目，开展维修加固，从某种程度来说，能够有效规避裂缝危险，确保安全性。作为钢吊车梁金属构件的一种，重级钢构吊车梁直接负载着压力，金属疲劳产生的可能性较大。所以，在进行重级钢构吊车梁设计时，也同样要将其金属疲劳问题考虑进去。尽可能地减少其产生疲劳破坏的风险，还要对其开展定期检查和维修加固，确保生产万无一失。
1 重级钢构吊车梁的疲劳破坏原因研究
1.1 应力幅的差别
重级钢构吊车梁性能状况，及所能产生的疲劳抵抗力等，与应力幅的大小、发生频率息息相关。依据《钢结构设计规范》，应力幅可进行具体核算，但由于仅局限在步骤方面，因此其计算结果并不可靠。还需要考虑到：吊车梁竖向剪应力作用、吊车梁加劲助与上翼缘连接不好导致腹板上部的高应力区出现、吊车梁上翼缘局部扭转产生的附加弯曲应力作用、吊车梁受弯扭等联合作用、燥缝残余拉应力的作用、施工过程中焊缝质量问题以及轮压的取用情况等因素。
1.2 受力分析不全面
在进行重级钢构吊车梁受力具体分析时，主要关注其受力荷载、起重荷载、强度、刚度等要素，并对这些要素进行计算。通常情况下，计算完成或留有余地则意味着安全，但从实际状况来看，由于吊车梁设计时计算次数较多,且板件相对较薄，一旦吊车起重荷载产生一点偏差，将会直接引起其上翼缘、腹板等的应力幅数值的变动。在实际铺设过程中，是无法确保百分百精确的。铺设的轨道，总会存在一点误差，不可能完全沿着直线操作。
除此之外，依据《钢结构设计规范》(GB50(H7-2003)计算出来的吊车小车横向制动力数值，与实际测算数值并不一致。力学原理中,杠杆平面外的力度更大，并具有强破坏性。这种力度会造成构件产生变形或破坏现象，会影响初期设计时的判断。进一步影响理论模型的设计，加大其与实际落实的差距。因此，也要关注水平制动力产生的附加应力存在的破坏性。
2 钢吊车梁的加固策略
重级钢构吊车梁的安全保障是十分重要的工作。在实际操作过程中，要开展定时监控,及时了解应用状况，同时采取加固、维修、及时更换等方法确保其安全。
2.1改变计算简图的加固方式
(1)通常设计中，采用的是简支形式。在实际操作时，可以通过在梁的上、下翼缘处焊接相同厚度的板来提升整体。这种方式，会缩减跨中的弯距，相反，会造成端部弯距。从其原理来看，它通过在支座处设置较简支梁形式大的荷载,增强其负荷承载力，形式改变后，需要对其实际柱子强度、基础强度等进行重新核算，除此之外，其对实际施工操作也提出了更高要求。
(2)借助斜撑实现加固。采用斜撑加固，能够促进跨中弯距的缩减,能产生较好的辅助作用，这种方式，实现了中心力的新转移。
(3)增加钢柱，缩减跨度，从而起到加固效果。
(4)将垂直拉应力拉杆与吊车梁进行连接，通过增加垂直预应力，产生加固作用。实际操作中，当梁刚性强度不够时，这种方法使用较多。
(5)设置新的支撑点，能够有效减小吊车梁的承受力度，采用拉杆，能够节省钢材，这一方式与第二种方式有异曲同工之妙。
(6)设置新的受力点,重新支配吊车梁的承受力度，减少受力。通过进行内部弯距较大点与较小点之间的转移，能够让受力点更加均衡。转移形式多样，跨中可以转移到跨端,跨中也可以转移到其他支撑点。这些方式的使用，减少了次生力,例如，可减少吊车梁的平面外受力，能帮助吊车梁维持内部力度平衡。
(7)通过在吊车梁底部增加杆件,减小其承受力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆杆件的作用，不仅可以分摊承受力，而且可以帮助力进行转移，跨中可以转移到跨端，跨中也可以转移到其他支撑点。
(8)关注国家预应力加固措施，结合实际状况考虑其实施。
2.2加强截面
