CN112320579A - 一种直角式突变支座新型吊车梁的加固施工方法 - Google Patents

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郑云
常好诵
杜富强
逯鹏
赵松涛
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Abstract

本申请涉及吊运设备加固的领域，尤其是一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其步骤为：步骤A、疲劳裂缝处理对吊车梁支座出现的疲劳裂缝进行补强；步骤B、增加第二腹板在吊车梁的第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，并与插板焊接固定；步骤C、超声冲击处理对补强后的焊缝和两个第二腹板与插板的连接焊缝进行超声冲击处理。本申请中当原有的吊车梁的支座上出现裂缝后，要先处理裂缝并补强，然后在第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，可以和第一腹板共同受力，降低应力集中，超声冲击处理可以使焊缝表面产生残余压应力，以提高其疲劳性能。

Description

一种直角式突变支座新型吊车梁的加固施工方法
技术领域
本申请涉及吊运设备加固的领域，尤其是涉及一种直角式突变支座新型吊车梁的加固施工方法。
背景技术
冶金工业厂房设计中通常保持柱肩梁标高相同，当相邻跨柱距不同时，为了保持吊车梁梁顶标高一致且节约用钢量，一般对跨度较大的吊车梁选用变截面支座。直角式突变支座吊车梁在我国有较广泛的应用，但在工程实践中发现冶金工业厂房中的重级工作制直角式突变支座吊车梁在应用10余年后，其支座位置普遍出现了严重的疲劳裂缝，若不对其进行处理，终将会造成安全事故。
目前，在吊车梁出现疲劳裂缝后，均采取更换新吊车梁的方案。
针对上述中的相关技术，发明人认为直角式突变支座吊车梁的抗疲劳性能较差。
发明内容
为了解决吊车梁的抗疲劳性能较差的技术问题，本申请提供一种直角式突变支座新型吊车梁的加固施工方法。
本申请提供一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，采用如下的技术方案：
一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其步骤为：
步骤A、疲劳裂缝处理
对吊车梁支座出现的疲劳裂缝进行补强；
步骤B、增加第二腹板
在吊车梁的第一腹板的两侧各增加一个第二腹板，并与插板焊接固定；
步骤C、超声冲击处理
对补强后的焊缝和两个第二腹板与插板的连接焊缝进行超声冲击处理。
通过采用上述技术方案，当原有的吊车梁的支座上出现裂缝后，要先清理裂缝并补强，然后在第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，可以和第一腹板共同受力，降低应力，超声冲击处理可以使焊缝表面产生残余压应力，以提高其疲劳性能。
可选的，所述的步骤A中，在对疲劳裂缝进行补强前，先对出现疲劳裂缝的焊缝进行清理。
通过采用上述技术方案，先清理出现疲劳裂缝的焊缝，再进行补强，可以使补强的效果更好。
可选的，所述的第二腹板与插板、支座的连接采用单面坡口焊且熔透。
通过采用上述技术方案，由于焊缝的外部开裂，熔透焊可以使第二腹板与原吊车梁的连接更加牢固，且具有更好的抗疲劳性能。
可选的，所述的补强采用低氢焊条。
通过采用上述技术方案，使用低氢焊条形成的焊缝，焊接性能好，具有良好的抗裂性和力学性能。
可选的，所述的两个第二腹板对称设置。
通过采用上述技术方案，两个第二腹板对称设置在第一腹板的两侧，使吊车梁受到的内力更均匀地分配。
可选的，所述的第二腹板开设有容纳插板的插接缝，所述的插板上开设有圆孔，圆孔位于插接缝的末端。
通过采用上述技术方案，圆孔的设置，能够减少插板端头与第二腹板连接处出现应力集中的现象，降低插接缝底部的应力集中，也可以通过圆孔观察内部腹板在插接缝位置是否会开焊，进而大幅提高吊车梁的疲劳寿命。
可选的，所述的圆孔的直径为100mm。
通过采用上述技术方案，设置的圆孔和圆孔的直径为100mm，可以减少应力集中，提高吊车梁的疲劳寿命，同时100mm的圆孔能够便于观察第一腹板和插板端头的连接处是否出现疲劳裂缝的情况。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、本申请中当原有的吊车梁的支座上出现裂缝后，要先处理裂缝并补强，然后在第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，可以和第一腹板共同受力，降低应力集中，超声冲击处理可以使焊缝表面产生残余压应力，以提高其疲劳性能；
2、本申请中增加两个第二腹板，可以使第一腹板和第二腹板共同受力；圆孔的设置，能够减少插板端头与第二腹板连接处出现应力集中的现象，降低插接缝底部的应力集中，也可以通过圆孔观察第一腹板在插接缝位置是否会开焊，进而大幅提高吊车梁的疲劳寿命；
3、本申请中两个第二腹板对称设置，使内力更均匀地分配。
附图说明
图1是本申请的吊车梁的结构示意图(A为插板与封板和第一腹板、第二腹板的连接处的位置；B为封板上方的第一腹板、第二腹板的位置)。
图2是本申请的第二腹板的结构示意图。
图3是本申请的结构示意图。
图4是未进行加固的吊车梁的尺寸及天车荷载最不利布置的结构图。
图5是本申请的吊车梁的应力集中位置分布图：
a、加固前吊车梁A位置的应力集中位置分布图；
