煉鋼廠吊車啃軌原因調(diào)查與分析

崔 斌

（馬鋼股份公司冷軋總廠 安徽馬鞍山 243000）

馬鋼某煉鋼廠主廠房由七跨組成，總長306 m，大部分為鋼結(jié)構(gòu)廠房，基本柱距6 m，但抽柱處很多。出坯跨跨度30 m，除A列（1）-（9）軸線為6m跨鋼筋混凝土吊車梁外，其余部分均為鋼結(jié)構(gòu)吊車梁，出坯跨吊車起重量為29 t，為電動(dòng)橋式夾鉗吊或磁盤吊。接受跨均為鋼結(jié)構(gòu)吊車梁，吊車起重量為150 t，為電動(dòng)橋式吊車。

廠房投產(chǎn)使用以來，出坯跨和接受跨的吊車在運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)吊車啃軌現(xiàn)象。局部啃軌嚴(yán)重區(qū)段吊車梁與柱連接節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)螺栓部分被剪斷；制動(dòng)梁端節(jié)點(diǎn)開裂，制動(dòng)梁與吊車梁上翼緣連接高強(qiáng)螺栓部分被剪斷；附助桁架腹桿節(jié)點(diǎn)部分?jǐn)嗔选?/p>

1 檢測結(jié)果

引起吊車啃軌的原因是多方面的，為了找出由于廠房結(jié)構(gòu)存在問題導(dǎo)致吊車啃軌，進(jìn)行了如下檢測工作：檢測了吊車梁主體及水平制動(dòng)系統(tǒng)的截面尺寸；檢測了吊車梁主體及水平制動(dòng)系統(tǒng)的破損狀況、連接的使用現(xiàn)狀；測量了軌頂標(biāo)高、吊車梁的殘余撓度；壓軌器使用狀況，啃軌情況等。

1.1 吊車梁系統(tǒng)截面尺寸

通過檢測吊車梁系統(tǒng)截面尺寸完全符合原設(shè)計(jì)圖，切割及焊接質(zhì)量符合要求。

1.2 吊車梁系統(tǒng)連接及破損狀況

吊車梁：出坯跨A列（1）-（8）軸線為6 m跨鋼筋混凝土吊車梁，主要問題是吊車梁頂面細(xì)石混凝土墊層開裂局部壓碎；出坯跨（8）-（36）軸線和接受跨吊車梁均為鋼吊車梁，檢測未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重問題。個(gè)別吊車梁有漆皮脫落及銹蝕現(xiàn)象；檢測中發(fā)現(xiàn)出坯跨A列（8）軸線處吊車梁與柱連接件的預(yù)埋件松動(dòng)、（18）-（27）軸線吊車梁上翼緣與柱連接螺栓有松動(dòng)現(xiàn)象，接受跨H列吊車梁發(fā)現(xiàn)（10）-（14）軸線吊車梁在（14）軸線處上翼緣與柱連接螺栓4個(gè)松動(dòng)、2個(gè)被割斷掉，由于這些破損都是局部性的，不完全由吊車啃軌引起。

制動(dòng)板、梁：制動(dòng)板、梁的破損主要出現(xiàn)在與柱連接處，如出坯跨A列（18）軸線處兩側(cè)面制動(dòng)板與柱連接全斷裂，（18）、（21）軸線處制動(dòng)板與柱連接斷裂后補(bǔ)焊又?jǐn)嗔?，接受跨H列（14）-（18）軸線吊車梁在（14）軸線處制動(dòng)板與柱連接斷裂。

附助桁架及下弦水平支撐：僅發(fā)現(xiàn)出坯跨A列個(gè)別附助桁架與柱連接的節(jié)點(diǎn)板斷裂。

1.3 壓軌器及啃軌檢查

壓軌器松動(dòng)缺損比較嚴(yán)重，檢測結(jié)果如下：

出坯跨A列（1）-（8）軸線由于鋼軌接頭處橫向錯(cuò)動(dòng)、混凝土墊層酥松或壓碎，壓軌器松動(dòng)較普遍；A列（8）-（36）軸線，有的壓板直接焊接在吊車梁上翼緣上，有的為單螺栓壓軌器，松動(dòng)斷缺現(xiàn)象普遍，（14）-（24）軸線壓軌器多數(shù)松動(dòng)，少量斷缺。出坯跨B列（1）-（9）軸線，采用雙螺栓壓軌器，無明顯嚴(yán)重問題，（9）-（36）軸線與A列情況類似。

