李小瑞 徐衛(wèi)文 李 鑫

(武漢鋼鐵股份有限公司，湖北 武漢 430083)

1概論

橋式吊車在生產(chǎn)中占有重要的地位。吊車在運(yùn)行中卡軌是最常見的故障之一，有統(tǒng)計資料表明，吊車運(yùn)行6～10年有卡軌問題的占80%。吊車在運(yùn)行中卡軌不僅加速了車輪的磨損，縮短了軌道的使用壽命，增加了維修費(fèi)用，有時還使吊車不能正常運(yùn)行，影響生產(chǎn)和使用安全。本文通過幾例橋式吊車卡軌案例來探討引起吊2車卡軌的原因及其處理方法?；A(chǔ)不均勻沉降及水平位移引起的卡軌。案例一、某大型工具庫為露天單跨工業(yè)廠房，廠房跨度28.5m,柱距9m,軌頂標(biāo)高10m,設(shè)有50t/10t,30t/5t吊車各一臺，鋼筋混凝土工字形柱，該廠房部分柱基礎(chǔ)建在深lOm的沖溝填土層上，建成投產(chǎn)5年后，柱子向內(nèi)傾斜達(dá)61～83mm，最大為127mm,吊車運(yùn)行時嚴(yán)重卡軌，吊車梁與柱的連接螺栓多次剪斷，大車軌道嚴(yán)重磨損，大車輪每隔二個月就得更換一次，影響正常生產(chǎn)。

案例二、某公司用鋼渣處理的廠房地基，廠房跨度28.5m,鋼筋混凝土矩形柱，柱距6m，軌頂標(biāo)高13.2m，設(shè)有125t/75t橋吊一臺，15t磁力抓斗吊車兩臺，柱基礎(chǔ)建在厚6～12m的鋼渣墊層上，鋼渣墊層經(jīng)過強(qiáng)夯處理，基礎(chǔ)埋置深度4.5m。該廠房正式投入使用不到2年，就開始出現(xiàn)吊車卡軌，繼而卡軌愈趨嚴(yán)重，測量結(jié)果表明，柱列大部分外傾、平移，最大傾移發(fā)生在廠房中部使用最頻繁的區(qū)段，傾斜加位移值達(dá)148mm。

吊車卡軌原因分析：基礎(chǔ)不均勻沉降及水平位移是這類卡軌的顯著特征。案例二卡軌的主要原因是生產(chǎn)過程中有很強(qiáng)的沖擊動能作用在地面上。生產(chǎn)時用磁力吊車吸取重7t的鐵錘距地面9m高后使之自由落下，砸在被破碎的鋼渣塊體上，達(dá)到破碎的目的。經(jīng)計算建在松散材料鋼渣回填層上的基礎(chǔ)，正好處在落錘沖擊能影響范圍內(nèi)，沖擊波的作用使得鋼渣層相互擠壓，推動基礎(chǔ)發(fā)生較大的水平位移。對橋式吊車運(yùn)行影響最大，卡軌最嚴(yán)重的是承受吊車梁荷載的排架柱基礎(chǔ)不均勻沉降和水平位移，并引起排架柱產(chǎn)生內(nèi)傾、外傾、平移等。遇到這種情況，調(diào)整軌道或調(diào)整吊車往往不能奏效。此時，需要進(jìn)行糾偏、加固處理地基才能滿足吊車運(yùn)行的要求，尤其是無屋蓋的露天廠房，更容易產(chǎn)生此類問題。

處理方法：經(jīng)過對廠房柱基進(jìn)行加壓糾偏加固，并對軌道重新調(diào)整，才使吊車運(yùn)行恢復(fù)正常。針對這種情況采用挖孔灌注樁進(jìn)行糾偏加固是有效的措施。對于柱內(nèi)傾、外傾、平移引起吊車卡軌是容易判斷的，變形較大時，沿縱向觀察就可看出柱內(nèi)傾或外傾的趨勢，然后進(jìn)行精密測量，如用帶拉力器的鋼尺測量軌距，用水準(zhǔn)儀對柱進(jìn)行水平和垂直測量，再根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

