橋式抓斗卸船機前大梁撓度修復工藝

方夢庚

茂名廣港碼頭有限公司

1 引言

橋式抓斗卸船機因其技術成熟可靠、對物料和船型適應性好、作業機動靈活和維修工作量小等優點，廣泛用于港口碼頭散貨卸船作業中。由于復雜的作業工況和高利用率運行，橋式抓斗卸船機金屬結構尤其是前大梁，在使用一定年限后會出現不同程度的下撓變形，影響小車運行機構正常作業，給卸船機安全生產埋下隱患。因此，對于結構撓度變形的卸船機，必須對前大梁結構進行撓度修復。

在起重機箱型梁撓度修復問題上，韓育文[1]對橋式起重機主梁撓度的應修標準進行了探討，通過分析主梁撓度產生的原因，提出了撓度修復的具體措施。徐嘉樂等[2]提出了一種橋式起重機橋架鋼結構變形的修復工藝，通過火焰矯正法對大梁橋架進行變形矯正，從而使橋架上拱度達到設計要求。何偉權[3]介紹了龍門起重機橋架下撓度修復的常用方法，并結合實際應用分析了橋架修復帶來的經濟效益。

本文以廣州港某橋式抓斗卸船機為例，介紹一種基于外力張拉、火攻矯正和腹板加固定形的復合修復工藝，實現不拆卸大梁狀態下卸船機前大梁的撓度修復。該撓度修復工藝在確保設備安全前提下，以較小的成本延長了設備的使用壽命，對大型起重裝備金屬結構的撓度修復具有較好的參考價值。

2 卸船機前大梁撓度變形

廣州港新沙港務公司1號橋式抓斗卸船機額定卸船效率為850 t/h，已投入使用超過23年，累計運行時間超過6.7萬h。近10年來。該卸船機平均利用率在50%以上，屬于利用率高位運行。隨著使用時間的增加，該卸船機整機金屬結構存在不同程度的腐蝕、變形現象，尤其是前大梁下撓變形明顯(見圖1)。

圖1 卸船機前大梁下撓變形

為全面準確掌握卸船機前大梁的下撓變形情況，在前大梁上以大梁鉸點為起點，向海側每隔2.5 m標記1個測點，并用阿拉伯數字1～11依次進行編號(見圖2)。

圖2 前大梁撓度測點位置示意圖

在豎直方向上，以大梁鉸點處前大梁上表面為參考高度，非作業工況下，卸船機前大梁左右兩側各測點的水平度檢測數據見表1。

表1 前大梁左右兩側各測點的水平度檢測數據

根據《通用橋式起重機》(GB/T14405-2011)、《起重設備安裝工程施工及驗收規范》(GB50278-2010)等國家相關標準，橋式抓斗卸船機出廠時，在非作業狀態下，前大梁的預拱度為(1.4～1.6)S/1000 mm(S為前大梁有效工作懸臂長)。由表1可知，前大梁的大梁鉸點至拉桿鉸點段撓度均為負值，其中右側測點6的最大下撓度達-51 mm，不符合起重機箱梁上撓要求，起重機前大梁必須進行維修、更換，或報廢。

3 撓度修復方案及施工工藝

鑒于1號橋式抓斗卸船機使用年限長，整體更換前大梁費用高、工期長，故采用維修方案。撓度修復總體方案為：調整大梁拉桿長度，使拉桿鉸點處左右兩側大梁處于同一水平；采用外力張拉、火攻矯正和腹板加固定形的工藝進行卸船機前大梁撓度修復。具體施工工藝如下：

(1)調整拉桿長度，使得左右兩側拉桿鉸點處大梁面在同一水平度上，且調整后拉桿處的梁面高度不小于鉸點處的梁面高度。

(2)在梯型架頂部掛10 t手拉葫蘆4個(兩邊大梁各對應2個)，手拉葫蘆與大梁需調整段中部連接(見圖3)。為防止大梁旁彎，兩大梁間使用活動鋼性撐桿連接，間隔5 m。

圖3 手拉葫蘆拉伸位置示意

(3)拉緊手拉葫蘆，將前大梁抬高，并保持左右兩側前大梁在同一水平面上。

(4)用兩把專用烤槍對前大梁左右兩側腹板同時加熱，考慮到加熱變形的影響，加熱位置在箱梁圈筋處最為適宜。加熱溫度由溫控儀測得，具體控制在500～600 ℃，鋼板為褐色狀態。同時，在前大梁腹板加熱過程中需及時調整手拉葫蘆張緊度，使其始終保持向上的力不變，待修復完成腹板冷卻后松掉葫蘆。

(5)待前大梁撓度修復完成后，在前大梁左右兩側內底部加縱向加強筋2條(70×70角鋼)，加筋位置為兩側腹板的延伸處(見圖4)。

圖4 大梁內底部加縱向加強筋位置示意

4 撓度修復實施效果

廣州港新沙港務公司1號橋式抓斗卸船機前大梁撓度修復施工完成時，前大梁左右兩側1～11號測點的水平度檢測數據見表2。經過半年使用，1號卸船機前大梁的撓度檢測數據見表3。

從表2和表3可以看出，1號橋式抓斗卸船機前大梁撓度修復后，前大梁撓度檢測數據正常。對比修復施工完成時與半年使用后的檢測數據可以發現，前大梁撓度經過半年的使用基本未發生變化，說明通過增加縱向加強筋，前大梁剛度有明顯提升，卸船機金屬結構的安全性得到較大提升。

此外，在修復施工使用半年后，卸船機前大梁火攻和加固部位未出現變形、開裂等現象，起升小車運行正常，完全達到起重設備箱形梁檢測規范要求。

表2 修復施工后前大梁各測點的水平度檢測數據

表3 半年使用后前大梁各測點的水平度檢測數據

5 結語

廣州港新沙港務公司1號橋式抓斗卸船機的前大梁撓度修復，有效解決了卸船機前大梁下撓變形問題，以較小的成本恢復設備性能，在確保設備安全的前提下延長了設備的使用壽命，可為大型起重機金屬結構的撓度修復提供借鑒。