塔式起重机起重臂校正实例

赵春雨

摘 要 塔式起重机是建筑施工中必不可少的起重机械，在施工中可能会出现各种各样的问题，本文主要以北京公司的一台H3.36B型塔式起重机的起重臂发生碰撞变形，在北京公司设备租赁中心机械加工场内进行校正为实例，分析产生起重臂弯曲的各种原因、解决方法及修复方案。

关键词 起重臂；火焰校正；金属晶格；氧炔焰；钢结构

1工程实例

北京公司自有的一台沈阳建筑机械厂生产的H3.36B型塔式起重机，起重臂长60米，经检查，从第一节起重臂架方向看，在第二、三节处有水平的波浪形弯曲，在第四节处有5-10度水平的左侧弯曲，第五节处有两处水平的波浪形弯曲。

2 起重臂产生弯曲的原因分析

产生塔式起重机起重臂弯曲的因素有两种：

一是：“胎里带”，即在厂家生产过程中，由于焊接处理不当或设计缺陷等原因造成钢结构变形，从而产生弯曲。

二是：外力作用，即塔机起重臂在运输、拆装或在工作中的不规范操作造成钢结构变形而产生的弯曲。

起重臂发生弯曲大多是由于外力作用产生的。本次实例中的H3.36B型塔式起重机的起重臂弯曲属于第二种原因引起的。塔式起重机在回转时，由于操作不当，起重臂与施工的建筑物相撞，造成起重臂严重弯曲。

经检查，塔式起重机的起重臂弯曲严重，变形程度超过《塔式起重机设计规范》允许范围，必须进行校正，使其达到产品质量要求后，才能投入使用。

3 校正钢结构的主要方案

生产过程中普遍应用的校正方法，主要有机械校正、火焰校正和综合校正。

3.1 机械校正：人工或机械对钢结构变形部位施加外力使其接近或恢复原有的形状。

3.2 火焰校正：用不同温度的火焰对钢结构变形部位进行加热使其接近或恢复原有的形状。

3.3 综合校正：运用机械校正与火焰校正相配合来完成钢结构的校正。

根据实际情况，起重臂要近期投入使用，采用机械校正时，需要将起重臂腹杆与下弦杆连接处切割开，然后在凸出一侧施加外力，校正之后要重新焊接。考虑到起重臂变形处较多，施加外力比较困难，钢结构动火处较多，极易引起结构件的内力变形，校正困难，而且需要耗费大量时间，所以放弃机械校正。火焰校正时间短，见效快，并且针对多处变形好修复，故选择火焰校正法。（起重臂单节示意见图1）

图1 起重臂单节示意

火焰校正方法有三种形式：（1）线状加热法；(2)点状加热法；（3）三角形加热法。

本台H3.36B型塔式起重机起重臂校正主要采取的是点状加热法。

4火焰校正原理

火焰校正是利用火焰加热变形构件的凸部，使凸部金属加热膨胀，产生压缩应力，凹部受热慢从而受阻，产生压缩反力，冷却后当压缩反力超过加热金属的屈服点时，凸部金属金相组织会产生塑性变形，从而达到校正的目的。火焰校正就是因为金属局部受火焰加热后冷却时收缩而引起的变形，利用新的变形来微量修正已产生的变形。由于变形程度难掌握，技术要求较高，所以需要经验丰富的焊接人员完成。（原理见图2）

图2

5 起重臂校正方案

经过校正小组讨论，塔式起重机起重臂第二节向左有三处弯曲，第三节向左有二处弯曲、向右一处弯曲，第四节向左有一处弯曲、向右一处弯曲，第五节向左有二处弯曲（详见表5-1）。将起重臂拼装后用枕木垫平，用氧炔焰依次对第四节、第三节、第二节、第五节加热进行校正。

6 校正工序

6.1初步校正：用氧炔焰对下弦杆右侧弯曲的凸出部位依次加热，加热前，在弯曲较大的地方找一个固定点，再对各加热点依次进行加热。加热时，对固定点进行观察，看有何变化，等到各加热点加到均匀时，固定点会起很大变化。这时就要停止加热，等待冷却。冷却后，看恢复情况，如未能回到标准状态，再进行加热。每次加热时温度要控制在600-700度，常温冷却，等温度恢复到常温状态。

初步校正之后，根据钢结构的恢复情况，再进行细微的调节。经检查发现：在塔式起重机起重臂第二节向左有二处弯曲、向右有二处弯曲,第三节向左有一处弯曲,第四节向右有二处弯曲（详见表1）。

6.2 再次校正：顺次对起重臂的第二节、第三节、第四节，用氧炔焰对左、右侧下弦杆弯曲的凸出部位，依次加热。加热前，先用直线对60米起重臂各弯曲处偏差进行确定，再进行各点的依次加热，特别对着重点要多加热几次，当60米起重臂贴近直线接近要求的标准后，停止加热工作，等待冷却中的变化和恢复的效果。如果恢复的效果已达到使用标准，等待次日再复查，确定。

6.3 校正确认：经过再次校正后，塔式起重机起重臂弯曲部位基本校正,符合机械设计要求，起重臂可以投入使用。

综上所述，起重臂下弦杆左侧共加热六处，右侧共加热十一处，完成校正。（校正过程见表1）

表1

弯曲处 方法	第二节/处		第三节/处		第四节/处		第五节/处
	向左	向右	向左	向右	向左	向右	向左	向右
初步校正	3	0	2	1	1	1	2	0
再次校正	2	2	1	0	0	2	0	0
校正确认	0	0	0	0	0	0	0	0

7 注意事项

校正时应避免产生过大的收缩应力。校正完一个凸出点后，再进行加热第二个凸出点；由于起重臂腹杆与下弦杆连接处受力复杂，所以加热时应尽量避开腹杆与下弦杆的连接处；火焰校正时，加热温度不宜过高，温度过高会破坏金属内部的金相组织，从而改变金属的性质。加热温度应保持在600-700度。

8 结束语

目前，在建筑施工中，塔式起重机钢结构的变形普遍存在，本实例有效的证明了火焰校正方法在塔式起重机钢结构变形中使用的可行性，为其钢结构的校正节省了大量的人力、物力。真正做到方便、快捷、省时、省力。希望此实例能为塔式起重机钢结构的变形校正提供一些方法和经验，供大家借鉴。

参考文献

[1] 田广范，陆念力等.塔式起重机设计规范(GB/T 13752-2017).国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.2017.2.28发布,2017.09.01实施