接受跨采用單螺桿壓軌器，（1）-（4）軸線無明顯嚴(yán)重問題，（4）-（36）軸線不僅壓軌器有松動(dòng)現(xiàn)象，而且軌道中心偏移吊車梁腹板中心，如G列（14）-（18）軸線軌道中心偏移吊車梁腹板中心約14 mm，H列（9）軸線處軌道中心偏移吊車梁腹板中心約18 mm。軌道中心線相對吊車梁腹板軸線位置的允許偏差值為≤±5 mm。出坯跨和接受跨啃軌情況比較普遍，局部嚴(yán)重。檢測具體結(jié)果為：

出坯跨A列啃軌嚴(yán)重的區(qū)段有：（7）-（8）軸線間啃內(nèi)側(cè)嚴(yán)重；（10）-（14）軸線啃內(nèi)側(cè)很嚴(yán)重；（28）-（33）軸線間啃外側(cè)很嚴(yán)重。B列啃軌嚴(yán)重的區(qū)段有：（14）軸線以前啃外側(cè)，（9）軸線處嚴(yán)重；（14）-（18）軸線啃內(nèi)側(cè)；（28）-（30）軸線間啃內(nèi)側(cè)嚴(yán)重。

接受跨G列（14）-（18）軸線間有啃軌現(xiàn)象，（14）軸線左右啃軌嚴(yán)重。H列（12）-（28）軸線間啃軌較嚴(yán)重。

另外，接受跨150T吊車運(yùn)行時(shí)大車輪有壓偏現(xiàn)象，即大車輪壓軌道外半邊或內(nèi)半邊，說明吊車大車車輪垂直度有問題。

1.4 軌頂標(biāo)高及吊車梁殘余撓度測量

對該軌頂標(biāo)高相對高差進(jìn)行了測量。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）的要求，允許縱向傾斜0.004，允許橫向傾斜0.003。測量數(shù)據(jù)符合吊車軌頂標(biāo)高相對高差滿足規(guī)范要求；吊車梁殘余撓度值很小。

2 吊車梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、排架的剛度計(jì)算分析

吊車梁系統(tǒng)的整體剛度及排架的剛度不夠是引起吊車啃軌的主要因素之一。依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范、原設(shè)計(jì)圖、吊車資料及現(xiàn)場檢測結(jié)果，對吊車梁系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及排架的剛度計(jì)算分析。

吊車梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果見表1、表2。承載能力驗(yàn)算結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均給出抗力與荷載效應(yīng)比值（R/Sr0值），式中R為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力，S為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用效應(yīng)，r0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可分別取1.1、1.0、0.9，吊車梁r0均取1.0。對鋼吊車梁當(dāng)R/Sγ0≥1.0時(shí)，表示驗(yàn)算項(xiàng)目符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，安全適用，不必采取措施；當(dāng)R/Sγ0≥0.95時(shí)，表示驗(yàn)算項(xiàng)目。

表1 出坯跨鋼吊車梁承載能力驗(yàn)算結(jié)果

略低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，基本安全適用，可不必采取措施；當(dāng)R/Sγ0＜0.95時(shí)，表示驗(yàn)算項(xiàng)目不符合或嚴(yán)重不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，危及安全，不能正常使用，必須采取措施。鋼吊車梁的垂直變形當(dāng)滿足L/750時(shí)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，水平制動(dòng)系統(tǒng)的水平變形當(dāng)滿足L/2200時(shí)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

表2 接受跨鋼吊車梁承載能力驗(yàn)算結(jié)果

從表1、表2可以看出：鋼吊車梁系統(tǒng)除個(gè)別項(xiàng)目略低于國家現(xiàn)行規(guī)范要求外，其它項(xiàng)目均高于國家現(xiàn)行規(guī)范要求；廠房排架的剛度計(jì)算結(jié)果滿足國家現(xiàn)行規(guī)范要求。

3 出坯跨和接受跨吊車啃軌原因分析

通常引起吊車啃軌的原因有以下兩個(gè)方面：

3.1 廠房結(jié)構(gòu)方面

吊車梁的垂直剛度與水平剛度不足；

排架的抗側(cè)移剛度偏??；

軌道安裝質(zhì)量不符合要求。

軌道安裝質(zhì)量不佳，軌道水平向彎曲過大，超出跨度公差范圍；軌道縱向或跨度方向高低差過大；吊車梁本身的垂直向剛度與水平向剛度及排架的抗側(cè)移剛度不足都可能影響或使吊車運(yùn)行使啃軌。由檢測與計(jì)算結(jié)果可見吊車梁的垂直剛度、水平剛度及排架的抗側(cè)移剛度均滿足國家規(guī)范要求（吊車梁制動(dòng)板與柱的側(cè)面連接應(yīng)為柔性連接，個(gè)別吊車梁此部位的開裂對吊車梁的承載力與剛度的影響不大）；軌道安裝質(zhì)量是比較直觀的問題，可通過調(diào)整、修復(fù)軌道壓板進(jìn)行調(diào)整。

