电动单梁桥式起重机的金属结构(主梁、端梁、桥架等核心部件)是承载载荷与保障运行稳定的核心根基,其变形会直接导致车轮啃轨、起升偏载、制动失效等连锁风险,严重威胁作业安全。依据《起重机械安全技术规程》(TSG 51-2023)要求,金属结构必须具备足够的强度、刚度和稳定性,一旦出现变形需***诊断、科学修复,严禁带病运行。

一、金属结构变形的核心诱因
(一)载荷超标与冲击作用
长期超载作业是变形的首要原因,当吊物重量超过额定载荷时,主梁会产生***性下挠,超过跨度的 1/700 即达到危险阈值。频繁的急启急停、吊物突然坠落等冲击载荷,会使金属结构承受瞬时峰值应力,导致焊缝开裂、端梁弯曲。部分用户为追求效率违规吊运超限重物,或在吊装过程中出现斜拉歪拽,进一步加剧结构受力失衡。
(二)制造与安装偏差累积
生产环节中,下料精度不足、焊接工艺不规范会导致主梁初始拱度偏差;焊接时未采取预热或后热措施,残留应力在使用中逐步释放,引发结构变形。安装阶段轨道标高差超标、垫板未压实,或桥架连接螺栓紧固力矩不足,会使运行过程中受力集中,导致端梁水平弯曲、对角线偏差超标(超过 5mm 即影响安全)。
(三)环境与维护因素影响
高温环境(如冶金车间)会降低钢材屈服强度,加速结构蠕变变形;潮湿、酸碱等腐蚀环境会使金属截面削弱,在载荷作用下易发生局部凹陷。日常维护中未及时清除轨道杂物导致车轮卡滞,或长期未对连接螺栓复紧,会使结构在振动中逐步产生变形。
(四)操作与使用不当
频繁在桥架边缘极限位置作业,导致单侧载荷集中;小车长期偏向一侧运行,使主梁受力不均产生侧弯;露天作业未采取防风措施,强风载荷引发结构扭曲,这些操作习惯都会加速金属结构变形。
二、科学修复流程与关键技术
(一)变形检测与评估
修复前需通过专业仪器完成全面检测:用水准仪测量主梁下挠值,激光测距仪检测端梁对角线偏差,超声波探伤排查焊缝裂纹(一级焊缝需 100% 探伤,二级焊缝抽检比例不低于 20%)。根据变形程度分类处理:轻微变形(下挠≤L/1000)可通过矫正恢复;中度变形(L/1000<下挠≤L/700)需矫正 + 加固;严重变形(下挠>L/700 或出现裂纹扩展)需更换部件。
(二)针对性修复工艺
机械矫正法:适用于主梁下挠、端梁弯曲等变形。采用专用液压顶杆在变形反向施加压力,配合百分表实时监测变形恢复情况,避免过度矫正。矫正过程中需分步加载,每级加载后保持 10-15 分钟,使金属应力逐步释放。
火焰矫正法:针对低碳钢结构,采用氧乙炔火焰对变形部位局部加热,加热温度控制在 500-800℃(依据钢材颜色判断,避免超过 850℃导致材质变脆)。主梁下挠矫正需在跨中底部加热,端梁弯曲矫正需在凸侧加热,加热后根据钢材类型选择冷却方式(低碳钢可水冷,Q345 等低合金钢需空冷)。
焊接加固法:对于焊缝开裂或局部强度不足的变形,需采用二级以上焊缝标准进行补焊。加固时需在原结构焊缝两侧增设加强板,确保焊缝与母材等强,补焊后需进行无损检测,防止出现未焊满、夹渣等缺陷。
部件更换法:当主梁出现裂纹扩展、端梁变形无法矫正时,需更换同规格合格部件。新部件材质需符合 TSG 51-2023 要求,采用镇静钢且力学性能不低于 Q235 标准,安装后重新校准桥架几何精度。
(三)修复后验证与防护
修复后需进行空载试运行,验证桥架运行平稳、无异常异响;通过额定载荷 110% 的负载测试,确认主梁下挠值恢复至允许范围。日常防护中,需定期清除结构表面腐蚀层并涂刷防锈漆,每季度复紧连接螺栓,避免超载和冲击载荷,延长金属结构使用寿命。
金属结构的变形修复必须坚持 “检测***、工艺规范、验证严格” 的原则,由具备资质的专业机构实施。通过科学管控变形风险,不仅能保障起重机安全运行,更能从根本上筑牢工业吊运作业的安全防线。
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