上述兩例是吊車卡軌極端問題，在有蓋工業(yè)廠房，跨度的增大或減小，受屋面結(jié)構(gòu)的約束。由于屋架的撐桿作用，柱子內(nèi)傾或外傾后，跨距的變化不很大，吊車卡軌不嚴(yán)重，此時主要矛盾是相鄰柱基不均勻沉降沿縱向軌道高差較大，經(jīng)常產(chǎn)生吊車爬坡溜車甚至出現(xiàn)三個輪子著地，—個輪子懸空的現(xiàn)象。處理這類問題，采取調(diào)整軌道和調(diào)整吊車梁就可解決。

另外，在生產(chǎn)中利用制動平臺堆放重物，引起吊車梁和軌道旁彎扭曲；以及吊車梁與柱子連接不牢固，也是造成吊車卡軌的原因。在冶金企業(yè)高爐、轉(zhuǎn)爐、加熱爐等高溫區(qū)域，經(jīng)?？梢砸姷降踯嚵合?lián)吓でa(chǎn)生卡軌。因此對直接受到高溫幅射的構(gòu)件應(yīng)采取隔熱措施，制動平臺上不允許堆放重物，防止吊車梁和軌道變形過大，影響吊車的運(yùn)行。

3軌道連接不當(dāng)引起的卡軌

軌道連接不當(dāng)是吊車卡軌的又一重要原因。軌道連接不可靠，吊車運(yùn)行時發(fā)生串動，常常引起卡軌，甚至出現(xiàn)斷軌現(xiàn)象。

案例三、某廠鋼筋混凝土吊車梁，固定軌道采用的是斜螺栓孔(見圖1)斜形螺栓孔橫向相對孔距在施工中形成的誤差超過了設(shè)計允許的范圍，螺栓帽緊貼在軌底邊緣，個別螺栓還處于軌道底的下面，吊車軌道的安裝無法進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)計改成在16mm厚的鋼墊板上塞焊螺桿固定。因焊縫長度不夠，連接很不可靠，所以吊車在正式投入使用不到一年時間，軌道連接脫焊松動，軌道蛇形串動，卡軌明顯但無規(guī)則，經(jīng)多次對軌道和連接進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)焊，仍不能保證吊車的正常運(yùn)行。

圖1 斜形螺栓連接1一壓板；2焊牢

案例四、某廠散狀料廠房軌道連接采用槽鋼連接(見圖2)，吊車輪傳來的各種荷載通過軌道，傳給兩個并排槽鋼，再傳給混凝土吊車梁。使用初始階段，槽鋼內(nèi)填充了木枕，在檢修中發(fā)現(xiàn)枕木破碎，就取消了木枕，因此，吊車的全部荷載及軌道等附件的重量，全部由槽鋼的四肢傳給梁上表面。該種連接方法缺點(diǎn)是槽鋼的腳肢容易嵌入混凝土中，使鋼筋混凝土吊車梁的翼緣破損，還會由于槽鋼嵌入混凝土深度的不同而使軌道歪斜，引起卡軌甚至斷軌。

圖2 槽鋼連接1一槽鋼；2—墊片

案例五、鉤頭螺栓連接(見圖3)，這種連接方式在新的設(shè)計中很少見，基本不采用了，原因是軌道固定的可靠度不夠，不適應(yīng)軌道脹縮的需要，雖然采用該連接形式對軌道的校直方便，但當(dāng)其受到較大的剎車力時容易使連接螺栓的彎鉤拉直松動，軌道串動幅度大。

圖3 鉤頭螺栓連接

軌道連接可靠性差，不僅使吊車運(yùn)行時卡軌，而且會影響軌道和吊車梁的尺寸偏差。軌道的尺寸偏差對吊車梁結(jié)構(gòu)的影響很大，必須給予充分的注意，重級工作制吊車的廠房每年應(yīng)進(jìn)行軌道垂直和水平測量，對連接普遍檢查一次；其它廠房2～3年檢查一次。要特別注意軌道接頭的連接狀況；若在軌道底設(shè)置低彈性模量的墊層，則要檢查墊層是否被擠出或老化。對于焊接長軌，要在冷熱季節(jié)檢查軌道有否斷裂或彎曲現(xiàn)象。

4吊車自身缺陷引起的卡軌

除上述建筑結(jié)構(gòu)的原因引起吊車卡軌外，還有不可忽視的吊車自身的缺陷引起的卡軌。

案例六、某軋鋼廠46號吊車運(yùn)行卡軌嚴(yán)重，經(jīng)理論計算復(fù)核，吊車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及剛度設(shè)計均滿足要求，檢測查明吊車卡軌基本原因是：車輪安裝偏差大，如水平偏斜和垂直偏斜，特別是車輪與車輪組間的同位差，同時，小車軌和大車軌安裝精度存在嚴(yán)重缺陷等多方面原因長期累積造成。

