桥式起重机金属结构变形的原因分析及处理

付忠策

摘要：在当前建设工作中，起重机的存在是尤为重要的。对于社会发展而言，城市建设是必不可少的重要工作内容，通过开展建设工作，不但能够向社会提供足量的就业岗位，同时还能够对城市发展产生促进作用。为了确保整个施工工作能够顺利开展，提高施工效率，相关人员往往需要结合实际情况选用合适的起重机设备。而随着使用频率较高，周期较长，很容易会导致起重机自身的主梁结构出现变形情况，从而导致后续施工作业无法得到顺利开展。正因如此，本文就桥式起重机金属结构发生变形的原因加以分析，并以此为基础提出相应的处理措施。

关键词：桥式起重机;主梁变形;修复措施

桥式起重机是工程起重机的一种，对于工程建设而言有着极为重要的作用。对于任何设备来讲，当使用频率或者周期达到规定标准，受到外界因素的影响，就会发生故障问题。以桥式起重机来讲，这种设备是极为常见的，并被广泛应用在工程施工过程中，倘若主梁结构出现问题，就会导致后续工程施工无法顺利开展。这样不但会导致整个工程周期被迫延长，同时还会威胁到施工人员自身的生命健康安全。正因如此，为了避免这一情况的出现，施工人员需要明确主梁变形的主要原因，并结合实际情况进行相应的调整与应用，以此来确保整个工程施工能够正常开展下去。

一、桥式起重机金属结构变形的原因分析

（一）设计不合理

桥式起重机是我国早一批设计的起重设备，在进行设备设计的过程中，相关人员并没有有关这方面的规定，在进行制作时也没有相关的工艺标准进行遵守，以至于所生产的桥式起重机本身在性能与稳定性方面相对较差，即便是后续有人对其进行了完善与优化，但从整体性能上来讲，桥式起重机仍然无法与其他新兴设备相比[2]。比如说，在进行生产的过程中，这类起重机在腹板部分缺乏合理的下料工作，并且所用钢板的尺寸设计也因缺乏明确规定而出现问题。同时，由于起重机本身所依赖的是焊接技术，在进行焊接工作的过程中，一定会出现不同程度的误差现象，而设计不合理的问题会导致在桥式起重机中，这种误差现象会被呈现放大姿态，从而导致腹板结构发生较为明显的变形情况。在这一过程中，起重机设备的钢板会受到不同方向应力的作用，本身缺乏足够强度的它会因为无法承受应力的转换，从而导致受力区域发生变化，进而导致主梁结构出现较为明显的变形与塌陷[3]。

（二）内应力

由于相关人员在进行施工作业中，并没有严格遵守相关标准，导致主梁被迫开展了强制组装工作，应力之间的平衡系数发生改变，主梁结构也就会因此发生变形现象，在這一工程中，主梁内部便会受到内应力的影响。此外，当相关人员在焊接工作的过程中，并没有进行相应的加热工作，以至于整个设备的区域性应力出现不同程度的变化，同一方向的应力总量会实现叠加，当这些应力数值高于金属本身所能够承担的极限数值后，主梁便会产生较为明显的变形现象。

（三）高温环境影响

对于起重机来讲，当其长期处于高温环境时，也会产生主梁变形的情况。在物理学中有一种现象叫做热胀冷缩，在高温状态下，物质会出现膨胀，由金属材料构成的起重机自然也会由此受到影响。在高温状态下，桥式起重机的整体结构在强度层面上会出现一定程度的下降，温度越高，强度越低，二者呈现反比的关系[4]。当施工单位在进行建筑工程施工时，如果没有对起重机进行降温处理，或者是适当地休息，就会导致起重机长期处于高温环境之中，缺乏隔热板以及防护措施的存在，主梁会直接成为高温所带来的辐射效应，强度下降的同时最大承受能力也会随之出现变化，进而导致变形情况的出现。正因如此，施工单位在进行施工前，需要对整个环境温度进行检测，当处于高温状态时，则要对整个起重机进行降温设备的安装与调整，合理分配工作时间，以此来确保起重机的运行质量能够因此得到有效保障。

（四）设备使用不科学

由于工程施工所涉及的施工范围较大，施工周期较长，因而所选用的桥式起重机具有相对较大的体积，这种体积所带来的影响就是零件巨大化，因而人们经常会看到桥式起重机的主梁结构一般都是以长、大为特点而组成的。对于大型零件而言，由于其本身的特性影响，导致在刚度数值方面比较小，对于应力的抗拒能力相对较差，很容易出现变形情况。对于桥式起重机而言，巨大的体积决定了它必须承受外界因素的影响，一旦受到不利影响，很有可能会造成起重机的应力变化，从而导致后续工作无法得到顺利开展。

