一种三腹板吊车梁结构制造技术

一种三腹板吊车梁结构，吊车梁包括由上、下翼缘和中部腹板焊接形成的工字型梁及其两端的直角式突变支座；直角式突变支座包括位于工字型梁端面的上、下部端板；吊车梁两端上、下翼缘之间设三块端部腹板，三块端部腹板中部对应突变支座处为圆弧形，下部端板上部为圆弧形；三块端部腹板内侧端焊接一第一腹板连接板，第一腹板连接板两侧对称焊接两第二腹板连接板，两第二腹板连接板一端连接于第一腹板连接板；两第二腹板连接板另一端连接吊车梁的中部腹板两侧面；上部端板外侧面设三块端部加强筋板，三块端部加强筋板上端分别连接上翼缘、下部端板。本发明专利技术三腹板吊车梁结构，可以大幅度提高疲劳寿命，达到长期使用的目标，从而为安全生产创造条件。

【技术实现步骤摘要】
一种三腹板吊车梁结构
本专利技术涉及建筑结构，特别涉及一种三腹板吊车梁结构。
技术介绍
某钢厂450吨吊车发生跳电故障，发现支撑行车的厂房大梁严重撕裂且下沉。事故发生时，原料跨线上两辆满载铁水包的450吨吊车悬停半空，其中一辆就停在随时可能恶化的事故吊车梁上。一旦吊车梁继续撕裂，很有可能引起450顿吊车出轨滑落原料跨，进而造成满载铁水包倾覆的严重次生事故。对450t行车轨道梁断裂检测报告，表明：腹板的断裂起源于插板的交界的腹板端部，裂纹起源部位可见疲劳裂纹扩展的台阶，断口上存在撕裂韧窝及脆性解理开裂。腹板断裂性质判断结论：腹板的断裂性质为起源于疲劳，经过一段的疲劳过程，最后一次性撕裂断裂。插板式吊车梁变截面的应力集中区域和破坏形态，不同于圆弧式吊车梁，疲劳裂纹起源于封板与插板的交界处。疲劳断裂属于材料的脆性破坏，初始破坏征兆不明显，现有点检方法难以及时发现裂纹，加上构造空间狭小和插板平面上的积灰影响，增加了发现裂纹的难度。因原设计的圆弧式结构端部开裂，对该吊车梁更换改造时，受厂房柱肩梁标高的限制，改造后的重载大跨度吊车梁采用了插板式变截面形式。在长期高周往复重载作用下，变截面处的应力集中导致吊车梁出现疲劳开裂。虽然插板式吊车梁较圆弧式的抗疲劳性能有所改善，但变截面处仍存在较高的应力集中，且应力集中分布范围较小，而现有设计规范对此类构造细节的疲劳计算也无明确规定。该两种形式的吊车梁寿命发生疲劳破坏后扩展迅速，难于安全受控，给炼钢的安全生产造成了严重影响。
技术实现思路
>本专利技术的目的在于设计一种三腹板吊车梁结构，可以大幅度提高疲劳寿命，达到长期使用的目标，从而为安全生产创造条件。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种三腹板吊车梁结构，所述吊车梁包括由上、下翼缘和中部腹板焊接形成的工字型梁及其两端的直角式突变支座；所述直角式突变支座包括位于工字型梁端面的上、下部端板；其中，所述吊车梁的两端上、下翼缘之间设三块端部腹板，且，三块端部腹板中部对应所述突变支座处为圆弧形，对应的，所述下部端板上部为圆弧形；所述三块端部腹板内侧端焊接一第一腹板连接板，该第一腹板连接板两侧对称焊接两第二腹板连接板，两第二腹板连接板的一端连接于第一腹板连接板，并对应位于所述三块端部腹板中位于两侧的端部腹板；两第二腹板连接板的另一端连接所述吊车梁的中部腹板两侧面，形成封闭式结构；所述上部端板外侧面设置三块端部加强筋板，分别对应端部腹板，所述三块端部加强筋板上端分别连接所述上翼缘和所述下部端板。在本专利技术三腹板吊车梁结构设计中：在直角式突变支座5种情况下根据下部端板厚度的不同尺寸的有限元分析结果见下表1。.表12)变截面圆弧式吊车梁计算：选择28米变截面圆弧式吊车梁进行有限元分析比较，结果见表2。表228米圆弧式突变支座吊车梁端头有限元应力幅值表注：表中S1为第1主拉应力，S2为第2主拉应力。通过有限元分析计算得到20米、28米、30米三腹板圆弧式突变支座吊车梁端头有限元应力幅值，见表3。表320、28、30米三腹板圆弧式突变支座吊车梁端头有限元应力幅值3)三腹板变截面直角式突变吊车梁与变截面圆弧式突变吊车梁比较：通过28米吊车梁的计算分析，可以看出，三腹板圆弧和直角式突变支座的疲劳应力幅比单腹板降低45％左右，圆弧贝壳板式突变支座的疲劳应力幅比单腹板降低25％左右，降低应力幅值均比较明显，因此，我们重点比较上述端部三腹板方案。以上有限元分析结果选取直角式突变支座梁端头情况、端板三腹板，中间腹板厚度为50mm，两侧腹板厚度为32mm，下端板为直板厚度为70mm，应力幅值见表4。