摘要：介绍应用 预应力张拉器 技术对某厂一料场5 t吊钩桥式双梁起重机主梁下挠进行修复时，出现了主梁下盖板在张拉力作用下产生严重变形的情况，通过技术分析，提出了修复前应进行加固处理，以提高其强度、刚度和腹板的稳定性，解决下盖板严重变形的问题。修复后的桥式起重机，主梁上挠度达到国标要求，经使用和检测，效果较好。
关键词：桥式起重机；预应力张拉器；主梁；下挠；修复；张拉力
1. 技术参数
额定起重量 5 t
跨度 19.5 m
起升高度 16 m
工作类型 中级
使用年限 20 a
环境温度 25~45℃
工作场所 露天
2. 修复前概况
空载时实际测量其传动侧主梁跨中位置有2 mm的下挠值，导电侧主梁还有12 mm上拱，2梁拱度之差为14 mm，已达到应小于5 mm的应修界限，严重影响安全生产。由于使用年限长，工作在高温和粉尘环境下，锈蚀严重，并有超载情况，出现了大车啃轨，小车爬坡现象，已降为3 t使用。针对以上情况，必须对其主梁进行修复，重点是传动侧主梁，主梁及张拉器安装示意图如图1所示。
图1 主梁及张拉器安装示意图
1．主梁 2．张拉螺母 3．张拉器 4．钢丝线
5．支架 6．滑轮架 7．操作室
3. 修复过程
3.1 张拉原理
以传动侧主梁下挠为例，拧紧张拉螺母2，给钢丝绳4预加张拉力，通过钢丝绳的张拉力使梁1产生应力与变形，应力起卸载作用，变形用于修复拱度。
3.2 计算
小车自重G=2.329 t，主梁下挠最大值fmax=0.2 cm，恢复上拱值F=1.6 cm（GB/T 14406 1993中规定空载时上拱值），钢绞线张拉长度l=1400 cm，张拉器中心与盖板之间的距离d=33 cm。主梁截面示意图如图2所示。
图2 主梁载面示意图
（1）修复主梁所需的张拉力
主梁截面积
S=B（ 1+ 2）+2h =190cm2
主梁截面对x -x 轴的静矩
主梁截面的重心
主梁截面对x-x轴的惯性矩
由材料力学的莫尔定理得修复主梁所需的张拉力
式中 E 主梁材料的弹性模量，对于碳钢E=210 GPa
ex 钢丝绳中心与主梁形心间的距离，ex=Z+d=86.27 cm
（2）修复后在额定载荷作用下钢丝绳所承受的张拉增力
式中 P 小车压轮
K 动力提升系数，K=1.5
EK 钢丝绳弹性模量，EK=193 GPa
AK 钢丝绳截面积总和，AK=6.47cm2
（采用6 19－16的钢丝绳）
（3）张拉器所承受的总拉力
N＝N1+N2＝304.26 kN＜600 kN
由钢铰线型号可知，单根钢铰线许用拉力为100 kN，则许用总拉力[N]=600KN。
由此计算满足图1所示的张拉方式，即1套张拉装置，主梁修复后示意图如图3所示。
图3 主梁修复后示意图
4. 主梁加固
4.1 主梁变形的原因
按照前面的修复方法，理论计算是完全可行的，但张拉器是直接焊接在主梁下盖板上，接触面积小，应力比较集中，而钢丝绳总拉力达304.26 kN，在与主梁下盖板接触面产生一翻转力矩，导致A处受拉，下盖板凸出，产生裂纹；B处受压，下盖板严重凹进，又由于起重机使用年限长，下盖板锈蚀严重，其抗拉压强度降低，而产生变形。加固前滑轮座安装图如图4所示。
图4 加固前滑轮座安装图
1．主梁 2．三角筋板 3．滑轮座 4．钢丝绳
4.2 加固方法
（1）在主梁下盖板下加1块厚为8 mm，宽为520 mm的附加钢板，并连续焊接在下盖板上。
（2）张拉器焊接在附加钢板上时，在其四周各加2块三角筋板，厚度为12 mm，沿主梁长度方向的筋板大于400 mm，宽度方向上筋板长应加至附加钢板外缘。
5. 加固前后比较
5.1 张拉力的比较
（1）修复主梁下挠所需的张拉力N 1，按前面的N1公式计算得N 1=420.21 kN，比加固前增大49.72%。
（2）在额定载荷作用下钢丝绳所承受的张拉增力N 2，同样按前面的N2公式计算得N 2=16.77 kN，比加固前减小28.9%。
（3）张拉器所承受的张拉总力N = N 1+N 2=436.98 kN 600 kN，总拉力比加固前增大43.62%，但仍满足最大拉力条件。
5.2 强度比较
（1）加固后主梁截面的面积S=230 cm2，增大21.05%。
（2）加固后主梁截面对x -x 轴的静矩Sx =10289 cm3，增大1.66%。
（3）加固后主梁截面的惯性矩Ix=378047.72 cm4，增大34.9%，抗弯截面系数增大60.6%。
（4）加固后下盖板厚度增大，焊接处的接触面积增大，其抗拉、抗压强度增大。
6. 结束语
由分析计算可以看出加固后主梁截面抗弯截面系数增大，梁的抗弯截面惯性矩也增大，因而梁的强度和刚度都得到提高和改善，梁的承载能力随之提高，解决了下盖板严重变形的问题。应用预应力张拉器修复主梁，不仅具有张拉工艺性好，起重机原位不动，不落车，不占场地，结构简单，体积小，质量轻，容易制造，成本低，修复工作量小，施工方便，彻底可靠，这样修复后的起重机，其主梁上拱度达到国标要求，经使用和检测，上拱度稳定，效果较好，保证了起重机的安全运行。