在用桥(门)式起重机空载拱度的应修界限

1、在用桥(门)式起重机空载拱度的应修界限书海学舟内容摘要：对在用桥(门)式起重机的主梁上拱度要求，目前尚无标准明确规定。从起重机主梁上拱度和静刚度的意义及作用，以及GB6067起重机械安全规程的规定可知，在用桥(门)式起重机主梁上拱度（或下挠程度）的应修界限，取决于该起重机静刚度的好坏。国家质检总局国质检锅2002296号文件颁布的起重机械监督检验规程（以下简称规程）中，桥(门)式起重机定期检验报告第3.3项为“主梁上拱度和上翘度”。但规程中桥架型起重机“检验内容与方法”第3.3项只有对新安装的桥(门)式起重机（包括电动葫芦桥、门式起重机）的主梁上拱度要求，而没有明确对在用起重机空载上拱度的要求

2、。那么，在用桥(门)式起重机定期检验时，主梁空载上拱度是否需要进行测量，测量后其单项检验结论如何判定，本文就此问题谈谈看法。一、主梁上拱度的定义及其作用GB6974-86起重机械名词术语中指出：主梁上拱度是指主梁预制的，由水平线算起的向上拱起量。同时指出：下挠度是指在额定载荷下，梁或杆件向下产生的弹性变形量，从加载前实际位置算起。桥(门)式起重机主梁要求有一定的上拱度的根本原因是因为主梁在承受载荷时会产生下挠变形（弹性变形）。当弹性变形使主梁由水平线算起产生下挠时，将使小车轨道出现坡度，增加起重小车运行的阻力。严重时使小车出现自动下滑，严重影响起重机机构的正常工作。由有关推算可知，由坡度产生的

3、阻力增加百分比为：当静挠度（由水平线算起向下产生的弹性变形量）为S/800时,阻力增加20%左右, 当静挠度为S/500时,阻力增加30%左右, 当静挠度为S/300时,阻力将增加到50%左右.为了不影响起重机机构的正常工作,GB6067-85起重机械安全规程1.10.4规定：对于一般桥式类型起重机当小车处于跨中，并且在额定载荷下，主梁跨中的下挠值在水平线以下，达到跨度的1/700时，如不能修复，应报废。（这一条规定也就是规程第3.1项的部分内容。二、新安装起重机主梁上拱度的要求由于上述原因，对新制造安装的起重机主梁有三条要求：一是静刚度要求。GB/3811-83起重机设计规范3.8.1.1规

4、定：电动单、双梁桥式类型起重机（包括门式起重机和装卸桥），当满载小车（或电动葫芦）位于跨中时，主梁（主桁梁）由于额定起升载荷和小车（或电动葫芦）自重在跨中引起的垂直静挠度YL应满足以下要求：工作级别为A5或A5以下的起重机，YLS/700；工作级别为A6的起重机，YLS/800；工作级别为A7、A8的起重机，YLS/1000；其中S为起重机的跨度。这一条规定即规程中8.2项额定载荷试验的内容。二是上拱度要求。对新安装的起重机提出上拱度的要求，是为了补偿起重机承载时（接近或等于额定载荷时）主梁的弹性变形。主梁在设计制造时预制有一定的由水平线算起向上的拱起量。这样，空载或轻载时，小车运行有一定的坡

5、度，当重载时（接近或等于额定载荷时）由于主梁的弹性变形，小车运行的坡度减小。这样，可以充分利用起重机金属结构的承载能力,有利于起重机重载时机构的运行。电动单、双梁桥式类型起重机的标准中对设计制造单、双梁桥（门）式起重机主梁上拱度分别规定为（11.4）S/1000和（0.91.4）S/1000。三是对静载试验后主梁剩余上拱度的要求。主梁在制造过程中，由于强制组装控制变形，造成各部位产生了不同方位的拉、压等应力，另外，由于焊接过程中局部不均匀加热，将会造成焊缝及其附近金属收缩，导致主梁内部产生残余应力。由于起重机吊运、安装以及使用过程中受载荷作用，这些残余应力会逐渐均匀化，以致消失，主梁因此会产生

