斗轮机活动主梁变形修理施工方案.doc

斗轮机活动主梁变形修理施工方案

一、基本概况
贵公司现有一台在用斗轮机，因长期频繁使用，下活动主梁出现旁弯严重变形，现已影响安全使用，贵公司计划外委专业厂家对下活动主梁结构进行修理，要求修理矫正后，符合原设计标准，保证安全使用性能。
二、斗轮机矫正修理方案
一）矫正修理依据标准
GB3811 起重机设计规范
GB6067 起重机械安全规程
GB/T14406 门式起重机
GB5905 起重机试验规范和程序
二）矫正修理方案
根据我方有关技术人员在现场测量，斗轮活动主梁结构变形情况（局部向西弯曲250mm左右），由于活动梁截面较大，单靠一种矫正方法，难以保证矫正效果，为此我方计划采用火焰矫正法和预应力矫正法进行综合矫正，符合标准（矫正方法见后附图）。
1、火焰矫正法：就是对金属的某一变形部位进行加热，利用金属加热后具有的压缩塑性变形性质，以达到矫正金属变形的目的。
这种矫正金属结构变形的方法，已是工程维修中常用的，近几年来已被用在起重机的桥架各种变形的矫正方面。它的灵活性很强，可以矫正桥架结构的各种各样的复杂变形。
2、预应力矫正旁弯：就是在主梁一侧腹板的两端焊两个支座，并穿上张拉预应力钢丝绳，用两台卷扬机配合拉紧钢丝绳，对主梁施加偏心压力，在偏压力作用下偏心力距使主梁向另一侧腹板弯曲，达到恢复旁弯的目的。
三、斗轮机矫正修理施工计划
一）质量保证措施
1、建立健全施工管理制度
1）严格执行施工图纸会审制度，施工现场技术交底制度，精心组织，精心施工，以工作质量保证产品质量，，对关键部位和重点工序必须严格把关，严格按施工图纸、施工规范、标准和技术文件进行施工；
2）特殊工种的施工人员必须持证上岗；
3）严格执行质量“三检制”，即自检、互检、专检工作，认真填写检验记录，并签字确认以备存档，对隐蔽工程必须经设备厂方现场指导人员、监理部门和专检人员共同检验确认合格，并做好记录后方可转入下道施工工序。
4）加强技术档案整理、归档制度，切实做到工程完资料清。
二）施工进度保证措施
1、认真学习有关规程，加强安全技术培训，提高职工队伍素质。
2、将工程各部分层层分解，落实到责任人。
3、工程技术人员要保证使技术工作走到施工的前面，确保工程施工顺利进行。
4、严格贯彻施工组织及质量标准，作到施工人员施工方法知道，施工标准知道，确保各项工程一次成功，避免二次作业。
5、施工中出现特殊情况，须经主管厂领导批准后方可进行下一步操作。
三）安全技术保证措施
1、严格遵守系统安装安全施工技术规程和相关劳动安全条例。
2、所有参与施工人员，必须认真学习本《施工组织方案》，做到心知肚明。牢固树立“安全第一”思想，施工时必须有专人统一指挥，严格开好施工班前会，交代安全注意事项，明确任务，施工方法和质量要求，全过程对施工进行安全大检查，消除事故隐患。
3、施工人员要配戴齐全安全劳动保护用品，正确使用安全带，凡是发现违章者，立即停止其工作。
4、施工现场设置安全警戒线和隔离墙，确保其他设备的正常运行，并有明显安全警示标语。
5、正确使用吊具并固定牢靠，密切注意安装设备及机具动作情况，特别是起吊设备、钢丝绳及捆扎接头等完好和牢固固定联结情况，制动器的制动可靠情况等。
6、现场电气焊和各种用火场地要有防火措施，所有气割电焊工作必须有专人监护。
8、氧气、乙炔瓶应按国家规定摆放使用。
9、电气安装须严格按照国家及行业施工安全标准执行。
10、必须设有专职或兼职安全人员。
11、必须按安全要求保证安全施工。
四）现场施工组织机构
本工程施工组织机构体系见下图
组织机构图
项目经理

常聘技术顾问
执行经理

起
重
班
钳
工
班
安
全
督
察
质
量
检
验
铆
焊
班

五）劳动力计划
根据斗轮机修理工程量，我公司计划配备现场管理人员及有关技术人员18人，即项目经理1人，工程师2人，技术工人15人（其中电工1人，铆焊工6人，钳工2人，其他辅助工6人）。
六）斗轮机修理机具及检验器具选用
1）主要施工设备
主　要　施　工　设　备
序号
设 备 名 称
设 备 能 力
设 备 数
1
卷扬机
10t
2台
2
滑轮组

