[发明专利]一种三腹板吊车梁结构

说明书

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。

技术领域

本发明涉及建筑结构，特别涉及一种三腹板吊车梁结构。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案是：

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。

在本发明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1

2)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2 28米圆弧式突变支座吊车梁端头有限元应力幅值表