一种箱型梁预应力校正装置的制作方法

本实用新型涉及起重机校正技术领域，具体涉及一种箱型梁预应力校正装置。

背景技术：

桥式起重机在长期使用过程中，由于制造、使用以及日常维修、维护方法的多种因素的影响，均会导致主梁下挠，偏离设计上拱值，致使主梁发生永久变形时，桥式起重机小车行走运行阻力增加，并且造成主梁下盖板及附近的腹板出现裂纹、脱焊等现象，不能够正常使用，最终导致报废。传统工艺通过火焰校正主梁，火焰校正法原理为：利用金属热塑性原理在主梁下盖板和腹板局部区域用火焰加热，冷却收缩时产生向上拱起的永久变形，达到校正主梁下挠的目的。火焰校正法操作工艺较为复杂，不易控制上拱的程度，矫正后残余应力较大，使用性能不可靠，仍有再次下挠的可能。

因此有必要研发一种对施工人员的技术要求不高，校正后拱度一般较为稳定，主梁的强度、刚度均得到了加强，校正周期较短、效果好的箱型梁预应力校正装置。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种箱型梁预应力校正装置，包括一对支撑架及拉杆，一对所述支撑架设置在箱型梁底部两侧，所述拉杆的两端分别连接于一对所述支撑架；

其中，所述支撑架包括底板及立板，所述立板垂直连接于所述底板一侧，使所述支撑架的截面呈7字形，所述底板通过工作螺母贴合于所述箱型梁底部，所述立板上设置有通孔；

其中，所述拉杆的两端设置有螺纹，所述拉杆的两端穿过所述通孔，通过螺母固定连接于所述立板。

可选地，还包括筋板，所述筋板为多个，多个所述筋板等间距设置一端垂直连接于所述立板，一侧垂直连接于所述底板，将所述立板分割为多个拉紧区间，每个所述拉紧区间上设置有一个所述通孔。

可选地，所述拉杆为多个，所述拉杆的数量与单个所述支撑架上所述通孔的数量相配合。

可选地，所述通孔设置在每个拉紧区间的中部，相邻通孔之间的距离与相邻筋板之间的距离相等。

可选地，还包括托板，所述托板为平板状，所述托板上设在有多个第二通孔，所述托板的一端连接于所述箱型梁底部，位于两个支撑架之间，多个所述拉杆穿过所述第二通孔。

可选地，所述支撑架由底板、立板及多个筋板采用单面角焊缝焊接而成。

可选地，所述底板的宽度大于所述箱型梁的主梁的宽度，所述底板的厚度大于等于所述主梁的下盖板的厚度。

可选地，所述拉杆有丝杠与圆钢拉杆组焊而成，所述丝杠与所述圆钢拉杆对接处焊接有套管，所述套管上加工塞焊孔。

可选地，固定所述拉杆的螺母包括固定螺母及防松螺母，分别设置于所述立板两侧，选材与所述丝杠的选材相同。

可选地，所述拉杆的轴线方向平行于所述箱型梁的轴线方向。

本实用新型的有益效果在于：通过支撑架及拉杆的设置，将支撑架设置在箱型梁底部两侧，拉杆固定连接于两个支撑架，拉杆施加应力，这个应力与工作应力的方向相反，抵消部分工作应力，达到主梁向上弯曲恢复上拱的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的支撑架实施例的结构示意图。

图3是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的使用状态示意图。

图4是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的预应力矫正法的施工操作程序图。

其中：

1-支撑架，2-拉杆，3-底板，4-立板，5-筋板，6-通孔，7-丝杠，8-圆钢拉杆，9-固定螺母，10-防松螺母；11、托架。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供了一种箱型梁预应力校正装置，其特征在于，所述箱型梁预应力校正装置包括一对支撑架及拉杆，一对所述支撑架设置在箱型梁底部两侧，所述拉杆的两端分别连接于一对所述支撑架；

其中，所述支撑架包括底板及立板，所述立板垂直连接于所述底板一侧，使所述支撑架的截面呈7字形，所述底板通过工作螺母贴合于所述箱型梁底部，所述立板上设置有通孔；

其中，所述拉杆的两端设置有螺纹，所述拉杆的两端穿过所述通孔，通过螺母固定连接于所述立板。

具体地，使用时在箱型梁的下盖板两端焊上两个支撑架，然后把拉杆2穿支撑架，拧紧螺母，使拉杆受到张拉，主梁偏心受压，使主梁向上拱起，从而达到矫正起重机主梁下挠恢复上拱的目的。