2组
3
手拉葫芦
10t、5t、3t
各4台
4
千斤顶
32t、16t、8t
各2台
5
焊机
手工焊机
2台
6
钳工工具
成套工具
4套
7
电工工具
成套工具
1套
8
气割工具
成套工具
2套
9
空压机

1台
10
油漆工具

2套
11
手动砂轮机

5台

2）主要检验仪器及量具

序号
仪器设备名称
仪器设备能力
仪器设备数
1
水准仪
DS3
1
2
钢卷尺
50m
1
5m
2
3
角尺（二级以上）
315×200
1
4
钢丝
φ0.49-φ0.52
100m
5
重锤
150lg
1
6
钢丝支架及滑轮

2

四、斗轮机主梁结构火焰矫正工艺
※ 火焰矫正的注意事项
1、不要在部件的同一部位进行反复多次的加热，以便减少由环境加热而引起的金属材料内部残余应力。另外，在同一部位两次以上的加热，其金属变形量也变得很小，达不到矫正的目的，而且还容易改变金属的金相组织和降低材料的屈服强度，以致降低材料的机械性能。
2、重要的受力部位，要避免同时形成拉力和压力两方向的加热。例如：在主梁的同一截面上，不要对上下盖板同时进行加热。
3、不允许浇水进行冷却，以免造成金属材料变脆。
4、加热部位不要选择在构件的危险截面上，如主梁的中间部位。
5、要随时注意钢材被加热的温度。因为温度决定着钢材性能的变化大小。目前，国内制造桥式起重机桥架使用的材料有：低碳钢和16Mn两种，其中多用低碳钢。
数据表明：低碳钢加热温度选在700~800℃（暗红色一暗樱桃红）之间较为适宜，因为此时钢材的金相组织基本上没有发生什么大变化，而且又有一定的塑性变形能力。
不要在钢材的兰脆温度范围内（低碳钢是300~500℃）用锤击方法恢复结构件的变形，以免产生裂纹。
测量加热部位温度的高低，可以用测温色笔、点温仪或光学热电偶等仪器进行测量，但多数还是根据钢材被加热后的颜色来判断，两者的关系见表：
低碳钢高温下的颜色
℃
特点
400
暗处呈红色
474
不亮处呈红色
525
白天呈红色
581
日光下呈红色
700
暗红
800
暗樱桃红
900
樱桃红
1000
鲜红
加热部位选择得恰当与否，对被矫正部位的变形有着很重要的关系，特别是大而且又比较复杂的桥架。如果矫正部位选择得合理恰当，只加热一个部位就可以同时解决几方面的变形，既省工又省力，而且对钢材的性能影响还不大，因此，加热部位选择得正确与否，将决定着工效和成本的高低及工作质量的好坏，应特别注意。
采用火焰矫正金属结构，首先要清楚金属结构局部受热后的变形规律。这个规律，就是金属结构受热后的变形方向，总是从加热面积的几何中心指向该金属结构的重心方向。而且越靠近主梁中间，变形越大，越靠近端部，变形越小。
此外，也要充分考虑到加热部位的次序。通常是先考虑主要的部位，同时，也要把其他方面可能出现的问题一齐考虑进去，使得主、次问题一齐得到解决。对主梁的矫正，应先考虑主梁的下挠，随之也要把主梁的水平旁弯和腹板波浪变形一齐考虑进去。
由于斗轮机主梁的变形是由多方面变形互相交错在一起形成的，所以在矫正之前，应对主梁各方面的变形都应给予测量，然后进行综合性的分析，最后制订出矫正的总方案。
※ 火焰矫正的操作步骤
1、正确的测量出主梁的变形值、并与技术要求对照算出差值，绘出变形图，也可在部件上用粉笔直接记载。
2、根据焊件具体变形情况，选择火焰矫正操作方法。
3、根据钢结构截面惯性矩和变形大小，确定是否需加外力火焰矫正。如果结构件刚度较大，加外力后火焰矫正效果较好，应准备螺旋拉紧器和千斤顶等工具。
4、估算所需加热区确定用几把焊炬（烤炬）同时操作。
5、准备好所用的设备，选择较大型号的焊炬，准备点温计或测温笔。
6、火焰矫正过程分几次（批）进行。首次（批）加热区的数量要小于预计的总数。每次加热后须待冷却至室温，测量变形大小，然后核对修正下次加热区的位置和数量。
7、矫正量不大时，应尽量选用低温矫正或中温矫正法。
