桑郎水电站厂房桥机试验方案实施分析

□郑平 杨戟

（贵州省水利投资集团公司）

桑郎水电站厂房桥机试验方案实施分析

□郑平 杨戟

（贵州省水利投资集团公司）

厂房桥式起重机为特种设备，为加强特种设备安全工作，预防桥机事故，保障人身和财产安全，促进经济社会发展，厂房桥式起重机安装申请、许可、试验、验收、注册等工作必须严格按照程序执行，检验合格颁发安全使用许可证后方可投入正常使用。通过对贵州省兴义市望谟县桑郎电站厂房电动双梁桥式起重机（型号：QE32/5t）的负荷试验，简述了桥机安装验收的基本程序，从节约经济效益出发分析了试重块选择原则，从安全性考虑如何选择可靠的钢丝绳吊索，详细描述了如何进行桥机负荷试验，如何进行风险控制，如何加强组织措施和安全措施，为各种电厂及工矿企业的桥机安装、试验、验收等提供参考经验。

桑郎电站；负荷试验；钢筋；钢丝绳；风险及控制；强制性验收

1 概述

桑郎电站是桑郎河梯级开发规划中的第四级，位于望谟县桑郎镇境内。地面式厂房，装机容量为2×6300kW的立式水轮发电机组，年发电量4874万kW·h。

为满足机组安装和检修要求，选用一台电动双梁桥式起重机，起重量：主钩32 t，副钩5t；最大起升高度：主钩16 m,副钩18 m；桥机大车跨度11 m，小车跨度2.50 m；工作制为轻级（A3）。桥机由现场组装的两个桥架、一个小车、运行机构、制动装置、驾驶室、操作台和电气设备等组成。桥机轨道、滑触线、桥机本体、电气设备等安装完成后进行负载试验，检查桥机运行状态是否平稳、声音是否正常、制动系统是否可靠，大梁上拱度、下挠度是否符合规范要求。

2 主要技术参数及试验分类

2.1 桥机主要技术参数

桥机主要技术参数见表1。

表1 桥机主要技术参数表

2.2 负载试验分类

桑郎电站桥机负载试验以主钩额定重量为基准，根据规范要求分为悬挂重物静载试验和悬挂重物动载试验。为确保安全，静载试验按两步进行，先进行1.00倍主钩额定负载（32 t）试吊，无异常后再进行1.25倍主钩额定负（32 t）载试吊，最后进行1.10倍主钩额定负载（32 t）的动负荷试验。三次负荷试验的重物重量分别为32 t、40 t、35.20 t，为保证试验顺利进行，试验前重物应计算及规划正确。

3 验收单位及程序

桥式验收参加单位：兴义市特种设备检测中心、业主、设计、监理、土建、厂家和安装单位。

桥机安装前安装单位按规定格式准备齐全资料，送至兴义市质量技术监督管理局进行书面告知，书面告知审查批准后方可进行桥机安装、试验。桥机所有部件安装完成后安装单位提交桥机安装自检报告，送监理、业主单位审核通过后按规范要求备齐所有资料，正式发函邀请兴义市特种设备检测中心工程师到现场进行桥机静载、动载负载试验及验收，验收合格后进行桥机注册登记及颁发桥机安全使用许可证。

4 试重块选择

4.1 方案1：钢筋作为重物

压力隧洞调压井还没有施工，业主仓库库存钢筋有100多吨，进行桥机试验时最大重物需要40 t，即1.25倍主钩额定负载静载试验，因此满足重物要求。

选用作为重物的钢筋型号为直径φ=16 mm，每根长L=9 m，钢筋重量及需要数量计算如下：

式中：S—1根钢筋截面积（单位：m2）；G—1根钢筋质量（单位：t）；M—40 t钢筋数量（单位：根）。

实际取2817根，库房有吊装设备，钢筋吊卸方便。

4.2 方案2：钢筋混凝土作为重物

最大重物需要量为40 t，钢筋混凝土的密度一般为2.50 t/m3，因此需要钢筋混凝土体积为40 t/2.50 t=16 m3，以市场价计算钢筋混凝体的价格大约为700元/m3×16 m3=11200元。用钢筋混凝土作为重物试块，需要计算长、宽、高等尺寸，还需进行配筋强度计算等，因此过程较复杂。钢筋混凝土试块立模、浇筑混凝土、吊装倒运等需要约50 m2的场地，现场场地狭小，场地平整费用大约8000元。钢筋混凝土试块吊装及运输费用大约7000元。钢筋混凝土作为试吊重物需要总费用大约11200+8000+7000=26200元。

4.3 方案比较

方案1和方案2进行经济、技术和安全比较，方案1明显经济、安全，可节省约26200元成本，并不需租用吊机进行吊装，吊装安全风险较低。用钢筋作为试块的使用周期仅为3 d时间，不会耽误钢筋使用工期，因此桑郎电站QE32/5 t桥式起重机试吊重物选用钢筋。

5 钢丝绳选择

试吊重物最大40 t，考虑悬挂4根钢丝绳受力，每根钢丝绳受力夹角为40°，则每根钢丝绳所受最大拉力为：40÷4÷cos400=40÷4÷0.766=13.05 t。

根据规范要求，钢丝绳Φ36 mm的理论破断拉力为58.20 t。桥机进行1.25倍（40 t）最大静载试验时起升高度较低，并且起升和降落只有3次，因此安全系数可选取范围内的低数，取3倍安全系数，则钢丝绳的安全受力最大为58.20 t÷3=19.40 t。钢丝绳实际最大受力为13.05 t，远远小于钢丝绳安全受力19.40 t，因此选用直径Φ36 mm的钢丝绳（6×37＋1）满足最大负载要求，可以作为试验用索具。

