行车主梁拱度下挠修复工程.docx

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行车主梁拱度下挠修复工程

济南黄河特钢有限责任公司

行车主梁拱度下挠修复工程

施

工

方

案

河南省宏瑞防腐安装有限公司

2015-05

行车主梁拱度下挠修复工程施工方案

1、行车主梁拱度严重下挠，修复主梁拱度并加固，达到国家相关标准要求。

2、施工质量标准：

工程质量按照GB/T14405-93等国家标准执行。

3、计划维修项目和要达到的数值或效果

3.1修复双主梁上拱度均至1/1000L即16.5mm（L为起重机跨度）使其符合GB/T14405-93《通用桥式起重机》优等品标准,并使双主梁同截面高差不大于1mm。

3.2修复双主梁水平弯曲使之符合标准，（1/2000L之内，并均向走台侧凸曲）即：

1-8mm，均向走台侧凸曲。

3.3双主梁加固：

3.3.1刚度指标：

使其静刚度均达到GB/T14405-93《通用桥式起重机》新车优等品标准（技术条件：

额定静载荷，小车位于跨中，从实际上拱度计算，静态刚性不大于1/800L）即不大于20.6mm。

3.3.2强度指标：

主梁强度指标按GB/T14405-93新车标准和GB5905—86实验规范执行：

即3次加载1.25倍额定载荷,距地100mm,每次10分钟，最后一次主梁不得再有永久变形。

4、维修方案

4.1起拱、加固技术路线的选定

4.1.1目前国内现行起重机主梁下挠起拱、加固方法概述

目前国内起重机主梁下挠有多种起拱、加固方法，概括起来、主要分为热（冷）缩主梁受拉区和预应力张拉两大类，两类方法虽然采取形式、手段、材料有差别，但修复原理从根本上说是一样的，都是反弯主梁，并且走的都是修复、补强、保持的技术路径。

4.1.2现行两类方法的区别特征

1）第一类是利用热（冷）手段缩短主梁自身受拉区，依靠产生的偏心拉力来拉弯主梁，然后用型钢进行加固。

2）第二类是利用加装的预应力拉筋，依靠施加偏心拉力的方法来拉弯主梁,并依靠增加的应力来增强主梁。

4.1.3现行两类方法的不足和主要缺陷

1）现行第一类热（冷）缩主梁受拉区方法的主要缺陷是：

变形与受拉区增加的应力较大并且与工作载荷应力重叠。

不足之处还有：

矫形尺寸差、型钢加固效果差、不易二次修复、工程量大、工期长等。

2）现行第二类预应力张拉方法的主要缺陷是：

选用的拉筋材料不能长久保形、保力;每根拉筋受力不均、预加力不能对准偏轨梁的剪力线。

3）现行两类方法的共同不足是：

修复效果都不能保持长久稳定，并易存安全隐患。

4.1.4选定主梁起拱、加固方法

本项目选用一种改进的预应力张弦新方法，即《梁式起重机主梁下挠的修复方法及其梁式起重机》专利技术

4.1.5选用方法的技术特点：

该方法主要是解决了拉筋长久保形、保力与每根拉筋受力均等的问题；能够使修复、加固效果长久保持稳定，并且，修复拱度曲线滑顺、精度高、受力好、可控制、可调整、施工简便用时短、增强效果显著、对主梁没有损害等诸多优点。

4.1.6本项目选用修复加固装置规格2×94.5tf-16.5m（选用计算过程略）

4.2选用主梁起拱、加固、隔热、旁弯矫正的方法、机理

4.2.1双主梁拱度修复方法及原理简述

4.2.1.1体外预应力张弦修复增强起重机主梁下挠的基本形式

1、主梁2、加强板3、筋板4、横梁5、止退盖

6、保护夹板7、撑顶器8、安全夹板9、钢绞线

4.2.1.2张拉起拱方法示意图

1、等高棒2、0.5mm钢丝3、直尺4、主梁5管式测力计、6、端梁7、固定端支座8、预应力钢绞线拉筋9、撑顶器

10、张拉端支座11、超高压双回路油泵12、转换后的压力表

13、高压油管14、空芯千斤拔

4.2.1.3预应力钢绞线布置形式

1、加强板2、筋板3、横梁4、扁夹具5、预应力钢绞线

（箱型正轨梁扁夹具布置示意图）

4.2.1.4撑顶器结构示意图

1、主梁下盖板2、上顶板3、5锁紧螺母4、调整螺母

5、调整螺母6、螺杆7、下顶板8、安全夹板9、钢绞线

4.2.1.5维修方法及原理简述

本维修方法就是通过反向张弦将主梁制成挠性预弯状态（起拱），同时附加反向应力（加固），用于抵消工作应力和形变，并改善小车通过的平顺性来实现修复加固之目的。

如图一至图四所示，将预应力张弦修复装置分别焊装于两主梁下盖板下面，穿入预应力钢绞线，将固定端夹牢，用专用小千斤拔配合油泵分别调整每根预应力钢绞线的初始应力，使其受力均等，然后再用专用大千斤拔统一张拉预应力钢绞线拉筋，在这一偏心拉力作用下便产生一个较大的相对于中性层的偏心力矩，迫使主梁向上弯曲变形。