b、加固前吊车梁B位置的应力集中位置分布图；
c、加固后吊车梁A位置的应力集中位置分布图；
d、加固后吊车梁B位置的应力集中位置分布图；
附图标记说明：1、第一腹板，2、第二腹板，3、插板，4、封板，5、插接缝，6、圆孔。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种直角式突变支座新型吊车梁及吊车梁的加固施工方法。
一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其步骤为：
步骤A、疲劳裂缝处理
当使用中的吊车梁的支座出现裂缝时，要对其进行加固，首先刨除支座处出现抗疲劳裂缝的焊缝，然后对焊缝进行补强，补强采用韧性好的小直径低氢焊条；
步骤B、增加第二腹板
在吊车梁的第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，第二腹板与插板、支座的连接采用单面坡口焊且熔透；
步骤C、超声冲击处理
对补强后的焊缝和两个第二腹板与插板的连接焊缝进行超声冲击处理。
参照图1和图2，上述一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法中的吊车梁，包括上翼缘和下翼缘，上翼缘与下翼缘之间设置有第一腹板1，第一腹板1与上翼缘和下翼缘垂直连接组成支座，第一腹板1的两个端部为L形，在第一腹板1的两个端部各设置有一个插板3和一个封板4，插板3与封板4垂直设置并与第一腹板1相互垂直，吊车梁还包括两个第二腹板2。
参照图3，两个第二腹板2分别位于第一腹板的两侧并对称设置，第二腹板2位于上翼缘与下翼缘之间，第二腹板2与上翼缘和下翼缘垂直连接，第二腹板2与第一腹板1平行设置，在第一腹板1和第二腹板2上开设有一条插接缝5，插板3插接于插接缝5内并与第一腹板1和第二腹板2固定连接，插板3上开设有圆孔6，圆孔6位于插接缝的远离封板4的端部，，圆孔6的直径为100mm。
本申请实施例一种直角式突变支座新型吊车梁的实施原理为：第一腹板1和两个第二腹板2上都开有插接缝，安装时，将插板3插接在插接缝5内，封板4位于插板3下方，并固定在第一腹板1和两个第二腹板2纵向的端头处，插板3的底部未插入圆孔6，预留出圆孔6内的空间，可以便于观察第一腹板1在插接缝5位置是否会开焊，对插板3与第一腹板1和两个第二腹板2的连接部位进行焊接，即可完成第二腹板2的安装；
两个第二腹板2对称设置，使第一腹板1和两个第二腹板2能够共同承担吊车梁所受的内力，减少了第一腹板由于应力集中而出现断裂或者裂纹的现象。
参照图4，轮距d为相邻的两个轮子之间的距离，轮压为吊车轮对吊车梁施加的荷载，图中单位均为mm，其中h1＝1200，h2＝2300，a＝550，b＝750，d1＝1100，d2＝1200，d3＝1050，d4＝1200，d5＝6200；天车荷载信息如表1所示。
表1为天车荷载信息
Figure BDA0002736260230000051
Figure BDA0002736260230000061
对钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能进行了试验研究，并根据其试验结果拟合出适用于直角式突变支座吊车梁插板与封板连接焊缝位置A的S-N曲线，表达式如式(1)所示。其中N为疲劳寿命，即位置A处疲劳裂缝长度发展至20mm时对应的应力循环次数；S为B处的第一主应力幅值，单位为MPa。
lgN＝12.85-3.44lgS(1)
通过位置B的应力来计算位置A的疲劳寿命。
参照图5的a、b、c和d，采用有限元软件对未加固的吊车梁和加固以后的吊车梁分别进行受力分析，以验证该方法的加固效果。其对比结果如表2所示。对比结果表明三腹板加固方案可以大幅降低吊车梁的应力幅值，进而使其疲劳寿命约提高15倍。
表2加固前后计算结果对比
Figure BDA0002736260230000062
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其步骤为：
步骤A、疲劳裂缝处理
对吊车梁支座出现的疲劳裂缝进行补强；
步骤B、增加第二腹板
在吊车梁的第一腹板的两侧各设置一个第二腹板，并与插板焊接固定；
步骤C、超声冲击处理
对补强后的焊缝和两个第二腹板与插板的连接焊缝进行超声冲击处理。
2.根据权利要求1所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的步骤A中，在对疲劳裂缝进行补强前，先对出现疲劳裂缝的焊缝进行清理。
3.根据权利要求1所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的第二腹板与插板、支座的连接采用单面坡口焊且熔透。
4.根据权利要求1所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的补强采用低氢焊条。
5.根据权利要求1所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的两个第二腹板对称设置。
6.根据权利要求1所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的第二腹板开设有容纳插板的插接缝，所述的插板上开设有圆孔，圆孔位于插接缝的末端。
7.根据权利要求6所述的一种直角式突变支座吊车梁的加固施工方法，其特征在于：所述的圆孔的直径为100mm。
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