6 负载试验

6.1 准备工作

桥机上彻底清扫干净，轨道上无杂物，测量设备架设完毕，桥机原始数据检测完好；40 t试重块运至装配场现场。

6.2 空载试验

开动大车及小车，起落主钩及副钩等，各档位、各速度均需操作运行，各机构运行应平稳、声音正常。大车沿轨道全长往返运行，检查左右极限开关动作应灵敏可靠，同时检查各主动轮和被动轮不得有啃轨现象。小车沿轨道全长往返运行，检查上下游极限开关动作应灵敏可靠，同时检查各主动轮和被动轮不得有啃轨现象。主钩、副钩在上下起吊高度范围内来回运转多次，最高和最低极限开关动作应灵敏可靠，下降到最低位置时检查滚筒上钢丝绳至少还有3圈以上。以上各种运行工况时按下紧停开关后桥机必须能可靠停止运行。空载试验结束后对整机电气检查应无发黑烧焦现象，机械应无变形，各油箱应不渗漏，全部合格后才能进行静负载试验和动负载试验。

6.3 1.0倍静载试验（32t）

根据国家规范要求，桥机的上拱度应大于8.80 mm（0.80 L/1 000=0.80×11/1 000，L为大车轨距11 m），桥机的下拱度不得＞15.70 mm（L/700，L为大车轨距11 m）。

2016年7月22日进行试验时实测桥机上拱度为20 mm，＞8.80 mm，满足国家规范要求。

用全站仪测量桥机大梁中间某点（作上记号）的原始高程，缓慢起吊1.00倍重物，重物悬空离地约150 mm，静止10 min后，再次用全站仪测量（为保证测量精度，全站仪架设位置保持不变）桥机大梁记号处的高程，记号处前后两高程相减即为桥机的下挠度。2016年7月22日进行试验时实测桥机的下挠度为9 mm，小于15.70 mm，满足国家规范要求。并且试验卸载后再次测量桥机大梁记号处的高程，与试验前的数据一致，说明桥机无永久变形，桥机刚度及强度完好。

6.4 1.25倍静载试验（40t）

除试块加重外，试验方法、测量手段等与1.00倍静载试验方法类似，连续试验三次，每次间隔时间10 min。2016年7月22日进行1.25倍静载试验时桥机大梁的下挠度为10 mm，＜15.70 mm，满足国家规范要求。

6.5 1.10倍动载试验（35.20t）

吊起1.10倍负载，离装配场地面约150 mm，小车全行程行走3次，大车全行程来回行走3次，大车、小车的刹车系统应可靠、平稳，各电气设备和机械设备运行正常。起升主钩上下3次，刹车可靠、无溜钩现象，制动电阻无异常发热，有关电气设备和机械设备运行正常、平稳。

试验后检查桥机大梁、小车等结构无开裂及变形，钢丝绳、吊钩组、滑轮等无变形，各连接螺栓、销子、连接板等完好，各焊缝完好，减速箱、制动器无渗油。

7 风险及控制

桥机属于特种设备，必须进行过载试验的专项验收，因此存在较大的风险，试验风险及控制主要表现在以下几个方面：①风险：桥机大梁强度不够发生断裂或变形。控制：严格控制制造厂家质量，选用正规厂家的桥机，要求厂家提供相关材质质量证明文件和检测技术资料，确保桥机制造质量。试验时先进行小吨位重物试验，逐渐加重负载直至最大负载，便于提前发现问题后采取相应措施。②风险：电气设备过热引发火灾事故。控制：源头上要求厂家选用质量合格的电气设备，合格证齐全，试验时派专人监视各电气设备的运行情况，重点用红外线测温仪监视制动电阻的温度，严防其温度过热燃烧，并在桥机上配置二氧化碳灭火器。③风险：桥机制动装置刹车不可靠或钢丝绳绑扎不牢造成重物瞬时落下伤人或伤物的安全事故。控制：反复调整制动装置刹车片间隙、刹车行程及弹簧预紧力，使制动装置处于最佳工作状态；钢丝绳绑扎由专业司索工进行，检查验收合格后方可起吊，重物下方严禁站人或放置设备。④风险：40 t试重块堆放在装配场，重量较集中，装配场楼板可能开裂。控制：试验时装配场楼板混凝土强度必须100%满足，装配场地面敷设若干钢板，主受力点必须在混凝土梁上，钢筋搁置在钢板上分散受力。⑤风险：桑郎电站处于农村，电网用电不可靠，若在吊起重物时停电，并且停电时间无法预估，桥机将长时间悬挂重物在半空中造成桥机受力部件疲劳变形。控制：现场配置容量足够的柴油发电机作为备用电源。

8 结论

桥式起重机属于特种设备，必须通过国家质检部门强制性验收。通过桑郎电站厂房32/5 t桥式起重机试验的顺利实施，为各型号厂房桥式起重机的试验程序和方法提供借鉴，试验措施、试验风险及控制实际操作性较强，特别是重物试块和钢丝绳的正确选择不仅确保安全，还可以节省资金、缩短工期。

TV731.1

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1673-8853（2017）11-0060-03

郑平（1962-），男，高级工程师，主要从事电气技术及工程建设管理工作。

2017-9-29

编辑：刘青