桥式起重机应力测试案例

桥式起重机是一种桥架在高架轨道上运行的桥架式起重机，由起重小车、桥架运行机构、桥架金属机构组成，广泛应用于室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。由于小车长期的载荷作业，起重机的主梁出现下挠、旁弯、主梁腹板波浪变形，甚至断裂情况，严重时会导致事故的发生。

本文以一台（20t+20t）双小车料箱桥式起重机为测试对象，对其进行应力测试，检测起重机在额定载荷作用下，结构承受静载荷的能力，以及主梁变截面开裂处主应力。检验结构件在35.7t载荷作用下结构承受动载的能力。然后判断其金属结构是否满足静强度和动强度的工作要求，从而可以避免危险事故的发生，排除安全隐患。

静载应力测试与分析

检测设备与方法

采用JHYC静态应变仪对桥式起重机金属结构进行静载应力测试，静态应变仪采用半桥电路进行接桥。首先确定所需布置的应力测点，用打磨仪对确定的应力测试位置进行打磨，再按要求粘贴应变片，因为B、C两点应力比较复杂（图1），所以在这两处分别布置一个应变花，其次把应变片用导线和静态应变仪相连，分别在工况Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下对西侧主梁截面（B处），A截面和东侧主梁截面（C处）进行静载应力检测。

根据下面所述的检测工况操作过程，在三个工况进行测量结构在试验载荷下的结构静强度。最后用静态应变仪分别对三个工况进行测试，并将自动记录的应力数据结果整理成表，根据测试的结果分析判断结构承受静载能力，是否满足结构静强度要求。需要注意的是，因为B和C处贴的是应变花，所有需根据第四强度理论分别把B处、C处的应力合成一个主应力。

静载应力测点布置

桥式起重机金属结构静载应力测点的选择主要是通过对桥式起重机实际工作载荷下的金属结构进行分析计算，并结合起重机作业和检测的历史记录，以及同类型起重机结构的破坏情况，来确定金属结构的危险区域，并在这些区域内选取适当的点作为静载应力测点。

根据上面所述，主要选择主梁跨中区域（图1中A处），西侧主梁末端与端梁联结角焊缝截面（图1中B处），以及东侧主梁变截面处（图1中C处），布置应力测点，贴应变片进行静载应力测量。应力测点布置见图1。图1中的小三角形和矩形框为应变片布置点。

静载检测结果分析及结论

当试验载荷35.7t在跨中和主梁两端部位置静载作用时，各测点中最大应力发生在跨中的A3测点，其值为-61.0MPa；各测点中最大剪应力在C2测点，其值为+31.4MPa，东、西侧两端部主应力最大值分别为+65.7MPa和+60.0MPa，小于材料的许用应力，结构静强度满足工作要求。

动载应力测试与分析

检测设备与方法

采用JHDY动态应变仪对桥式起重机金属结构进行动载应力测试，，且动态应变仪用半桥电路进行连接。

首先确定应力测点，由于动态应变仪测量范围有限，因此在检测时只选择关键的4个测点，用打磨仪进行打磨，并按要求贴应变片。

动载应力测点选择布置

动态应力测试点布置类似于上述静态应力测试点布置原则。此次桥式起重机动态应力测试点布置，选择静载应力测量中典型的A5、B2、C1、C2测点，作为动载应力测点。

当小车位于司机室对面的一端空载时，仪器置“0”，仪器记录起重小车提升35.7t载荷，小车分别运行到跨中、司机室端部等处，作上升制动和下降制动以及大车运行等动作过程。

动载应力检测结果分析与结论

在35.7t载荷动载作用过程中，主梁与端梁联接处以及主梁端部变截面处的峰值应力，分别为B2测点和C2测点，其值分别为-110MPa和-120MPa，已超过材料的疲劳许用应力，所以结构的动强度不满足工作要求。

总结

以一台（20t+20t）双小车料箱桥式起重机的应力测试为实例，分别用静态应变仪和动态应变仪对金属结构进行了静载应力测试和动载应力测试，并根据静态应变仪和动态应变仪得到的测量数据，对检测结果进行了分析，分析得出该桥式起重机金属结构的静强度满足工作要求，动强度不满足工作要求。