炼钢厂吊车梁疲劳加固方法

发布于：2023-06-08 10:43:08 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

炼钢厂房中的吊车梁是厂房中重要构件，决定着炼钢厂是否能够正常生产运行，但由于炼钢厂吊车的起重量大，运行频率高等特点造成吊车梁经常出现疲劳破坏问题，发现这些问题以后可以通过加固方式进行处理，现就重型工作制下吊车梁疲劳问题加固方案进行介绍。

01 疲劳裂缝开始位置

不同形式的吊车梁其疲劳破坏开始的位置不同，即裂缝开始的位置不同：

①

圆弧式突变支座钢吊车梁疲劳裂缝开始于端部变截面处

图1 圆弧式支座疲劳裂缝开始位置

图2 圆弧式支座疲劳裂缝发展位置

②

直角式突变支座钢吊车梁疲劳裂缝开 始于端部突变处

图3 直角式突变支座疲劳裂缝开始位置

图4 直角式突变支座疲劳裂缝发展位置

③

等截面钢吊车梁疲劳裂缝开始于跨中上翼缘与腹板交汇处

图5 等截面钢吊车梁疲劳裂缝开始位置

图6 等截面钢吊车梁疲劳裂缝发展位置

02 疲劳计算结果及加固方案设计

根据吊车梁形式及受力情况进行有限元计算，得出结果如图7~9所示，从结果可以看出计算结果高应力区符合实际破坏情况。

图7 圆弧端支座疲劳破坏位置应力图

图8 直角式突变支座疲劳破坏位置应力图

图9 等截面钢吊车梁疲劳破坏应力图

根据实际疲劳裂缝布置的位置和计算结果制定加固方案：

1、 针对圆弧段支座吊车梁采用的是“贝壳板”加固方式 ，采用类似于贝壳形状的钢板焊接在两端腹板和翼缘上，支座反力通过贝壳板传到腹板位置，避开疲劳破坏的高应力区从而达到保护梁本体的作用，如图10所示；

2、 直角式突变支座吊车梁采用双夹板加固方式 ，即在支座区域采用两块钢板将原腹板进行加厚，加厚方式采用高强螺栓群方式，同时插板位置也要进行增强，这样做主要目的就是增大了疲劳破坏位置的构件尺寸，降低疲劳应力，如图11所示；

3、 等截面吊车梁采用“Y”形板加固方案 ，即在梁上翼缘和腹板之间增加两块钢板形成“Y”形，采用这样做法可以将轨道荷载通过两块钢板传到腹板，避开翼缘和腹板之间焊缝的疲劳高应力区达到保护梁本体的作用，如图12。

图10 “贝壳板”加固方式应力图

图11 双夹板加固方式应力图

图12 “Y”形板加固方式应力图

03 工程应用

上述各加固方案在实际工程中的应用体现出良好的效果，以下为某个工程中加固的实际案例，如图13-15。

图13 “贝壳板”加固方式实际应用

图14 双夹板加固方式实际应用

图15 “Y”形板加固方式实际应用

04 结语

需要指出的是， 这种针对疲劳问题的加固不是一劳永逸的，也不是加固的越“强”越好 。合理的加固应该根据吊车梁实际损伤情况、实测应力谱和有限元模型计算结果，评估加固效果，确定安全使用年限和加固的连接构造细节。盲目的加固不仅不能取得理想的效果，还很有可能把可以加固的吊车梁加固成必须更换的梁。在对吊车梁疲劳诊治的过程中，如何“寻医”是首要关键，找对了医院，可以“药到病除、妙手回春”，找错了，轻则“延误治疗、人财两空”，重则酿成大祸。希望有关人员在吊车梁管理运维过程中提高意识，寻找 “专业的好医院”。