浮式起重機(jī)（簡稱浮吊）是用于岸與船、船與船之間的過駁裝卸設(shè)備，通常安裝在專用的船體或囤船上。本文以某港口一臺浮吊為檢測對象，進(jìn)行了靜載和動載兩種狀態(tài)下的應(yīng)力測試，檢測其在1.25倍額定載荷作用下浮吊結(jié)構(gòu)的靜載荷承受能力，檢驗結(jié)構(gòu)件在1.1倍額定載荷作用下結(jié)構(gòu)的動載承受能力。然后判斷其金屬結(jié)構(gòu)是否滿足靜強(qiáng)度和動強(qiáng)度的工作要求，從而避免危險事故的發(fā)生，消除安全隱患。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測試與分析

檢測方法與設(shè)備

采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀檢測浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力，并將靜態(tài)應(yīng)變儀連接成半橋電路的形式。儀器精度高、配備專用軟件，應(yīng)變數(shù)值可實時顯示、實時保存，自動生成報表。

應(yīng)力測試步驟

首先，用打磨儀對測試點(diǎn)進(jìn)行打磨，按要求粘貼應(yīng)變片，再用導(dǎo)線把應(yīng)變片和靜態(tài)應(yīng)變儀相連成半橋電路。根據(jù)表1中的3種工況對浮吊金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行靜載應(yīng)力測試，

其次，按表1所述的靜載應(yīng)力檢測工況操作程序分別測量3個工況下試驗載荷在該部位作用時的結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力。應(yīng)力數(shù)據(jù)結(jié)果見表2，根據(jù)測試結(jié)果分析判斷結(jié)構(gòu)承受靜載的能力是否滿足結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度要求。

靜載應(yīng)力測點(diǎn)布置

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測點(diǎn)的選取，主要是通過分析其實際工作載荷下的金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并結(jié)合其作業(yè)和檢測的歷史記錄以及同類型起重機(jī)結(jié)構(gòu)的破壞情況，來確定結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力部位和危險區(qū)域作為靜載應(yīng)力測點(diǎn)。

根據(jù)上面所述，主要選擇臂架跨中區(qū)域（D、C）、象鼻梁（A、B）、人字架（F、E）、轉(zhuǎn)臺（I、H）、支撐圓筒（J、E）、活配重（G）及大拉桿（L）等處，分別布置應(yīng)力測點(diǎn)、貼應(yīng)變片進(jìn)行靜載應(yīng)力測量。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力檢測工況及相關(guān)操作見表1。

表1靜載應(yīng)力檢測工況

注：1.表中Rmin、Rmax、Gmax分別表示最小幅度、最大幅度和額定起重量；

2. 起重機(jī)額定起重量為16t，測試時Gmax實際為15.5t，1.25Gmax為20t。

各工況下靜載應(yīng)力檢測結(jié)果見表2

靜載應(yīng)力檢測結(jié)果見表2

靜載檢測結(jié)果分析

在起重機(jī)臂架幅度從最小到最大的過程中，浮吊最大應(yīng)力出現(xiàn)在配重平衡梁G2測點(diǎn)，應(yīng)力值為+118.8MPa，小于材料的許用應(yīng)力（浮吊材料為Q235，其許用應(yīng)力為170MPa）。

在最大幅度、額定載荷（15.5t）及1.25倍額定載荷（20t）靜載作用下，浮吊最大應(yīng)力部位在轉(zhuǎn)臺根部（I1測點(diǎn)），應(yīng)力值為+67.6MPa。如果將臂架變幅過程中系統(tǒng)自重對測點(diǎn)所產(chǎn)生的應(yīng)力疊加，則I1測點(diǎn)合成應(yīng)力為+99.2MPa，小于材料的許用應(yīng)力。起重機(jī)結(jié)構(gòu)在上述工況下的靜強(qiáng)度滿足要求。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)動載應(yīng)力測試與分析

檢測方法與設(shè)備

采用聚航科技生產(chǎn)的JHDY動態(tài)應(yīng)變儀對浮吊金屬結(jié)構(gòu)的動載應(yīng)力進(jìn)行檢測，并且動態(tài)應(yīng)變儀用半橋電路進(jìn)行接橋。

應(yīng)力測試步驟

首先確定所需布置的應(yīng)力測點(diǎn)，用打磨儀對測點(diǎn)進(jìn)行打磨并按要求粘貼應(yīng)變片。把動態(tài)應(yīng)變儀、應(yīng)變片、電腦用導(dǎo)線連接成半橋電路，并按照下面所述的檢測工況檢測起重機(jī)在1.1倍額定載荷作用下金屬結(jié)構(gòu)承受動載的能力。根據(jù)軟件顯示的應(yīng)力測試曲線，分析判斷結(jié)構(gòu)承受動載的能力是否滿足結(jié)構(gòu)動強(qiáng)度要求。

動載應(yīng)力測點(diǎn)選擇

動態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)布置與上述靜態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)的布置原則類似。此次浮吊動態(tài)應(yīng)力測試點(diǎn)選擇靜載應(yīng)力較大和各個主要構(gòu)件具有典型意義的位置，選擇A、C1、G2、I1、J1、K1測點(diǎn)作為動載應(yīng)力測點(diǎn)。

動載應(yīng)力檢測工況

臂架處在最大幅度，將儀器置“0”，起升1.1倍額定載荷（1.1倍額定載荷為17.6t，測試時實際載荷為17.2t），作上升、制動、下降、制動，再作左右回轉(zhuǎn)動作，然后載荷回到起始位置。

動載應(yīng)力測試結(jié)果及分析

表3動載應(yīng)力檢測結(jié)果

注：這里動態(tài)應(yīng)力穩(wěn)定值是在應(yīng)力峰值附近的范圍取得一個均值，對比值則是動態(tài)應(yīng)力峰值和動態(tài)應(yīng)力穩(wěn)定值的一個比值。

由表3可知，浮吊在最大幅度17.2t載荷動載作用下，最大應(yīng)力峰值出現(xiàn)在圓筒下部（K1測點(diǎn)），此處應(yīng)力峰值為-73.0MPa。各動載應(yīng)力測點(diǎn)應(yīng)力峰值，對比值均在正常范圍內(nèi)，起重機(jī)結(jié)構(gòu)動強(qiáng)度滿足要求。

總結(jié)

本文主要介紹了浮吊金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測試方法以及測點(diǎn)布置方案，結(jié)果表明該浮式起重機(jī)靜載應(yīng)力和動載應(yīng)力均滿足工作要求。