(中国能源建设集团广东火电工程有限公司)
摘要：吊车载荷试验是吊车安装后使用前的一项重要工作，它是检验起重机械产品质量及安全性能的综合性的重要指标，同时，吊车载荷试验的成功可以提高吊车使用的置信度。大型吊车的载荷试验往往费时费力，前期工作包括试验吊架的制作与配重块的购置、运输、引入，载荷试验过程中还要对试验安全风险加以控制。下文主要从设计、制造及应用效果方面介绍ACPR1000型核电站重型起重设备试验台/吊架的应用。
关键词：重型起重设备；吊车载荷试验；试验台/吊架
一、概况
ACPR1000型核电站重型起重设备一般包含反应堆厂房内环形起重机（以下简称环吊）、反应堆厂房外龙门架380/70/5t吊车（以下简称龙门吊）、燃料厂房130t乏燃料容器吊车（以下简称130t吊车），上述吊车主要用于核岛反应堆主系统设备、燃料处理系统的设备安装施工，其吊车设备的安装质量可谓是重中之重。
以上重型起重设备载荷试验详细项目和所需配重见表1-1：
重型起重设备试验使用到最大载荷为610.5t，最小载荷为70t，载荷量跨度巨大。此外，试验场地不固定，不同的场地环境对试验工具的要求更是不同。
基于重型起重设备试验所需的配重以及不同试验场地造成的影响，为了更好的开展吊车设备的试验工作并保证施工进度，下文将主要从试验配重的合理分配与选型以及不同试验场地下试验工具的设计与应用展开介绍，并分析相关诸多举措给EM1重型起重设备试验中安全、质量、工期、经济性带来的提升。
二、 试验台/吊架方案
根据上述重型起重设备的类型及载重量的需求，试验工具设计为195t吊架、610.5t吊架及台架，另配600t配重块。试验工具清单见下表2-1：
610.5t试验台架仅适用于环吊试验，作为环吊试验吊架的支撑，横跨在反应堆厂房堆芯水池上方，需在地面组装完成后由反应堆厂房设备闸门（直径7400mm）引入。
610.5t试验吊架设计总承重量为591.2t，以满足环吊610.5t静载试验和龙门架380t吊车456t动载试验为基础，在环吊试验时，需在地面组装完成后由反应堆厂房设备闸门引入并就位在试验台架上。
195t试验吊架适用于燃料厂房130t乏燃料容器吊车及龙门架70/5t吊车载荷试验，其中130t吊车由于施工房间的局限，试验吊架需能正常通过4600mm×5700mm的近20米长的孔洞。
一般10t配重块的制造尺寸为2300mm×1840mm×365mm，新型试验吊架必须满足以上尺寸要求，同时需要满足10t配重块的码放要求，具体尺寸规格见下表2-2。
195t吊架及610.5t吊架均由吊装扁担、拉杆、承载托梁及均载板、防护栏组成。其中，吊装扁担为箱型结构，减轻重量并降低成本。吊装扁担上配有手摇取轴装置，可用于铰轴的拆卸，而拉杆调节装置用于调节拉杆上部铰轴孔与吊装扁担铰轴孔的相对位置，以便铰轴的安装。（195t试验吊架设计示意图见图2-1、610.5t试验吊架设计示意图见图2-2）
三、 试验吊架的可行性分析
根据上述设计，最终确定本次施工的重型起重设备试验台/吊架及配重选型如下：
根据上述设计，现对配重摆放进行可行性分析：
四、 试验台/吊架制造及验收
在设计阶段，通过建立有限元模型分析验算了试验台/吊架各部件应力，保证试验台/吊架在可以承受范围，制造完成之后对设备进行了相应的检验工作，为了保证试验台/吊架结构的强度，使用配重对试验台/吊架进行压重试验，并在此阶段使用强度应变电测技术，验证试验台吊架能够满足载荷试验要求，契合了核电施工的多道屏障和安全第一的理念。
强度应变电测技术原理：
1、金属结构必须具有一定的抵抗载荷破坏能力的强度及裕量是满足设备正常工作的基本前提，其工作应力不应超过材料的许用应力。
2、在线弹性范围内，结构的应力与应变成正比，符合胡克定律。单向应变可以通过电阻应变仪直接测量得到。
3、研究结构强度，需要了解其力学性能，所以在理论分析基础上，实验验证结构强度满足设计要求是必要的途径和手段。
将电阻应变片贴于待测构件（试验台吊架、吊梁、吊装扁担等）表面，当构件试验受应力时，构件产生轻微的形变，电阻应变片因此而伸缩，其伸缩产生的电阻变化在接入电路后，利用惠斯登电桥的电桥和差特性及放大电路，进行电信号的识别和数据放大及采集。
现场对吊架的主要承载结构件进行检测，包括吊装扁担梁、拉杆、均载板、承载托梁等。
1、吊装扁担：扁担梁跨中下翼缘板两个，测点为A1和A2，吊板3个，测点为B1、B2和B3，为90°应变花，共计测点5个，测点位置见图3-1所示：
图3-1 吊装扁担应变测试点位
2、拉杆：在双侧四根拉杆根部布置应力测点，每根2个，共计8个测点，测点分别为C1~C8，其位置见图3-2所示；
图3-2 拉杆结构应变测试点位
3、均载板：190t吊架的均载板在其上下翼缘板跨中位置布置6个应力测点，测点分别为D1~D6，其测点位置见图5所示，而610.5t吊架均载板另外增加D7和D8测点，见图3-3所示；
图3-3 均载板应变测试点位
4、承载托梁：在其上下翼缘板跨中位置布置4个应力测点，测点分别为E1~E4，并在吊耳腹板处布置90°应变花，测点为E5、E6和E7，其测点位置见图3-4所示；
图3-4 承载托梁应变测试点位
5、190t吊架拉杆支撑架：在拉杆支撑架根部布置应力测点F。
190t吊架主要构件应力测点数27个，610.5t吊架为29个。
检测加载时吊架的变形量，配合传统的试吊试验，通过多重验证手段，来验证试验台吊架的安全性，验证了试验台吊架制造刚度和性能满足现场试验的要求，符合核电安装中“安全第一，质量第一”的施工理念，能够保证试验工作的顺利完成。
五、 应用效果
相比传统核电仅留有5t配重块的情况下，本次施工使用10t配重在施工效率上也有较大的提高，下列以环吊联合吊钩静载试验加载600t配重为例：
单块配重倒运时间：10min；
使用5t配重块所需时间：600÷5×10=1200min=20小时；
使用10t配重块所需时间：600÷10×10=600min=10小时；
环吊试验中涉及的近1650t配重加载用时平均减少62%，大幅减少了施工工期，产生了良好的生产效益。
六、 总结
文中描述重型起重设备试验吊架当前已经顺利投用。根据施工工程量因地制宜选择大型专用工具的策略将能有效的节约出大笔经济支出，而已经制成的试验台/吊架可以随工程项目地点不同灵活调动，循环利用的方式更符合绿色施工、健康发展的主流思想，具有很大推广应用价值。合理的使用工具和积极的创新研究在节省开支使经济利益最大化的同时，亦可有效的使工程成果满足安全、质量要求。
论文作者:胡易权
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：吊架论文; 试验台论文; 吊车论文; 载荷论文; 设备论文; 应力论文; 扁担论文; 《电力设备》2018年第13期论文;