6、些永久变形。所以，新安装的起重机静载试验后，会使出厂时的空载拱度有所减小。故而标准又规定新安装的起重机静载试验后，空载检查主梁实有上拱度，双梁桥（门）式起重机应不小于0.7S/1000，单梁桥式及悬挂起重机应不小于0.8S/1000。起重机在以后的使用过程中，由于超负荷，不合理使用，高温环境影响，不合理的修理等，主梁上拱度随使用年限的增加还会逐年减少。有关调查表明，一般使用一年后上拱度减少20%左右，使用25年减少30%50%，使用5年以上会减少60%以上，使用10年，拱度全部消失，以后还将开始下挠至水平线以下。四、对在用起重机主梁上拱度的要求对在用起重机主梁上拱度，目前尚无标准明确规定。有的

7、单位一发现主梁没有上拱度就修复；有的单位主梁已经严重下挠仍在继续使用；有的检验人员甚至用新安装起重机上拱度标准来判定在用起重机上拱度是否合格；也有人提出起重机上拱度应修界限的各种不同见解。实际上只要我们真正理解了起重机主梁上拱度、静刚度的意义和作用，不难看出，GB6067-85起重机械安全规程1.10.4条（即规程第3.1项的相关内容）已经对在用起重机主梁上拱度做出了规定。只不过是对每一台起重机，由于其静刚度的不同，对其上拱度的要求是不同的而已。也就是说对起重机主梁上拱度的要求与该起重机主梁的静刚度有密切的关系,对每一台在用起重机上拱度的要求，取决于这一台起重机现有的实际静刚度的好坏。静刚度好

8、的起重机主梁，其主梁上拱度可以小一些，或者可以没有拱度，甚至允许有一定的下挠；静刚度差的起重机主梁则不然，如果静刚度很差，也许尚有一些上拱度，也需要进行修理了。对规程第3.1项中金属结构的检测，实际操作时不宜在吊起额定载荷的情况下，用钢丝法或水准仪法直接测量主梁水平线的下挠度。最好先行测量空载拱度F，然后，按静刚度的测量方法测量由额定起重量和小车自重在主梁跨中引起的垂直静挠度YL（从加载前实际位置算起）。静挠度的测量方法是：试验前，应将空载小车停放在主梁端部位置，用经纬仪在主梁跨中定出测量主梁挠度的基准点(预先将钢板尺悬吊或用胶带纸粘贴在主梁跨中腹板处)，将小车开至主梁跨中，起升额定载荷，用经

9、纬仪观察主梁的弹性变形量YL。如图所示，用测量出的F和YL进行计算，YL-F即为“在额定载荷下，主梁跨中水平线以下下挠值”。当YL-FS/700时，起重机主梁的金属结构(规程3.1项相关要求)及主梁上拱度（规程3.3项）均为合格。五、讨论由图及公式YL-FS/700可见：1）静挠度YL永远为正值，极限值为YL=0（即主梁对规定的额定载荷表现为“绝对刚性”）。2）主梁空载上拱度F可为正值，也可为值负。F>0表示主梁空载时上拱；F<0表示主梁空载时下挠。F=0表示主梁是空载时既无上拱也无下挠的水平梁。3）YL-F>0 （即YL>F,包括F为负值）表示在额定载荷下，主梁已向水

10、平线以下下挠，但只要该值小于或等于S/700即为合格。4）YL-F<0 （即YL<F）表示在额定载荷下，主梁仍保持上拱。5）对在用起重机应满足公式YL-FS/700，一台起重机若YL值小，即静刚度好时，F值也可以相对小一些，即上拱度可以相对小一些，甚至可以等于零或略有下挠（即为负值）；若YL值大，即静刚度差时，F值也应相对大一些，才能满足对金属结构的要求。六、检验结果的处理无庸置疑，当检验结果满足公式YL-FS/700时，为合格，包括主梁拱度很小甚至略有下挠；当检验结果不能满足公式YL-FS/700时，判定为不合格。此时应根据实际测量的YL和F的值进行分析，其原因可能是上拱度太小、下挠严重，或者是起重机静刚度太差。其处理办法，一是进行修复，可以根据实际情况决定是起拱或是加固主梁（增加主梁刚度），即增大F值或减小YL值；其二也可以降载使用，通过降低额定载荷，减小YL值，直到满足公式YL-FS/700，即不影响机构正常工作为止。当然,降载使用，应在企业设备安全管理上做相应的工作，