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摘 要：桥式起重机能否正常工作将会影响和制约着生产任务的顺利完成。主梁是起重机最重要的结构，它应具有足够的强度、刚度和稳定性，以保证在规定载何作用下，其主梁在刚度允许的范围内不至于发生永久变形造成破坏。根据国家有关技术标准规定，桥式起重机主梁须有足够的上拱度，然而我们在安全检测中发现，部分起重机主梁不仅没有上拱度，而且出现了下挠，已成为威协起重机安全运行的一大祸患。本文仅就通用桥式起重机主梁下挠原因、危害及治理措施谈几点粗浅的认识。
关键词：桥式起重机 主梁 下挠 原因 危害 措施
一、主梁下挠的原因
总的来说造成起重机主梁下挠的原因有两类：一类是因为主梁结构材料的应力过大，超过了它的屈服强度产生了塑性变形；另一类是主梁大面积材料长期在频繁的高应力作用下组织发生了连续的滑移、位錯。
1.结构内应力的影响
起重机金属结构的各部位存在着不同方向的拉、压等复杂的应力，这些应力的产生，主要是由制造工艺和结构制造过程中的强制组装、构件变形造成的。再一个原因是由于采用热熔切割、焊接过程中的局部受热不均匀，造成焊缝及其附近金属的收缩及收缩不一致，导致主梁内部产生残余应力，在载何作用下，使主梁产生应力过大，超出材料的屈服极限，引起永久变形。结构残余应力，在起重机的使用过程中，会不断地松弛、耗散、趋向均匀化，以至于消失，也是引起主梁拱度减小的重要因素。
2.不合理的使用：
起重机是在指定的使用条件下进行设计的，对于选型不适、超载及其他不合理的使用是无法进行考虑的，现象太多不在细讲。
我们在长期的工作实践中，发现一种类似于共振的造成起重机主梁下挠的重要现象，希望引起设计和使用人员重视。这种现象就是带取物装置类的起重机，如：抓斗、电磁吸盘、夹钳等在作业时，起重机刚取起物料时，司机有意或无意的致物料丢失，使起重机突然失载，造成主梁剧烈振动，由于起重机主梁的振动是低频率、大振幅，当主梁振动至下峰时（相当于承载状态）刚好起重机进行二次取物作业，结果造成事实上的主梁承载成倍增加，虽然抓斗、电磁吸盘类起重机，在设计时，附加载荷考虑的比较多，但是偶遇此种工况多次循环时，就会造成主梁的下挠。
3.不合理的修理
由于没有掌握在起重机金属结构上加热引起结构变形的规律，也没有采取防止变形的措施，就在桥架上气割或焊接，从而造成主梁的严重变形。
4.高温的影响
在高温环境下，主梁金属材料的屈服强度有所降低，受拉区还产生与工作应力相一致的线涨温度应力，使主梁的承载能力降低很多，这种情况如不能得到重视，起重机工作时很容易造成隐性超载，致主梁下挠。例如，冶炼辐射热将造成主梁下盖板温度大大超过上盖板温度，使下盖板的受热伸长大于上盖板的受热伸长，在载荷的作用下导致主梁拱度的逐渐减小。
5.小车轮压过大
由于小车轮压过大或道轨太小造成主梁肋板间上盖板局部凹陷或腹板受压区凸凹变形，而使主梁整体下挠（箱型正轨梁比较突出常见）。
6.做功多材料发生疲劳、蠕变：
根据我们多年从事本专业的经验得出，主梁下挠现象多发生在做功多、出力大、材料出现疲劳、蠕变的起重机上，（起重机的做功用吨小时表示）这是因为在长期的、频繁的、高应力作用下，大面积的主梁材料组织内晶体发生连续滑移、位错，导致上拱度逐渐减小。
7.其它
起重机主梁为细长结构件，不合理的存放、运输、起吊和安装都能引起桥架结构的变形。还有主梁的材料、质量也是造成主梁下挠的重要因素。
二、主梁下挠的危害
1.主梁下挠对起重机承载能力和使用安全的影响
起重机主梁弹性变形幅度过大，振动剧烈，这是出现了刚度问题。起重机主梁发生永久变形出现下挠，这是出现了强度问题。起重机主梁由上拱变形为下挠，也就是中性层以上部分被挤压变形、中性层以下部分被拉永久伸长的过程。起重机主梁下挠，改变了主梁的设计受力状态，材料缺陷、制造缺陷、疲劳缺陷等随着下挠值的增大被逐渐扩大，并增加诸多附加载荷；最大工作弯矩值、最大工作应力值随之增大；中性层以下材料密度随之减小，抗拉能力降低，中性层以上材料被挤压弯曲变形，抗压能力降低；因此，起重机的承载能力和安全可靠性随之减小。起重机主梁下挠至比例极限时起重机不能再继续使用，必须降低额定工作载荷或修复加固。否则，会造成主梁突然失稳、断裂的恶性事故发生。