进一步地，还包括筋板，所述筋板为多个，多个所述筋板等间距设置一端垂直连接于所述立板，一侧垂直连接于所述底板，将所述立板分割为多个拉紧区间，每个所述拉紧区间上设置有一个所述通孔。

具体地，通过多个筋板的设置提高支撑架的机械强度。

进一步地，所述拉杆为多个，所述拉杆的数量与单个所述支撑架上所述通孔的数量相配合。

具体地，通过多个拉杆施加应力便于主梁恢复上拱。

进一步地，所述通孔设置在每个拉紧区间的中部，相邻通孔之间的距离与相邻筋板之间的距离相等。

更优选地，还包括托板，所述托板为平板状，所述托板上设在有多个第二通孔，所述托板的一端连接于所述箱型梁底部，位于两个支撑架之间，多个所述拉杆穿过所述第二通孔。

进一步地，相邻筋板之间的距离不小于80mm。

进一步地，所述支撑架由底板、立板及多个筋板采用单面角焊缝焊接而成。

进一步地，所述底板的宽度大于所述箱型梁的主梁的宽度，所述底板的厚度大于等于所述主梁的下盖板的厚度。

进一步地，所述拉杆有丝杠与圆钢拉杆组焊而成，所述丝杠与所述圆钢拉杆对接处焊接有套管，所述套管上加工塞焊孔。

进一步地，固定所述拉杆的螺母包括固定螺母及防松螺母，分别设置于所述立板两侧，选材与所述丝杠的选材相同。

进一步地，所述拉杆的轴线方向平行于所述箱型梁的轴线方向。

下面结合附图详细介绍本实用新型技术方案。

实施例1

图1是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的结构示意图。图2是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的支撑架实施例的结构示意图。图3是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的使用状态示意图。图4是本实用新型一种箱型梁预应力校正装置的实施例的预应力矫正法的施工操作程序图。

如图1-图4所示，以某工区项目为例：

一、项目背景

加工中心所属的5台桥式起重机（型号分别为：QD-30/5-22.5、QD-30/5-22.5、QD-15/3-22.5、QD-5-16.5、QD-15/3-16.5）由于年限长、使用频率高，导致设备老化、各部件磨损严重，均出现大、小车行走啃轨、小车大小钩减速箱长期漏油尤其是大车主梁扭曲变形、无上拱度等问题，为了保证桥机的安全使用，满足加工中心正常生产，现计划首先对2台30吨桥机主梁采用箱型梁预应力校正装置进行下挠预应力校正处理。

根据主梁的强度和静刚度等条件，确定经济梁高度和自重，主梁的静高度条件为不计动载系数运动冲击系数的移动，载荷在主梁跨中引起的主梁最大静挠度，不超过许用静挠度，即；f<[f]=L/[B]不计动载系数和运动冲击系数的一根主梁承受的移动载荷；R=n/2(Q+G小)根据以上简述决定采用最科学的预应力方法进行矫正处理主梁下挠，此法是通过张拉预应力拉杆使主梁向上弯曲，达到恢复上挠的目的。因预应力拉杆对主梁有加固作用，故又称为预应力加固。

用预应力法修理桥式起重机主梁下挠不仅工艺科学、施工方便，而且能准确、可靠地获得所需上拱量，修理后的上拱值也较其他方法修复的稳定，经预应力法修理的起重机，其主梁强度和刚度均得到了加强。

二、预应力校正装置基本原理：

预应力法就是用预应力拉杆使主梁恢复上拱，原理，当主梁空载时，把预应力拉杆张紧，这样就在主梁中性轴下加一个纵向偏心压力N，N力对中性轴的力臂为e，所以作用在主梁上的力矩为M=Ne。在这一力矩的作用下，主梁恢复上拱。

在预应力钢筋的作用下，主梁在空载时已存在应力，即预应力，上盖板受拉应力，下盖板受压应力。当主梁负载时，工作应力恰好与预应力相反。这样预应力就可以抵消部分工作应力，也就抵消一部分由于货物重量产生的下挠。

