桥式抓斗卸船机前大梁挠度修复工艺

方梦庚

茂名广港码头有限公司

1 引言

桥式抓斗卸船机因其技术成熟可靠、对物料和船型适应性好、作业机动灵活和维修工作量小等优点，广泛用于港口码头散货卸船作业中。由于复杂的作业工况和高利用率运行，桥式抓斗卸船机金属结构尤其是前大梁，在使用一定年限后会出现不同程度的下挠变形，影响小车运行机构正常作业，给卸船机安全生产埋下隐患。因此，对于结构挠度变形的卸船机，必须对前大梁结构进行挠度修复。

在起重机箱型梁挠度修复问题上，韩育文[1]对桥式起重机主梁挠度的应修标准进行了探讨，通过分析主梁挠度产生的原因，提出了挠度修复的具体措施。徐嘉乐等[2]提出了一种桥式起重机桥架钢结构变形的修复工艺，通过火焰矫正法对大梁桥架进行变形矫正，从而使桥架上拱度达到设计要求。何伟权[3]介绍了龙门起重机桥架下挠度修复的常用方法，并结合实际应用分析了桥架修复带来的经济效益。

本文以广州港某桥式抓斗卸船机为例，介绍一种基于外力张拉、火攻矫正和腹板加固定形的复合修复工艺，实现不拆卸大梁状态下卸船机前大梁的挠度修复。该挠度修复工艺在确保设备安全前提下，以较小的成本延长了设备的使用寿命，对大型起重装备金属结构的挠度修复具有较好的参考价值。

2 卸船机前大梁挠度变形

广州港新沙港务公司1号桥式抓斗卸船机额定卸船效率为850 t/h，已投入使用超过23年，累计运行时间超过6.7万h。近10年来。该卸船机平均利用率在50%以上，属于利用率高位运行。随着使用时间的增加，该卸船机整机金属结构存在不同程度的腐蚀、变形现象，尤其是前大梁下挠变形明显(见图1)。

图1 卸船机前大梁下挠变形

为全面准确掌握卸船机前大梁的下挠变形情况，在前大梁上以大梁铰点为起点，向海侧每隔2.5 m标记1个测点，并用阿拉伯数字1～11依次进行编号(见图2)。

图2 前大梁挠度测点位置示意图

在竖直方向上，以大梁铰点处前大梁上表面为参考高度，非作业工况下，卸船机前大梁左右两侧各测点的水平度检测数据见表1。

表1 前大梁左右两侧各测点的水平度检测数据

根据《通用桥式起重机》(GB/T14405-2011)、《起重设备安装工程施工及验收规范》(GB50278-2010)等国家相关标准，桥式抓斗卸船机出厂时，在非作业状态下，前大梁的预拱度为(1.4～1.6)S/1000 mm(S为前大梁有效工作悬臂长)。由表1可知，前大梁的大梁铰点至拉杆铰点段挠度均为负值，其中右侧测点6的最大下挠度达-51 mm，不符合起重机箱梁上挠要求，起重机前大梁必须进行维修、更换，或报废。

3 挠度修复方案及施工工艺

鉴于1号桥式抓斗卸船机使用年限长，整体更换前大梁费用高、工期长，故采用维修方案。挠度修复总体方案为：调整大梁拉杆长度，使拉杆铰点处左右两侧大梁处于同一水平；采用外力张拉、火攻矫正和腹板加固定形的工艺进行卸船机前大梁挠度修复。具体施工工艺如下：

(1)调整拉杆长度，使得左右两侧拉杆铰点处大梁面在同一水平度上，且调整后拉杆处的梁面高度不小于铰点处的梁面高度。

(2)在梯型架顶部挂10 t手拉葫芦4个(两边大梁各对应2个)，手拉葫芦与大梁需调整段中部连接(见图3)。为防止大梁旁弯，两大梁间使用活动钢性撑杆连接，间隔5 m。

图3 手拉葫芦拉伸位置示意

(3)拉紧手拉葫芦，将前大梁抬高，并保持左右两侧前大梁在同一水平面上。

(4)用两把专用烤枪对前大梁左右两侧腹板同时加热，考虑到加热变形的影响，加热位置在箱梁圈筋处最为适宜。加热温度由温控仪测得，具体控制在500～600 ℃，钢板为褐色状态。同时，在前大梁腹板加热过程中需及时调整手拉葫芦张紧度，使其始终保持向上的力不变，待修复完成腹板冷却后松掉葫芦。

(5)待前大梁挠度修复完成后，在前大梁左右两侧内底部加纵向加强筋2条(70×70角钢)，加筋位置为两侧腹板的延伸处(见图4)。

图4 大梁内底部加纵向加强筋位置示意

4 挠度修复实施效果

广州港新沙港务公司1号桥式抓斗卸船机前大梁挠度修复施工完成时，前大梁左右两侧1～11号测点的水平度检测数据见表2。经过半年使用，1号卸船机前大梁的挠度检测数据见表3。

从表2和表3可以看出，1号桥式抓斗卸船机前大梁挠度修复后，前大梁挠度检测数据正常。对比修复施工完成时与半年使用后的检测数据可以发现，前大梁挠度经过半年的使用基本未发生变化，说明通过增加纵向加强筋，前大梁刚度有明显提升，卸船机金属结构的安全性得到较大提升。

此外，在修复施工使用半年后，卸船机前大梁火攻和加固部位未出现变形、开裂等现象，起升小车运行正常，完全达到起重设备箱形梁检测规范要求。

表2 修复施工后前大梁各测点的水平度检测数据

表3 半年使用后前大梁各测点的水平度检测数据

5 结语

广州港新沙港务公司1号桥式抓斗卸船机的前大梁挠度修复，有效解决了卸船机前大梁下挠变形问题，以较小的成本恢复设备性能，在确保设备安全的前提下延长了设备的使用寿命，可为大型起重机金属结构的挠度修复提供借鉴。