张拉至设定拱度值后，切掉工艺段预应力钢绞线，夹牢张拉端，调整撑顶器螺母，使其受力，然后锁紧，去掉维修工具即完工。

采用该方法修复加固后，修复加固装置留置原位，成为起重机重要的承载构件，和主梁共同工作，承担着极大的修复主梁拱度和工作载荷的拉力。

撑顶器用于微量调整拱度和调整梁上载荷应力分布，增加对主梁及预应力钢绞线的约束，改善抗弯截面模量，防止钢绞线飞出造成伤害和备用再次调整拱度等。

4.2.4增强主梁强度、刚度及承载能力的机理简述

4.2.4.1应用体外预应力张弦修复主梁拱度的形式，也就是在主梁负荷之前，根据等效荷载和平衡荷载的原理，用修复装置给主梁施以载荷的反向预加力，将其制成一个下凹上凸的负弯矩，因梁的负弯矩的拉、压应力刚好与工作载荷造成的上凹下凸的正弯矩的拉、压应力相反，所以预应力抵消了一部分或者全部梁的工作载荷应力和工作弯矩，减小了或者使梁的最大工作应力值等于零。

预应力随载荷的增减而变化，无载荷时预应力为初始应力。

4.2.4.2由于加装了修复装置，主梁的中性层相应的下移，受压区截面积增大，受拉区截面积缩小，但预应力钢绞线离中性轴最远，大部分拉应力都集中到预应力钢绞线上，又因预应力钢绞线有着优越的抗拉性能，所以修复后的主梁抗拉、抗压能力都增强了。

4.2.4.3修复装置张紧后替代了大部分主梁的受拉工作，并对主梁原受压区的翘曲变形，受拉区的延伸、裂纹进行反向修复。

4.2.4.4由于主梁下加装了修复装置，加大了主梁截面的惯性矩和抗弯截面模量，使主梁的刚度、强度都得到了加强。

4.2.4.5增装了修复装置，相当于附加了一个下弦拉杆和几个支座，从而合理的调整了载荷分布和增加了支座约束，降低了最大弯曲正应力和最大弯矩值，显著提高梁的刚度。

4.2.4.6修复装置张紧后，主梁的拱度、抗弯截面模量、弯矩值三者之间的变化近似，使原来的等截面梁改善为近似等强度梁。

4.2.5双主梁旁弯矫正方法

主梁水平刚度较小、旁弯度需要矫正值较小时，采用张拉主梁中线两侧钢绞线不同顺序的方法即可完成旁弯矫正。

当主梁水平刚度较大，需矫正值较大时采用下面方法进行矫正：

在预应力修复装置张紧之前，在双主梁之间用千斤顶将双主梁向走台侧顶至旁弯标准值上限，然后张拉钢绞线，起拱与旁弯矫正分别至设定值、待2小时定性期过后，去掉千斤顶测量旁弯值观察回弹量，如旁弯值符合标准值，此项修复工作结束；如旁弯值接近标准值，松开预应力修复装置，重复以上工作，加大千斤顶力度；如旁弯值与标准值相差较大时，则需用氧—乙炔火焰在主梁大筋板处配合矫正；如旁弯值相差更大，则需割开边梁，按以上工艺矫正，待旁弯值符合标准值后，再将边梁割口补焊。

修复双主梁不等值内旁弯示意图

4.3修复后主梁拱度、旁弯度及增强效果保持长久稳定的技术保障

修复后主梁的拱度值是主梁弯曲应力与修复装置张拉力的平衡点，要保持拱度和增强效果的长久稳定主要取决于张拉力的长久稳定，张拉力的长久稳定主要取决于拉筋材料的性能和配筋。

本项目选用高强度、低松弛、防腐性能好的桥梁缆索用预应力钢绞线作为拉筋；按五十一年应力松弛和蠕变等于零、450MP应力幅200万次脉动拉伸不断裂的疲劳寿命为原则进行配筋设计。