当前设计使用的吊车梁，板件设计相对较薄,因此，可在此方面入手，进行改善。通过在上下翼缘上增设板件，来增加其厚度。方式具有多样化，水平、垂直、斜向都可以产生一定的帮助。如果吊车梁钢材允许煙接,还可以借助翼缘爆接形式进行加固,如果钢材不允许择接,则可以借助重铆水平板，来进行加固。腹板过薄,则会引起抗剪不足,这种状况下则可以间隔采用增设同厚度的垂直板来解决。
2.3采用专用张拉装置及推力装置加固
条件允许的情况下，还可以利用专用张拉机械设备来进行加固。这一装置通过向吊车梁的受拉下翼缘施加一个预应力，从而减少内负荷承受力。与此同时，在多跨钢吊车梁状况下，可采用推力装置通过施加预应力，从而实现加固效果。这两种方法从操作来看，具有明显的便捷性。
2.3裂缝的修复
（1）针对裂缝的修复需要采取堵焊的方法。同时，也可以通过盖板附加进行修复。进行堵焊操作步骤如下：
（2）对于裂缝板面进行有效清洁，通过把上面的浮锈与板面所附灰尘清洁完全，实现钢材金属板面的光亮洁净。
（3）采用碳弧气刨、砂轮以及风铲等制作工具，在裂缝边上制作出符合《气焊、手工电弧焊与气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的实际要求、可以直接到达纹端的坡口止裂孔。运用碳弧气刨生产制作的坡口上附着的渗碳层可以通过砂轮磨去。
（4）预热制作，裂缝进行修复过程中，全部焊接需要持续保持恒定的修改温度，一般为金属加热控制在100-150度。
（5）在 焊接过程中，需要运用同整体钢结构相符合的低氢焊条与超低氢焊条加以焊接，最好采用比较小的直径焊条进行焊接，在焊接方法上也尽量运用多段多层形式逆向焊接方法，焊接完毕之后加以锤击。
（6）依照严格的设计需要进行焊接修复裂缝的质量检验。
（7）实现吊车梁的破损堵焊完以后，需要把接口地方进行磨平整齐，从而让焊接处同连接部件持平，摩擦痕迹线在一定方向上大概垂直于裂缝破损切线。
（8）退火完成。在整个焊接完成之后，需要即刻进行退火处理。
2.4 吊车梁的维护
（1）控制吊车负荷值,当吊车发生初期萎形时，要及时进行修顿调整,不随意进行焊接操作。
（2）开展定期检查项目。定期对轨道螺栓、轨距、接头等进行检查，发现松动、不良状况时及时调整，当偏心大于10mm时,则要注意在柱头调整吊车梁。
（3）对吊车梁轨道开展定期检查，关注啃轨状况的发生。对于有焊缝的部件，例如吊车梁上、下翼缘与腹板的连接焊缝、其加劲助与腹板及上、下翼缘的连接焊缝等等，要注意及时检查，及时采取措施，规避安全隐患。
（4）除此之外，还要定期检查已采取裂缝加固的吊车梁的安全状况。
结语
经济与科技水平的提升，给企业发展带来了更多的发挥空间。21世纪以后，企业在机械设备上的投入越来越多，生产越来越频繁，这样一来，势必会造成厂房负载的增加。很多时候，吊车梁设计与实际设置都存在一定的误差，这种状况下，极易引起疲劳裂缝的出现。为了更好地满足现下及未来经济发展需求，以重级钢构吊车梁为对象，对其疲劳设计及加固策略展开详细探讨。既要对工业厂房开展实际勘察，也要为疲劳裂纹发生状况提供加固修复方法，通过开展实际探讨，为安全提供更好的保障。
参考文献：
[1]邢占清.重级钢构吊车梁的疲劳设计与加固策略研究[D].北京建筑大学,2014.
[2]唐潮,王连文.带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房设计[J].钢结构,2010（09）:40-43.
[3]潘春宇,童乐为.钢吊车梁疲劳设计可靠指标及分项系数研究[J].建筑结构学报,2016（7）:82-88.
论文作者:何吉祥
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/7
标签：吊车论文; 疲劳论文; 裂缝论文; 应力论文; 钢构论文; 腹板论文; 状况论文; 《基层建设》2016年16期论文;