※ 火焰矫正旁弯加热次序和加热位置：
1、火焰加热次序和加热位置要视主梁旁弯的具体情况而定。由于加热温度的观测是近似的，且构件内应力状态不同，往往使计算出来的旁弯值与实际变形有差别，因此火焰加热矫正通常分两次进行。第一次火烤旁弯值不得超过旁弯合格值的下限（0.8S/2000）。火烤加热的节点处分布应由挠曲大小而定，如果主梁桁架同时弯曲，跨中弯曲最大，并且弯曲由跨中向两端分布均匀，则选择火烤的节点处也是沿跨中向左右均匀分布。火焰加热的节点处数量和位置。对于非均匀性主梁弯曲，火烤位置和数量应集于主梁最大弯曲处。
第二次火烤是补偿性质的矫正，其中主梁起拱值不得超过主梁弯曲度合格值的上限（1S/2000），即：
△Fy=1S/2000-F实
式中F实----第一次火焰矫正主梁旁弯实测值。
第二次计算火烤旁弯值应按第一次的计算方法乘以修理系数μ，即
Fy=μK型∑（BAa/J）
式中μ= F实/ F计，即第一次火烤的旁弯度实测值F实与计算值F计之比。
2、火焰矫正的加热方法：在主梁的一侧腹板和上下盖板上设置加热区，。加热区的部位以及数量，可以根据主梁的实际变形情况先粗略地把所需要矫正的部位确定下来。再用分段间隔的办法进行加热。
如果主梁实际变形比较均匀，加热区就可以从主梁中间向其两侧对称设置，否则就必须在弯曲大的地方多设置几个加热区，或者增大弯曲的加热区面积。
假设主梁的变形是比较均匀的情况下，在有筋板处确定了10个加热区（见附图）。首先应加热1和2及3和4的加热区，待加热区全部冷却之后进行测量。如变形部位与所要求的变形数值相差比较小，可加热5和6加热区，如相差还很大，则不加热5和6加热区，而加热7和8加热区。如相差特别大，则可加热9和10加热区，而不加热7和8加热区。待冷却后再进行测量，根据测量的结果，再确定是否还需增加数量或改变加热区的位置。
总之，加热区布置的原则是：加热区越往中心设置，主梁旁弯度变化的就越大；反之就越小。至于加热区开始需设置多少处，或工作中再增添多少处，这就由主梁原始变形情况，以及被矫正过程中的实际变化情况来具体确定。但有一点必须注意：一定要在加热一次之后就进行测量。多观察和勤测量是绝对必要的，尤其初次做这项工作，更为必要，否则，将会引起主梁的变形方向与所要求的变形方向相反，最后不得不进行反矫正。
矫正时，最好4个人同时进行（两人也可以），两人负责一个加热区。加热时，首先从主梁上下盖板的宽度中心对称地向两侧扩展。4人的烤枪移动速度，也要基本保持一致。移动速度的大小，是由钢板的厚度和烤咀的规格，以及加热过程中钢板的颜色变化情况来决定的。如果在加热过程中，钢板出现了凹陷，应把烤咀迅速离开此部位，并在其周围做圆环状的加热，这样下凹处就会逐渐再凸起来，以致最后下凹全部消失下去。如果加热过程中，钢板出现凸起，应把烤咀立即垂直对准凸峰，使之消失，如果没有消失下去，可用手锤轻打至略带凸起即可，决不可用力过大，以免出现凹陷。
当一个加热区的下盖板加热完了之后，立即把烤枪迅速移到腹板上（4人对称移动）加热。由于腹板的厚度比下盖板薄，所以烤枪的移动速度要比加热下盖板时快些，否则，容易引起被加热部位的凹陷。工作时要特别注意这一点。如果出现了凹陷情况，应立即改变一下加热位置。
由于主梁截面较大，为了矫正效果更明显，可以采用预应力和火焰矫正两种方法同时进行。活动梁中间结构为桁架式，为此在火焰矫正旁弯前，应把主梁中间斜撑的一端铲开，在矫正合格后把斜撑重新焊在原位置。
五、结构防腐工艺
1、把大修好的斗轮机主梁、钢结构表面用手动工具和电动工具，（铲刀、手工或钢丝刷、动力砂轮）清除油脂和污垢及附着不牢的氧化皮、铁锈，使钢结构表面露出金属光泽，焊接处清除焊渣、药皮、飞溅及切割留下的飞边毛刺。
2、涂漆前用空压机清除打磨后留下的尘垢，并保持表面干燥。
3、涂漆：根据有关防腐标准，进行底漆一遍、面漆两遍，每层漆膜厚度25-35μm。

新乡市起重机厂有限公司
2006年6月23日

9