表428米吊车梁应力幅值最大应力幅(N/mm2)0.8*最大应力幅/容许应力幅0.9*最大应力幅/容许应力幅1170.650.73圆弧式突变支座吊车梁端头情况，端部三腹板，端部中间腹板为50mm，两侧腹板为28mm，应力幅值见表5。表528米吊车梁应力幅值圆弧式突变支座吊车梁端头情况、端部贝壳板，端部中间腹板为50mm，两侧端部腹板(贝壳板)为28mm，应力幅值见表6。表628米吊车梁应力幅值直角变截面、圆弧变截面和圆弧变截面贝壳板式吊车梁综合比较见表7。表7直角与圆弧变截面综合比较表通过以上有限元分析比较得出：(1)三腹板变截面直角式吊车梁最大应力幅较高，连接分类按2类考虑欠妥，由于端板与插板不可避免存在横向焊缝(正面焊缝)，引起明显的应力集中，实践证明它是疲劳破坏的主要诱因，其对构件的抗疲劳性能的影响是不能通过计算分析得出的，因此，若选用该方案还是存在隐患。(2)变截面圆弧贝壳板式吊车梁最大应力幅最高，不宜选用。(3)三腹板变截面圆弧式吊车梁最大应力幅最低。日本人设计的单腹板圆弧变截面吊车梁普遍用了10年左右才出现裂缝，而且是腹板先出现裂缝，易于发现。本专利技术通过采用三端部腹板，降低中间主腹板的疲劳应力，设想让外侧腹板先于中间腹板破坏，理论上疲劳使用寿命应高于单腹板。通过加强观测，可以及时发现裂纹，并及时进行吊车梁的更换，是可以保证安全生产的。本专利技术的有益效果：本专利技术三腹板圆弧和直角式突变支座的疲劳应力幅比单腹板降低45％左右，预计疲劳寿命也同等幅度提高。附图说明图1为本专利技术实施例的正视图。图2为图1的A-A剖面图。图3为图1的B-B剖面图。图4为图1的C-C剖面图。图5为图1的D-D剖面图。图6为图1的E-E剖面图。具体实施方式参见图1～图6，本专利技术的一种三腹板吊车梁结构，所述吊车梁1包括由上、下翼缘11、12和中部腹板13焊接形成的工字型梁及其两端的直角式突变支座2、2’；所述直角式突变支座2(以直角式突变支座2为例，下同)包括位于工字型梁端面的上、下部端板21、22；其中，所述吊车梁1的两端上、下翼缘11、12之间设三块端部腹板3、3’、3”，且，三块端部腹板3、3’、3”中部对应所述突变支座2、2’处为圆弧形，对应的，所述下部端板22上部为圆弧形；所述三块端部腹板3、3’、3”内侧端焊接一第一腹板连接板4，该第一腹板连接板4两侧对称焊接两第二腹板连接板5、5’，两第二腹板连接板5、5’的一端连接于第一腹板连接板4，并对应位于所述三块端部腹板3、3’、3”中位于两侧的端部腹板3、3”；两第二腹板连接板5、5’的另一端连接所述吊车梁的中部腹板13两侧面；所述上部端板21外侧面设置三块端部加强筋板6、6’、6”，分别对应端部腹板3、3’、3”，所述三块端部加强筋板6、6’、6”上端分别连接所述上翼缘11和所述下部端板22。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三腹板吊车梁结构，所述吊车梁包括由上、下翼缘和中部腹板焊接形成的工字型梁及其两端的直角式突变支座；所述直角式突变支座包括位于工字型梁端面的上、下部端板；其特征在于，所述吊车梁的两端上、下翼缘之间设三块端部腹板，且，三块端部腹板中部对应所述突变支座处为圆弧形，对应的，所述下部端板上部为圆弧形；所述三块端部腹板内侧端焊接一第一腹板连接板，该第一腹板连接板两侧对称焊接两第二腹板连接板，两第二腹板连接板的一端连接于第一腹板连接板，并对应位于所述三块端部腹板中位于两侧的端部腹板；两第二腹板连接板的另一端连接所述吊车梁的中部腹板两侧面；所述上部端板外侧面设置三块端部加强筋板，分别对应端部腹板，所述三块端部加强筋板上端分别连接所述上翼缘和所述下部端板。/n

【技术特征摘要】
1.一种三腹板吊车梁结构，所述吊车梁包括由上、下翼缘和中部腹板焊接形成的工字型梁及其两端的直角式突变支座；所述直角式突变支座包括位于工字型梁端面的上、下部端板；其特征在于，所述吊车梁的两端上、下翼缘之间设三块端部腹板，且，三块端部腹板中部对应所述突变支座处为圆弧形，对应的，所述下部端板上部为圆弧形；所述三块端部腹板内侧端焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建东，龚年生，宋珣，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31