某廠46號吊車測量結(jié)果與存在主要問題統(tǒng)計（表一、表二）

表一

表二

下面就吊車橋架、大車輪的缺陷引起卡軌的形式及檢查要點(diǎn)進(jìn)行原因分析及處理方法進(jìn)行探討：

1、橋式吊車由于設(shè)計、制造和使用方面不夠完善，在使用一段時間之后或吊車超設(shè)計能力使用后，吊車橋架產(chǎn)生永久性下?lián)献冃?，即主梁的位置不垂直于吊車軌道。若吊車橋架的剛度不夠，在吊重時亦會產(chǎn)生過大的撓度。這些都會引起大車卡軌，小車爬坡和溜車。長期不正常使用，危及設(shè)備和人身安全，造成軌道磨損加速，車輪輪緣超常磨損。吊車橋架的檢查方法：將小車置于橋架的中央，在無負(fù)荷狀態(tài)下(檢查橋架剛度是負(fù)荷狀態(tài))用琴線或水準(zhǔn)儀測定撓度。其標(biāo)準(zhǔn)是下?lián)闲∮诳缇嗟?/800，否則需要矯正。修復(fù)的方法目前主要有火焰矯正法，假焊反變形法以及預(yù)應(yīng)力法等。

2、大車輪精度和安裝不合要求時也會引起卡軌，當(dāng)車輪與軌道不平行或橋吊兩車輪運(yùn)行阻力不同時，車輪的輪緣向外倒，對軌道產(chǎn)生很大的側(cè)壓力。裝在同一軸線上的車輪，即使直徑差很小，由于回轉(zhuǎn)速度相同，直線速度差將越來越大，所以大直徑車輪比小直徑車輪多運(yùn)行，產(chǎn)生以小車輪為中心的扭曲傾向，車輪有周期性的卡軌。此時，須對車輪踏面進(jìn)行加工，使其直徑達(dá)到一致，對于驅(qū)動輪還必須兩輪一起更換，使直徑相等。橋式吊車大車輪的檢查要點(diǎn)，一是檢查車輪緣與軌道接觸的規(guī)律性，是否經(jīng)常同邊接觸或兩側(cè)輪緣交替接觸，觀察橋吊蛇形的傾向。二是檢查車輪的兩則磨損是否一致。若車輪蛇形，則是車輪與軌道不平直，需要重新調(diào)整車輪。若吊車橋架呈棱形(斜行)，可認(rèn)為車輪直徑不相等，則要更換或加工車輪踏畫。當(dāng)磨損較輕，可采取在車輪上安裝布油器的方法減少磨擦。

3、冶金企業(yè)橋式吊車噸位很大，高達(dá)100～450t，作用在軌道上的側(cè)向力也就較大。設(shè)計規(guī)范中吊車的橫向剎車力是以橫向制動力T乘水平力加大系數(shù)X來確定的，按此式計算的吊車橫向剎車力往往偏小，由此產(chǎn)生的對軌道的推力不是引起軌道和連接損壞的主要原因。大量調(diào)查表明，吊車最大水平側(cè)向力主要來源于吊車行駛中的卡軌力，而卡軌力的大小，又取決于吊車橋架本身的剛度、橋架與車輪安裝尺寸的準(zhǔn)確度、軌距的偏差以及軌道的高度差、軌道的歪斜程度、吊車的運(yùn)行工作制等。軌道沿縱向的直線差也會導(dǎo)致吊車水平力的增加。所以卡軌力是使軌道和連接早期損壞的決定因素，必須充分重視。

總結(jié)分析

吊車卡軌在工業(yè)企業(yè)，特別是冶金企業(yè)生產(chǎn)中較為普遍，本文通過工程實例對引起吊車卡軌的原因進(jìn)行了分析，并根據(jù)生產(chǎn)過程中的實際經(jīng)驗對此類問題的處理方法進(jìn)行探討。

[1]王福剛，王嘯.某廠房吊車卡軌原因檢測[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2002，9.

[2]GB50017-2003.鋼,結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].