一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法技术

本发明专利技术涉及一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法，钢吊车梁具有上翼缘、下翼缘、腹板、端板，还包括对称布置于腹板两侧的锚固端、转向器，以及预应力钢绞线和锚具，并且所述钢吊车梁还具有若干个第一竖向加劲肋和两个第二竖向加劲肋，且第二竖向加劲肋的长度小于第一竖向加劲肋；所述锚固端焊接在两端的端板上的钢绞线通孔处；所述转向器有两个，分别固定在一个第二竖向加劲肋的底端；所述钢绞线绕过转向器，两端穿过钢绞线通孔并通过锚具锚固在锚固端。本发明专利技术尤其适用于新建建筑施工前钢吊车梁的预先加固，几乎不改变钢吊车梁自身结构，施工简便且周期短，经济可靠，能够显著提高变截面钢吊车梁变截面处的抗疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法
本专利技术属于土木工程钢吊车梁
，尤其涉及一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法。
技术介绍
我国钢结构工业建筑量大面广、种类繁多，使用时间跨度大、换用环境恶劣、超载超限超时使用普遍，由于强度、疲劳和失稳等原因导致厂房安全事故时有发生。对工业建筑而言，大量钢吊车梁所处环境恶劣、负荷大且承受动载，一般投产十几年后，部分变截面钢吊车梁支座变截面处开始出现疲劳裂缝，疲劳断裂的事故时有发生，极大地影响着安全生产，同时极易造成次生灾害，经济损失巨大。预应力加固法是采用加预应力钢绞线对钢结构整体或构件进行加固的方法，特点是通过施加预应力改变原钢结构内力分布并降低原钢结构应力水平，后加部分与原结构能较好地共同工作，钢结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法对原有钢结构具有加固、改变原结构刚度和改变原有结构内力的三重效果，适用于较大跨度的钢结构加固，以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的较高应力、应变状态下的大型钢结构加固，同时还具有施工方便、经济可靠，预应力筋（束）可以单独防腐及可更换等特点。预应力技术也可应用于新建钢结构吊车梁，在新建钢结构吊车梁的设计和施工阶段就对将来的疲劳问题进行提前考虑，但目前现有技术中对于新建钢吊车梁结构抗疲劳应用较少有考虑，对此研究的相关文献较少，个别加强措施仍仅仅是考虑吊车梁的下翼缘应力的不足，很少考虑广泛应用于重型工业厂房中为满足生产工艺、承载能力要求以及适应不等柱距设计的变截面钢吊车梁在变截面处的疲劳裂纹的发展，事实上由此带来的结构疲劳破坏更需要被重视。因此有必要对钢吊车梁疲劳进行深入研究，尤其是变截面钢吊车梁的疲劳破坏，以提供有效的抗疲劳措施，提高结构抗疲劳破坏能力，增强结构耐久性。
技术实现思路
本专利技术目的在于补充现有疲劳加固方法的不足，提出一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法，尤其适用于新建建筑施工前钢吊车梁的预先加固，几乎不改变钢吊车梁自身结构，施工简便且周期短，经济可靠，能够显著提高变截面钢吊车梁变截面处的抗疲劳性能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术首先提供一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，具有上翼缘、下翼缘、腹板、端板，以及对称布置于腹板两侧的锚固端、转向器、预应力钢绞线、锚具，并且，所述钢吊车梁还具有竖向加劲肋，竖向加劲肋与上翼缘和腹板垂直焊接固定，包括位于钢吊车梁跨中的若干第一竖向加劲肋，以及位于钢吊车梁两端的两条第二竖向加劲肋，且第二竖向加劲肋的长度小于第一竖向加劲肋；所述钢吊车梁两端的端板上预先按照设计位置开设有钢绞线通孔；所述锚固端焊接在两端的端板上的钢绞线通孔处，锚固在端板外侧；所述转向器有两个，分别固定在一个第二竖向加劲肋的底端；所述钢绞线绕过转向器，两端穿过钢绞线通孔并通过锚具锚固在锚固端。在一个实施方式中，所述锚固端由锚板和两块锚板加劲板构成，锚板上开设有锚孔，锚板设置在钢吊车梁两端的端板外侧面，两块锚板加劲板焊接在端板内侧面和腹板上，并布置于钢绞线两侧，与钢绞线平行。在一个实施方式中，所述转向器由一节圆钢管制成，圆钢管垂直于腹板安装在第二竖向加劲肋的底端，与腹板和第二竖向加劲肋的底端均焊接固定。在一个实施方式中，所述圆钢管内部竖向焊接有加劲肋，加劲肋与第二竖向加劲肋位于同一平面内。在一个实施方式中，所述圆钢管上，位于钢绞线的两侧各焊接有一块限位板，两块限位板之间形成限位槽，钢绞线从限位槽中绕过圆钢管。在一个实施方式中，所述第一竖向加劲肋的边缘，对应钢绞线的位置开设有豁口以供钢绞线通过。在一个实施方式中，所述钢绞线的走向与钢吊车梁变截面的形状大体一致，形成包括一个平直线段和两个斜直线段的三折线钢绞线，斜直线段与钢吊车梁变截面处的疲劳裂纹发展趋势大致垂直。在一个实施方式中，所述第二竖向加劲肋的底端延伸至与钢吊车梁的变截面处齐平，或略低于钢吊车梁的变截面处，使得所述三折线钢绞线的平直线段对应钢吊车梁的变截面处，或略低于钢吊车梁的变截面处。在一个实施方式中，所述两个斜直线段与平直线段之间所夹锐角不超过15°。本专利技术还提供一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁的制造方法，包括如下步骤：按照设计图纸将制造变截面钢吊车梁所需板件切割下料，焊接拼装钢吊车梁的上翼缘、下翼缘和腹板；在钢吊车梁两端各焊接一块端板，端板上按照设计位置开设钢绞线通孔；在钢吊车梁跨中焊接若干第一竖向加劲肋，第一竖向加劲肋外侧边缘按照设计位置开设一豁口供钢绞线通过，在钢吊车梁两端焊接两条第二竖向加劲肋，第二竖向加劲肋底端与钢吊车梁的变截面处齐平或略低于钢吊车梁的变截面处；在第二竖向加劲肋底端焊接一节圆钢管，并在圆钢管内部焊接加劲肋，以及在圆钢管底部焊接两块限位板，两块限位板之间形成钢绞线限位槽供钢绞线通过；在端板外侧面设置锚板，锚板外表面垂直于钢绞线，锚板中心开设锚孔，并在端板内侧面平行于钢绞线方向布置两块锚板加劲板，锚板加劲板与端板和腹板焊接；在锚板的锚孔中穿设钢绞线，钢绞线绕过所述圆钢管并从所述豁口穿过，将钢绞线的两端用锚具锚固在锚板上，通过两端张拉施加设计要求的预应力，抗疲劳预应力变截面钢吊车梁制造完成。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术的提出的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁及制造方法，用高强钢绞线对变截面钢吊车梁进行张拉，增大了梁体的整体刚度，利用了预应力钢绞线材料的高强性能，降低了钢吊车梁变截面处和下翼缘的拉应力，提升了钢吊车梁的疲劳寿命，实现了结构抗疲劳的效果。本专利技术的具体优点包括：（1）抗疲劳预应力加固几乎不增加原结构的自重，充分利用了预应力钢绞线材料的高强性能，大大提升了钢吊车梁的疲劳寿命；（2）用于新建建筑施工前钢吊车梁预先加固，几乎不改变钢吊车梁自身结构，施工简便且周期短，经济可靠；（3）在加固结构的锚固端、转向器等关键节点处做了针对性的加强措施，确保了整个加固措施的可靠性；（4）对现有钢吊车梁加劲肋适当改型，布置转向器，转向器的布置位置能够确保预应力加固结构能够很好地抑制变截面钢吊车梁变截面处疲劳裂纹的发展；（5）转向器结构确保了三折线钢绞线的顺滑过渡和转向；（6）三折线钢绞线布置的方式改善了变截面钢吊车梁变截面处的抗疲劳性能，弥补了以往下翼缘直线钢绞线仅能降低下翼缘拉应力的不足。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：具有上翼缘、下翼缘、腹板、端板，以及对称布置于腹板两侧的锚固端、转向器、预应力钢绞线、锚具，并且，/n所述钢吊车梁还具有竖向加劲肋，竖向加劲肋与上翼缘和腹板垂直焊接固定，包括位于钢吊车梁跨中的若干第一竖向加劲肋，以及位于钢吊车梁两端的两条第二竖向加劲肋，且第二竖向加劲肋的长度小于第一竖向加劲肋；/n所述钢吊车梁两端的端板上预先按照设计位置开设有钢绞线通孔；/n所述锚固端焊接在两端的端板上的钢绞线通孔处，锚固在端板外侧；/n所述转向器有两个，分别固定在一个第二竖向加劲肋的底端；/n所述钢绞线绕过转向器，两端穿过钢绞线通孔并通过锚具锚固在锚固端。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：具有上翼缘、下翼缘、腹板、端板，以及对称布置于腹板两侧的锚固端、转向器、预应力钢绞线、锚具，并且，
所述钢吊车梁还具有竖向加劲肋，竖向加劲肋与上翼缘和腹板垂直焊接固定，包括位于钢吊车梁跨中的若干第一竖向加劲肋，以及位于钢吊车梁两端的两条第二竖向加劲肋，且第二竖向加劲肋的长度小于第一竖向加劲肋；
所述钢吊车梁两端的端板上预先按照设计位置开设有钢绞线通孔；
所述锚固端焊接在两端的端板上的钢绞线通孔处，锚固在端板外侧；
所述转向器有两个，分别固定在一个第二竖向加劲肋的底端；
所述钢绞线绕过转向器，两端穿过钢绞线通孔并通过锚具锚固在锚固端。


