時間:2020年05月21日 分類:科學技術論文 次數:
摘要塔式起重機是建筑施工中必不可少的起重機械,在施工中可能會出現各種各樣的問題,本文主要以北京公司的一臺H3.36B型塔式起重機的起重臂發生碰撞變形,在北京公司設備租賃中心機械加工場內進行校正為實例,分析產生起重臂彎曲的各種原因、解決方法及修復方案。
關鍵詞起重臂;火焰校正;金屬晶格;氧炔焰;鋼結構
1工程實例
北京公司自有的一臺沈陽建筑機械廠生產的H3.36B型塔式起重機,起重臂長60米,經檢查,從第一節起重臂架方向看,在第二、三節處有水平的波浪形彎曲,在第四節處有5-10度水平的左側彎曲,第五節處有兩處水平的波浪形彎曲。
2起重臂產生彎曲的原因分析
產生塔式起重機起重臂彎曲的因素有兩種:一是:“胎里帶”,即在廠家生產過程中,由于焊接處理不當或設計缺陷等原因造成鋼結構變形,從而產生彎曲。二是:外力作用,即塔機起重臂在運輸、拆裝或在工作中的不規范操作造成鋼結構變形而產生的彎曲。起重臂發生彎曲大多是由于外力作用產生的。本次實例中的H3.36B型塔式起重機的起重臂彎曲屬于第二種原因引起的。塔式起重機在回轉時,由于操作不當,起重臂與施工的建筑物相撞,造成起重臂嚴重彎曲。經檢查,塔式起重機的起重臂彎曲嚴重,變形程度超過《塔式起重機設計規范》允許范圍,必須進行校正,使其達到產品質量要求后,才能投入使用。
3校正鋼結構的主要方案
生產過程中普遍應用的校正方法,主要有機械校正、火焰校正和綜合校正。
3.1機械校正:人工或機械對鋼結構變形部位施加外力使其接近或恢復原有的形狀。
3.2火焰校正:用不同溫度的火焰對鋼結構變形部位進行加熱使其接近或恢復原有的形狀。
3.3綜合校正:運用機械校正與火焰校正相配合來完成鋼結構的校正。根據實際情況,起重臂要近期投入使用,采用機械校正時,需要將起重臂腹桿與下弦桿連接處切割開,然后在凸出一側施加外力,校正之后要重新焊接。考慮到起重臂變形處較多,施加外力比較困難,鋼結構動火處較多,極易引起結構件的內力變形,校正困難,而且需要耗費大量時間,所以放棄機械校正。火焰校正時間短,見效快,并且針對多處變形好修復,故選擇火焰校正法。火焰校正方法有三種形式:(1)線狀加熱法;(2)點狀加熱法;(3)三角形加熱法。本臺H3.36B型塔式起重機起重臂校正主要采取的是點狀加熱法。
4火焰校正原理
火焰校正是利用火焰加熱變形構件的凸部,使凸部金屬加熱膨脹,產生壓縮應力,凹部受熱慢從而受阻,產生壓縮反力,冷卻后當壓縮反力超過加熱金屬的屈服點時,凸部金屬金相組織會產生塑性變形,從而達到校正的目的。火焰校正就是因為金屬局部受火焰加熱后冷卻時收縮而引起的變形,利用新的變形來微量修正已產生的變形。由于變形程度難掌握,技術要求較高,所以需要經驗豐富的焊接人員完成。
5起重臂校正方案
經過校正小組討論,塔式起重機起重臂第二節向左有三處彎曲,第三節向左有二處彎曲、向右一處彎曲,第四節向左有一處彎曲、向右一處彎曲,第五節向左有二處彎曲。將起重臂拼裝后用枕木墊平,用氧炔焰依次對第四節、第三節、第二節、第五節加熱進行校正。
6校正工序
6.1初步校正:
用氧炔焰對下弦桿右側彎曲的凸出部位依次加熱,加熱前,在彎曲較大的地方找一個固定點,再對各加熱點依次進行加熱。加熱時,對固定點進行觀察,看有何變化,等到各加熱點加到均勻時,固定點會起很大變化。這時就要停止加熱,等待冷卻。冷卻后,看恢復情況,如未能回到標準狀態,再進行加熱。每次加熱時溫度要控制在600-700度,常溫冷卻,等溫度恢復到常溫狀態。初步校正之后,根據鋼結構的恢復情況,再進行細微的調節。經檢查發現:在塔式起重機起重臂第二節向左有二處彎曲、向右有二處彎曲,第三節向左有一處彎曲,第四節向右有二處彎曲。
6.2再次校正:
順次對起重臂的第二節、第三節、第四節,用氧炔焰對左、右側下弦桿彎曲的凸出部位,依次加熱。加熱前,先用直線對60米起重臂各彎曲處偏差進行確定,再進行各點的依次加熱,特別對著重點要多加熱幾次,當60米起重臂貼近直線接近要求的標準后,停止加熱工作,等待冷卻中的變化和恢復的效果。如果恢復的效果已達到使用標準,等待次日再復查,確定。
6.3校正確認:
經過再次校正后,塔式起重機起重臂彎曲部位基本校正,符合機械設計要求,起重臂可以投入使用。綜上所述,起重臂下弦桿左側共加熱六處,右側共加熱十一處,完成校正。
7注意事項
校正時應避免產生過大的收縮應力。校正完一個凸出點后,再進行加熱第二個凸出點;由于起重臂腹桿與下弦桿連接處受力復雜,所以加熱時應盡量避開腹桿與下弦桿的連接處;火焰校正時,加熱溫度不宜過高,溫度過高會破壞金屬內部的金相組織,從而改變金屬的性質。加熱溫度應保持在600-700度。
8結束語
目前,在建筑施工中,塔式起重機鋼結構的變形普遍存在,本實例有效的證明了火焰校正方法在塔式起重機鋼結構變形中使用的可行性,為其鋼結構的校正節省了大量的人力、物力。真正做到方便、快捷、省時、省力。希望此實例能為塔式起重機鋼結構的變形校正提供一些方法和經驗,供大家借鑒。
參考文獻
[1]田廣范,陸念力等.塔式起重機設計規范(GB/T13752-2017).國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會.2017.2.28發布,2017.09.01實施
機械方向論文投稿刊物:《現代制造》Maschinen Markt(周刊)創刊于1894年,由機械工業出版社與德國弗戈媒體集團合作出版。設置的欄目有:研究報告、文獻綜述、簡報、專題研究。