3.2 吊車方面

橋架變形和車輪問題：橋架和小車架發(fā)生變形后，有的要引起車輪安裝要求的變化，如端梁產(chǎn)生水平彎曲就直接使車輪水平偏斜，當(dāng)車輪水平偏斜超標(biāo)時(shí)就啃軌；橋架變形也會使車輪的垂直度發(fā)生變化，也是引起啃軌的原因之一；另外由于車輪之間的磨損程度不同，當(dāng)直徑差達(dá)到一定程度（特別是分別驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)輪）也會引起啃軌。

安裝問題：檢修或更換車輪后，必須嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行安裝，水平偏斜和垂直偏斜都必須嚴(yán)格檢查。

驅(qū)動(dòng)的同步性問題：分別驅(qū)動(dòng)的兩組電動(dòng)機(jī)不同步或兩組制動(dòng)器調(diào)節(jié)的松緊不等，兩端聯(lián)軸器的間隙差過大都是引起啃軌的因素。

根據(jù)對出坯跨和接受跨吊車梁系統(tǒng)的現(xiàn)場檢測結(jié)果，吊車梁的使用狀況基本完好，只有個(gè)別地方有吊車梁上翼緣與柱連接斷裂、吊車梁水平制動(dòng)結(jié)構(gòu)與柱連接斷裂現(xiàn)象，吊車軌道高差等測量結(jié)果符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。吊車梁承載力及剛度等各項(xiàng)指標(biāo)驗(yàn)算結(jié)果基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。廠房排架的橫向剛度也符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。因此，出坯跨和接受跨吊車啃軌的主要原因不在廠房和吊車梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，應(yīng)由吊車生產(chǎn)廠家或吊車檢測調(diào)試專業(yè)人員對吊車的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測。

4 結(jié)論與建議

通過對該煉鋼廠出坯跨和接受跨吊車梁系統(tǒng)的現(xiàn)場檢查測試，計(jì)算分析，并考慮結(jié)構(gòu)的重要性、使用狀態(tài)等因素，認(rèn)為出坯跨和接受跨吊車梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性基本符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，可不必采取加固措施，可對破損嚴(yán)重部位（如：吊車梁上翼緣與柱的連接處）進(jìn)行恢復(fù)性加固；吊車梁與柱及吊車水平制動(dòng)結(jié)構(gòu)與柱連接部位開裂的主要原因是吊車啃軌力過大引起；吊車啃軌比較嚴(yán)重，引起壓軌器松動(dòng)、固定螺栓斷裂松動(dòng)比較嚴(yán)重（有的吊車梁壓軌器松動(dòng)或不起作用的達(dá)70%-80%）。出坯跨和接受跨吊車梁系統(tǒng)的主要問題是啃軌問題。

引起吊車啃軌的主要原因是吊車本身和軌道安裝質(zhì)量問題，建議采取如下措施：

1.對出坯跨和接受跨吊車啃軌問題必須進(jìn)行綜合治理。因此還需對吊車的橋架變形、車輪偏斜與垂直度、安裝問題、驅(qū)動(dòng)的同步性問題進(jìn)行進(jìn)一步檢測，更換修理吊車車輪時(shí)必須遵守有關(guān)規(guī)程。

2.吊車軌道與吊車梁上翼緣的連接應(yīng)選擇連接牢固又有一定彈性的壓軌器，必要時(shí)可在軌道下墊硬橡膠層。應(yīng)調(diào)節(jié)軌道中心線與吊車梁腹板軸線的偏差小于5 mm，同時(shí)也必須符合吊車運(yùn)行要求。

3.按原設(shè)計(jì)圖要求更換H列14軸線處吊車梁上翼緣與柱的連接高墻螺栓，修復(fù)H列14軸線處吊車梁水平制動(dòng)板與柱的連接。

4.出坯跨和接受跨吊車梁系統(tǒng)鋼材表面油漆已有老化現(xiàn)象，局部開始生銹，G列連鑄機(jī)附近鋼吊車梁銹蝕較嚴(yán)重，應(yīng)對吊車梁系統(tǒng)進(jìn)行除銹防銹處理。