桥式起重机主梁下挠的原因及矫正方法

桥式起重机在长期使用过程中，由于制造、使用和日常维修方法等多种因素的影响，会导致主梁下挠。主梁发生永久变形时，桥式起重机小车行走运行阻力增加，并且造成主梁下盖板及附近的腹板上出现裂纹、脱焊等现象，不能正常使用，最终导致报废。通过对产生主梁下挠的原因进行分析，制定一些规避措施，确保起重机正常使用。在主梁下挠劣化的情况下，积极采取预应力矫正的方法对主梁进行处理，可以起到延长桥式起重机寿命的作用，降低运行成本。

一、发生主梁下挠的原因分析

造成箱形主梁下挠的原因是多方面的，有制造、使用的原因，也有运输、安装的原因，可归纳为以下几方面。

1、主梁结构产生内应力的原因

箱形结构是一种焊接结构，由于焊接过程中局部加热造成焊缝及附近加热区金属的收缩，产生了残余应力。箱形主梁四条角焊缝引起的焊接内应力如图1所示，即上下盖板焊缝附近为拉应力，中间为压应力；腹板焊缝附近为拉应力，中间为压应力；又由于主梁内部筋板焊缝的应力叠加，腹板压应力区域中心下移。由于焊接产生的残余应力和工作应力叠加，结构的局部应力可能超过屈服极限而导致局部的塑性变形，从而使整个主梁产生永久变形。另一方面，由于自然时效使梁结构中的残余应力在使用过程中逐渐消失，主梁会出现永久变形，这些永久变形就是造成主梁上拱减小或下挠变形的主要原因。

2、产生腹板波浪的原因

箱形主梁腹板波浪较大时，主梁下挠变形以后，腹板波浪由受拉区向受压区集中，也就是靠近下盖板的腹板波浪展平而靠近上盖板的腹板波浪的波峰增大。腹板波浪变迁的过程也就是主梁下挠变形的过程。

3、超负荷和不合理使用

桥式起重机经常超载或不合理使用，是主梁产生下挠的主要原因之一。实践证明，当部分吊物的单件重量超过了起重机的额定载荷，致使起重机长期处于超负荷状态；有时为赶工期、抢时间，采取”歇人不歇机”的方法，超工作级别使用起重机，使起重机长期处于疲劳状态。以上两种不科学的使用方法都会使主梁局部应力处于甚至超过屈服极限，从而导致主梁变形下挠。更有甚者，个别作业人员使用起重机拖拉重物，这是造成主梁下挠的重要原因。

4、走台上盖板气割、焊接

在主梁盖板上的加热(气割、焊接)会使主梁下挠，在走台上加热，会使主梁向内旁弯，所以要尽量避免在主梁金属结构上气割和焊接。如修理小车轨道时，因铲下压板，不应用气割，必须进行焊接时要采取防止主梁变形的措施。

5、高温工作环境

在环境温度较高场所使用的桥式起重机，其主梁长期处于高温烘烤状态，从而降低了金属材料的屈服极限和产生温度应力，一方面温度应力与其他应力叠加后可能超过材料的屈服极限；另一方面由于主梁上下盖板受热不均匀，下盖板温度大大高于上盖板，下盖板伸长较多，最后导致主梁下挠。　

6、起重机不合理存放、吊运、安装

由于起重机桥架系长、大结构件，弹性较大，不合理的存放、吊运和安装都会引起桥架变形。在调查中发现，有些新起重机由于种种原因未及时安装，在安装前被随处安放，没有采取防止桥架变形的措施；有些新起重机在吊运、安装过程中，没有根据桥架重心和受力情况设计吊装方案，采取野蛮吊装而致使桥架变形等等，这些都是易引起起重机主梁下挠的原因 。

二、箱形主梁下挠修复方法的选择

箱形主梁下挠的修复，目前常采用两种方法，即火焰矫正法和预应力矫正法。

火焰矫正法原理：利用金属热塑性原理在主梁下盖板和腹板局部区域用火焰加热，冷却收缩时产生向上拱起的永久变形，达到矫正主梁下挠的目的。

预应力矫正法：使起重机主梁在承受载荷前，预先张拉预应力拉杆施加应力，这个应力与工作应力的方向相反，抵消部分工作应力，达到主梁向上弯曲恢复上拱的目的。

火焰矫正法操作工艺较为复杂，不易控制上拱的程度，矫正后残余应力避较大，使用性能不可靠，仍有再次下挠的可能，而预应力矫正法容易控制主梁上拱的程度，对施工人员的技术要求不太高，修理后拱度一般较为稳定，主梁的强度、刚度均得到加强，修理周期较短、效果较好。

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