（五）维修不规范

即便是起重机这种大型设备也需要定期进行维修工作，倘若相关人员缺乏对设备维护的重视程度，从而忽视了对这方面的重视程度，也会产生主梁变形情况。而在进行维修与养护的过程中，自然需要具有专业性的工作人员，不但需要掌握专业知识，同时还要具备应对问题故障的实践经验。举个例子，如果检测人员连最基本的加热变形原理以及主梁变形规律都不知道，在进行操作过程中也就不会对其进行相应的防范措施，主梁变形问题仍然会发生，工程施工也会因此受到不利影响[5]。

二、桥式起重机金属结构变形的处理措施

（一）预应力法

这种方法主要是对已经发生变形问题的起重机进行校正工作，因而不能够被使用在桥式起重机主梁变形预防方面。预应力法所使用的钢筋本身具有一定强度，在进行操作时，能够将珠帘的下盖部分进行固定化处理，在这一过程中，主梁本身的弹性力也会因此得到提升，即便是在力的作用下出现了弯曲的现象，也能够在短时间内恢复到正常水平，进而来避免变形情况的发生。而当主梁结构本身处于荷载状态时，钢筋预应力的方向会和外界应力的方向呈现相反的态势，力的相互作用会使得二者在数值层面进行抵消，间接降低了主梁所承担的应力压力，从而来确保整个主梁的综合质量能够因此得到有效保障。

从使用方式来看，预应力法的操作难度更低，能够进行相应的主梁矫正工作，在完成相关操作后，能够对上拱值起到有效的促进作用，并在一定程度上提高起重机主梁结构的实际强度与刚度，通过开展下挠修复工作，能够避免起重机再次出现二次变形的情况。随着我国社会的不断发展，这种方法也逐渐被大众所接受，与其他方法相比，这种方法的操作更为简单、所要支出的成本也不算高，很容易进行操作，既能够有效提高工程施工方法的可靠性，同时还能够缩短施工周期，确保施工单位的经济效益能够得到有效保障。

（二）重复施焊法

顾名思义，这种方法的本质就是通过焊接设备来对主梁的缺口部分进行二次焊接工作，通过焊接的方式来完成变形修正工作。倘若施工单位对于整个桥式起重机主梁结构的弯曲程度要求较高，便可以采用这种施工方法，将焊接设备放置在主梁的下板区域以及内部区域，通过不断地施焊来提高主梁的拱度情况，进而来确保自身的应力水平能够处于正常状态。倘若施工单位想要对主梁的两侧进行弯曲化处理，那么则需要进行位置上的更换，主要是对面板与盖板这两部分所产生的缝隙情况进行施焊处理，从而来确保后续工作能够顺利开展。

（三）火焰矫正法

对于金属而言，很容易会因为受热发生变形，古代的铁匠铺便是由此而进行各种工具的打造。由于桥式起重机本身的主要结构属于金属，当其处于高温状态下，金属便会发生变形现象，在这一过程中，相关人员需要对其进行放置处理，让其维持在正常状态，等到表面问题达到标准后再开展相应的矫正工作。整个过程不算太难，但是需要施工单位注意以下几点内容：

（1）当主梁中的钢板结构处在桃红色状态时，则意味着此时温度已经达到了750度，需要将温度进行控制，不能够進行加热或者冷却，因为这时的金属本身已经处于极限状态，是最佳的修正问题，过高过低都会对后续的工作产生较为不利的影响。

（2）施工人员不能够对同一区域进行加热，需要适当进行位置上的转换。正是由于，倘若长时间处于加热状态，该区域的金属组织便会因此受到不利影响，从而导致后续工作无法顺利开展。

结论

综上所述，对于工程建筑施工而言，桥式起重机有着极为重要的作用，但是由于受到各种因素的影响，导致在进行运行时起重机的金属主梁会出现变形现象，不但会导致后续工作无法顺利开展，还会对整个施工质量产生一定程度的影响。正因如此，为了确保整个工程能够顺利开展下去，相关人员需要结合实际情况选择相应的纠正方法，加强对设备管理的重视程度，严格遵守相关规定，从而确保施工单位自身的经济效益能够得到有效提升。

参考文献

[1]HUYa-nan，ZHANGXu，SHIYi-sheng，等.桥式起重机金属结构应力测试及分析[J].机械研究与应用，2019，032（003）：1-4，7.

[2]帅飞，仲猛，李向东，等.桥式起重机金属结构疲劳寿命分析[J].机械设计与制造工程，2019（12）.

[3]任重，辛运胜.基于层次分析的通用桥式起重机金属结构安全评价[J].科技创新与生产力，2019，No.301（02）：48-50.

[4]黄申.桥式起重机的金属结构疲劳探析[J].冶金丛刊，2019，004（010）：128，222.

[5]庚柏涛.金属结构焊接变形控制与矫正途径探讨[J].中国设备工程，2019，No.428（16）：118-119.

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