2.根据权利要求1所述的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：
所述锚固端由锚板和两块锚板加劲板构成，锚板上开设有锚孔，锚板设置在钢吊车梁两端的端板外侧面，两块锚板加劲板焊接在端板内侧面和腹板上，并布置于钢绞线两侧，与钢绞线平行。


3.根据权利要求1所述的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：
所述转向器由一节圆钢管制成，圆钢管垂直于腹板安装在第二竖向加劲肋的底端，与腹板和第二竖向加劲肋的底端均焊接固定。


4.根据权利要求3所述的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：
所述圆钢管内部竖向焊接有加劲肋，加劲肋与第二竖向加劲肋位于同一平面内。


5.根据权利要求3所述的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：
所述圆钢管上，位于钢绞线的两侧各焊接有一块限位板，两块限位板之间形成限位槽，钢绞线从限位槽中绕过圆钢管。


6.根据权利要求1所述的一种抗疲劳预应力变截面钢吊车梁，其特征在于：
所述第一竖向加劲肋的边缘，对应钢绞线的位置开设有豁口以供钢绞...

【专利技术属性】
技术研发人员：常好诵，任志宽，岳清瑞，幸坤涛，赵晓青，段梦兰，郑云，李亮，李贺贺，杨东磊，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，北京科技大学，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11