所以修复后在同样的载荷条件下，起重机主梁的工作安全和保持拱度数值及增强效果的长久稳定是有保证的。

退一步说，使用若干年后，如果拱度数值及增强效果万一发生变动可再调整撑顶器螺母或二次张拉，恢复效果非常简单。

4.4施工工艺流程

4.4.1、前期准备阶段

4.4.1.1检查、测量、分析、评估

4.4.1.1.1检查主梁有无开焊、裂纹、局部变形等缺陷，如有起拱前采取相应的手段消除之。

4.4.1.1.2按专利技术之《修前检测项目表》逐项检测、认真填写

4.4.1.1.3拉钢丝法测量主梁上拱图（附图）

4.4.1.1.4主梁水平弯曲的测量（附图）

4.4.1.2施工方案设计及施工准备

4.4.1.2.1根据测量结果预设修复值（本工程拱度修复值设定为1/1000L，优等品标准值，即16.5mm；旁弯度修复值设定为1/2000L，即1-8mm均向走台侧凸曲）。

4.4.1.2.2根据预设修复值，计算修复装置各部件及主梁各受力构件最大受力，然后校验、定值。

（计算过程略）。

4.4.1.2.3根据受力计算结果选用修复加固装置规格（本工程选用2×94.5Tf—16.5m修复加固装置，选用原则、过程略）。

4.4.1.2.4按设计要求制作预应力张拉修复装置。

4.4.1.2.5运至施工现场。

4.4.1.2.6按本方案之安全措施做好安全准备工作。

4.4.2、施工及验证阶段

1）挂施工吊栏或支平台等2）安装测量工具

3）划线确定焊装位置4）焊装撑顶器及支座

5）穿入钢绞线6）夹固固定端夹片

7）按一定顺序分别分四次控力张拉钢绞线至设定拱度并保证钢绞线受力均等

8）夹固张拉端夹片9）安装止退密封盖

10）安装保护夹板11）切掉工艺段钢绞线

12）调整撑顶器螺母使其受力，然后锁紧锁紧螺母

13）主梁水平弯曲的维修（略）

施工吊篮草图

4.4.3交工、验收、质量评价及保修阶段

1）试吊、测量、验证其效果。

2）清理施工现场、交工。

5、维修及验收依据标准

GB3811-83起重机设计规范

GB/T14405-93通用桥式起重机

GB6067-88起重机安全规程

GB/ZQ8001-89通用桥式起重机产品质量分等

GB5905—86起重机试验规范和程序

6、施工安全措施

6.1甲方职责

6.1.1甲方将检修段大车滑线断电，并挂“有人施工禁止送电”警示牌。

并用绝缘材料将作业区内角钢滑线保护起来。

6.1.2甲方分别在两侧大车轨道上设置大车轮卡子4个，防止本车移动和相邻工作天车越界碰撞本车。

6.1.3甲方清理作业区域障碍物及杂物，施工场地尽可能干净、平整。

6.1.4甲方在作业区，设置安全围栏和警示标志，严禁非施工人员入内，注意防火、防电、防盗、防爆。

6.1.5甲方向乙方介绍本单位、本行业的特殊规定和特点；介绍施工现场及相邻设备应注意事项。

6.2乙方职责

6.2.1乙方参与该工程人员应遵守甲方厂规厂纪，服从甲方领导，听从甲方指挥，接受甲方监督。

6.2.2建立健全安全管理机构和制度，落实安全责任，明确安全责任分工，设专职或兼职安全员。

6.2.3参与直接施工人员必须持有特种设备操作证。

6.2.4乙方施工人员进入现场前，请甲方讲解现场注意事项及相关知识。

6.2.5施工人员进入现场，必须穿棉质工作服，戴好安全帽，高空作业必须系好安全带。

6.2.6施工中所用起重设备、工具、梯子、绳索、吊点，必须经过试拉、试用，确保安全，工作可靠。

电器设备、工具、电缆、确保不漏电，不飞出伤人。

检修临时专用电盘，要有保护装置。

6.2.7如发现有施工人员身体不适，或未按规定穿戴劳动保护服装和鞋帽以及违规违纪现象者，严禁进入施工现场，勒令停工。

6.2.8从事危险性作业时，必须设安全监护人员，发现安全隐患时应及时报告，主动处理。

6.2.9吊装时由专业起重工统一指挥，上下呼应，全面照应。

钢丝绳套及缆风绳要可靠。

吊装物件要捆绑牢固，有棱角处要用破布等物品过渡，防止切断钢丝绳。

吊装物件要用棕绳系留，控制摆动，防止碰撞。

严禁人员在吊装物下走动、作业。

7、乙方对质量负责范围和期限

（正常使用及防腐蚀条件保证下）主梁项目保质5年，其它项目保修半年。

河南省宏瑞防腐安装有限公司