2.主梁下挠对桥架结构的影响
主梁下挠往往并发主梁水平弯曲，局部腹板翘曲变形，腹板与上盖板连接处焊缝开焊、腹板与下盖板出现裂纹等现象发生。对于双主梁起重机还影响桥架对角尺寸和大小车跨距等一系列变动。
3.主梁下挠对小车运行的影响
起重机主梁出现下挠，负载以后小车轨道将产生较大的坡度。小车由跨中开往两端时，不仅要克服正常的运行阻力，还要克服爬坡的附加阻力，使小车电机、电器经常烧坏。另外小车运行时还难以制动，制动后也有自行滑移的现象，这对于有准确定位要求的作业影响很大。起重机主梁下挠还常伴有主梁水平弯曲，使小车轨距随之变动，致小车运行出现“夹轨”，增加小车运行阻力，加速车轮与轨道磨损，严重时发生脱轨事故。
4.主梁下挠对集中驱动的大车运行机构的影响：
由于主梁下挠对集中驱动的起重机大车运行机构的同轴度影响较大，因此现在的起重机大都改为分别驱动装置。
5.主梁下挠对小车架的影响：
主梁的下挠程度不同，小车的4个车轮不能同时与轨道接触，便产生小车的“三条腿”现象，使小车架受力不均，久之使小车架产生变形和疲劳裂纹。
6.主梁下挠造成的“啃轨”及次生危害：
由于桥架变形总是互相影响，互相牵联的，主梁下挠往往同时存在主梁旁弯，跨距变动和桥架对角线超差等诸多并发症。对于双主梁起重机来说，以上诸多变形实际上并不是完全等量对称发生的，所以致使大小车歪斜运行，产生大小车运行“啃轨”，造成诸多次生危害。
三、主梁下挠的治理措施
由以上分析可以看出，主梁下挠对起重机的安全运行具有重大影响，应对其进行专题分析研究，制定治理分案。起重机主梁究竟下挠到什么程度就不允许使用，目前国家尚无明确规定。如果对所有下挠的起重机都进行维修，势必造成浪费。因此，我们根据GB6067-2010《起重机安全规程》中的有关规定，以主梁在额载时下挠 s（s为起重机跨度）作为参考值。对于下挠度较小，远远达不到参考值的起重机暂不维修，采取降级限时使用，加强安全技术管理，增加复查次数的安全防范措施；对于下挠度远远超过参考值，服役年期较长，无维修价值的起重机，采取坚决报废更新的措施，对于下挠度接近或达到参考值的起重机，视情采取预应力或火焰加热两种方法进行主梁矫正维修。维修后的起重机，使其主梁上拱度达到国标要求，并在使用过程中定期检测，以保证起重机的安全运行。
关键词：桥式起重机 主梁 下挠 原因 危害 措施
一、主梁下挠的原因
总的来说造成起重机主梁下挠的原因有两类：一类是因为主梁结构材料的应力过大，超过了它的屈服强度产生了塑性变形；另一类是主梁大面积材料长期在频繁的高应力作用下组织发生了连续的滑移、位錯。
1.结构内应力的影响
起重机金属结构的各部位存在着不同方向的拉、压等复杂的应力，这些应力的产生，主要是由制造工艺和结构制造过程中的强制组装、构件变形造成的。再一个原因是由于采用热熔切割、焊接过程中的局部受热不均匀，造成焊缝及其附近金属的收缩及收缩不一致，导致主梁内部产生残余应力，在载何作用下，使主梁产生应力过大，超出材料的屈服极限，引起永久变形。结构残余应力，在起重机的使用过程中，会不断地松弛、耗散、趋向均匀化，以至于消失，也是引起主梁拱度减小的重要因素。
2.不合理的使用：
起重机是在指定的使用条件下进行设计的，对于选型不适、超载及其他不合理的使用是无法进行考虑的，现象太多不在细讲。
我们在长期的工作实践中，发现一种类似于共振的造成起重机主梁下挠的重要现象，希望引起设计和使用人员重视。这种现象就是带取物装置类的起重机，如：抓斗、电磁吸盘、夹钳等在作业时，起重机刚取起物料时，司机有意或无意的致物料丢失，使起重机突然失载，造成主梁剧烈振动，由于起重机主梁的振动是低频率、大振幅，当主梁振动至下峰时（相当于承载状态）刚好起重机进行二次取物作业，结果造成事实上的主梁承载成倍增加，虽然抓斗、电磁吸盘类起重机，在设计时，附加载荷考虑的比较多，但是偶遇此种工况多次循环时，就会造成主梁的下挠。
3.不合理的修理
由于没有掌握在起重机金属结构上加热引起结构变形的规律，也没有采取防止变形的措施，就在桥架上气割或焊接，从而造成主梁的严重变形。