此处理方法为带附加拉杆2的三角形受力结构，就等于主梁载重能力升级并提高了承规梁的强度，增加机械强度，主梁承载能力自动加强。同时也提高了结构的抗剪钢度。附加拉杆2和支撑架1，形成一个空间结构，拉杆2内力时简化成平面结构力，即把支撑架多个力点变成平面均匀受力，从而起到了整台结构整体的承载抗拉力量，使整个主梁成为一个静定系统，消除由于物件重量所产生的变形，小车侧向水平推力等现象。在大车歪斜运行时，预应力结构系统的受力状态，也比较明确。

预应力矫正法矫正下挠，是在主梁的下盖板两端焊上两个支撑架1，然后把若干根两端带有螺纹的拉杆2穿过支撑架1，拧紧螺母，使拉杆2受到张拉，主梁偏心受压，使主梁向上拱起，从而达到矫正起重机主梁下挠恢复上拱的目的，使用状态如图3所示。

三、预应力校正装置设计过程

(1)支撑架1的设计

支撑架1的结构由底板3、立板4和多个筋板5焊成。采用单面角焊缝，底板3与立板4外面要求平整，以保证支撑架1与主梁下盖板及工作螺母贴紧。支撑架1的底板3的宽度应略宽于主梁下盖板的宽度，底板3的厚度可与主梁下盖板相等，焊缝高度近似板的厚度。立板4为主要受力件，一般较厚，筋板5间的距离与拉杆2中心距相等，最外侧的通孔6到板缘的距离不应小于80mm。

(2)拉杆2设计

拉杆2由丝杠7与圆钢拉杆8组焊而成，为保证焊接强度在对接处加焊套管，且套管加工塞焊孔，最终与拉杆2进行塞焊处理，确保拉杆2的对接强度，必要时进行探伤检验。必须保证其同轴度要求。丝杠7拟用用45#钢制作，为防其断裂或滑扣，保证其加工质量和材质要求，要求丝杠7加工工序流程为：下料、调质处理、校直、回火去应力、机加工，拉杆7的设置单排排列，排列对称于主梁的垂直轴，其布置宽度不超过主梁的宽度。

(3)托架11设计

托架11是为了防止或减少起重机运行过程中拉杆2的颤动而设置的，托架2与下盖板焊接。

（4）螺母设计

拉杆2的螺母分为固定螺母9和防松螺母10，固定螺母9在张拉时，通过拧紧施加预应力并锚固拉杆2以保持预应力的长期作用，由于拉杆2拉张时的应力往往超过设计应力，因此工作螺母要求较厚，厚度50mm为宜，并且材料与丝杠7材料相同，防松螺母10的作用是防止固定螺母9松动或拉杆2断裂而设置的。

四、预应力矫正法的施工操作程序见图4

五、安装与调整

将支撑架1用倒链分别安装于两主梁的两端（筋板处），确保两支撑架1的立板4上通孔6的同心度，且使其紧贴于主梁的底板上焊接牢固（焊接时后端底板开坡口），然后将预应力拉杆2分别安装于支撑架1上，依据测量结果逐一按顺序进行收紧螺母。先将一端螺母全部拧上，而后到另一端收紧螺母。各螺母应逐个分次拧紧，不能一次拧紧到位。每拧一遍螺母时均应测出主梁挠度的变化值，直到上拱符合修理规范的要求为止。此次检修的30/5T桥机主梁跨度为22.5米，按照桥式起重机设计规范及设计图纸规定其主梁预拱度为≥22.5mm，在此规定该桥机检修后的主梁预拱为25mm。

六、与传统校正法的比较

火焰校正法原理：利用金属热塑性原理在主梁下盖板和腹板局部区域用火焰加热，冷却收缩时产生向上拱起的永久变形，达到校正主梁下挠的目的。

预应力校正法原理：使主梁在承受载荷前，预先张拉预应力拉杆施加应力，这个应力与工作应力的方向相反，抵消部分工作应力，达到主梁向上弯曲恢复上拱的目的。

火焰校正法操作工艺较为复杂，不易控制上拱的程度，矫正后残余应力较大，使用性能不可靠，仍有再次下挠的可能，而预应力校正法容易控制主梁上挠的程度，对施工人员的技术要求不高，校正后拱度一般较为稳定，主梁的强度、刚度均得到了加强，校正周期较短、效果好。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。