4.高温的影响
在高温环境下，主梁金属材料的屈服强度有所降低，受拉区还产生与工作应力相一致的线涨温度应力，使主梁的承载能力降低很多，这种情况如不能得到重视，起重机工作时很容易造成隐性超载，致主梁下挠。例如，冶炼辐射热将造成主梁下盖板温度大大超过上盖板温度，使下盖板的受热伸长大于上盖板的受热伸长，在载荷的作用下导致主梁拱度的逐渐减小。
5.小车轮压过大
由于小车轮压过大或道轨太小造成主梁肋板间上盖板局部凹陷或腹板受压区凸凹变形，而使主梁整体下挠（箱型正轨梁比较突出常见）。
6.做功多材料发生疲劳、蠕变：
根据我们多年从事本专业的经验得出，主梁下挠现象多发生在做功多、出力大、材料出现疲劳、蠕变的起重机上，（起重机的做功用吨小时表示）这是因为在长期的、频繁的、高应力作用下，大面积的主梁材料组织内晶体发生连续滑移、位错，导致上拱度逐渐减小。
7.其它
起重机主梁为细长结构件，不合理的存放、运输、起吊和安装都能引起桥架结构的变形。还有主梁的材料、质量也是造成主梁下挠的重要因素。
二、主梁下挠的危害
1.主梁下挠对起重机承载能力和使用安全的影响
起重机主梁弹性变形幅度过大，振动剧烈，这是出现了刚度问题。起重机主梁发生永久变形出现下挠，这是出现了强度问题。起重机主梁由上拱变形为下挠，也就是中性层以上部分被挤压变形、中性层以下部分被拉永久伸长的过程。起重机主梁下挠，改变了主梁的设计受力状态，材料缺陷、制造缺陷、疲劳缺陷等随着下挠值的增大被逐渐扩大，并增加诸多附加载荷；最大工作弯矩值、最大工作应力值随之增大；中性层以下材料密度随之减小，抗拉能力降低，中性层以上材料被挤压弯曲变形，抗压能力降低；因此，起重机的承载能力和安全可靠性随之减小。起重机主梁下挠至比例极限时起重机不能再继续使用，必须降低额定工作载荷或修复加固。否则，会造成主梁突然失稳、断裂的恶性事故发生。
2.主梁下挠对桥架结构的影响
主梁下挠往往并发主梁水平弯曲，局部腹板翘曲变形，腹板与上盖板连接处焊缝开焊、腹板与下盖板出现裂纹等现象发生。对于双主梁起重机还影响桥架对角尺寸和大小车跨距等一系列变动。
3.主梁下挠对小车运行的影响
起重机主梁出现下挠，负载以后小车轨道将产生较大的坡度。小车由跨中开往两端时，不仅要克服正常的运行阻力，还要克服爬坡的附加阻力，使小车电机、电器经常烧坏。另外小车运行时还难以制动，制动后也有自行滑移的现象，这对于有准确定位要求的作业影响很大。起重机主梁下挠还常伴有主梁水平弯曲，使小车轨距随之变动，致小车运行出现“夹轨”，增加小车运行阻力，加速车轮与轨道磨损，严重时发生脱轨事故。
4.主梁下挠对集中驱动的大车运行机构的影响：
由于主梁下挠对集中驱动的起重机大车运行机构的同轴度影响较大，因此现在的起重机大都改为分别驱动装置。
5.主梁下挠对小车架的影响：
主梁的下挠程度不同，小车的4个车轮不能同时与轨道接触，便产生小车的“三条腿”现象，使小车架受力不均，久之使小车架产生变形和疲劳裂纹。
6.主梁下挠造成的“啃轨”及次生危害：
由于桥架变形总是互相影响，互相牵联的，主梁下挠往往同时存在主梁旁弯，跨距变动和桥架对角线超差等诸多并发症。对于双主梁起重机来说，以上诸多变形实际上并不是完全等量对称发生的，所以致使大小车歪斜运行，产生大小车运行“啃轨”，造成诸多次生危害。
三、主梁下挠的治理措施
由以上分析可以看出，主梁下挠对起重机的安全运行具有重大影响，应对其进行专题分析研究，制定治理分案。起重机主梁究竟下挠到什么程度就不允许使用，目前国家尚无明确规定。如果对所有下挠的起重机都进行维修，势必造成浪费。因此，我们根据GB6067-2010《起重机安全规程》中的有关规定，以主梁在额载时下挠 s（s为起重机跨度）作为参考值。对于下挠度较小，远远达不到参考值的起重机暂不维修，采取降级限时使用，加强安全技术管理，增加复查次数的安全防范措施；对于下挠度远远超过参考值，服役年期较长，无维修价值的起重机，采取坚决报废更新的措施，对于下挠度接近或达到参考值的起重机，视情采取预应力或火焰加热两种方法进行主梁矫正维修。维修后的起重机，使其主梁上拱度达到国标要求，并在使用过程中定期检测，以保证起重机的安全运行。