支承桥式起重机结构荷载的检验外文翻译资料

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结构工程、力学与计算（2卷）

Zingoni (编辑)

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支承桥式起重机结构荷载的检验
参照SABS 0160（1989）

P E Dunaiski 1、H巴纳德1、G 克里格2 、R麦肯齐 3

南非 斯坦陵布大学 土木工程系 专用邮袋 Matieland X1 7602

南非 英美资源公司 央格鲁技术司 邮政信箱 61587 马绍尔镇 2107

南非钢结构研究所（销售），邮政信箱 约翰内斯堡，2000，南非，1338。

摘录

南非的桥式起重机与其支撑结构经历了运作上的困难，随着行业的支持，一个对起重机支撑结构设计基础的系统研究项目已经启动，为了提升未来的设计能力。本篇论文反映了研究项目的理论研究与这些设施的设计与维修的实践经验相结合的一些见解。该材料目前正在被审查，使之进入南非荷载规范 SABS 0160(1989).SABS0160进行了初步评估（1989年）显示，吊车装载的有关规定大大简化到BS2573(1983)的规定，从后者导出，与其它设计规范，例如欧洲规范PREN1991-5(1997)和DIN18018(1984)的进一步对比表明，SABS0160(1989)规范中不具备对于当前负荷规范进行简化的必要性以及严谨性。根据SABS0160(1989)没有关于结构设计安全缺陷的证据，但是，对于正在用标准极限状态正常使用的结构的确发生了故障。其中最值得注意的是，这些支撑结构的疲劳失效、起重机轮轨磨损和起重机的性能故障是由于结构强度太强或者太弱。这些故障的发生表明，对起重机胜任活动范围的规范取决于起重机在最大容量的装载状态下的工作频率。这些观察的结果导致了南非载荷规范与其他应用的一系列规范和标准的广泛比较，典型的规范有ISO8686-1(1989)、DIN15018(1984)、2018NEN(1983)、AISE TR13(1979)和BS2573(1983)。比较结果显示，在不同的设计规范中考虑负载的幅度存在明显差异，本规范应当进行必要的调整，编篡设计过程中的一个重要组成部分就是起重机的分类，提出了分类系统专门用于支撑结构反应相关设计的考虑因素。

关字键

开销，起重机，分类，设计规范，服务性，动态负载。

介绍

在斯坦伦博斯大学正在进行调查桥式起重机(OHTC)运动和支撑结构响应的研究项目，该项目的目的是研究收集OHTC起重机支撑结构由于负载工况和负载大小引起的性能参数变化。进行海外业务守则的检验，用以评估这些来源指定的工况与负载大小。比较用SABS0160(1989)制成一般操作程序应用到建筑物的设计之中。

将在下一节中介绍实践回顾的规范与SABS0160(1989)比较的结果，这次审查结果表明，只存在于OHTC起重机分类系统中。需要确定OHTC支撑结构的分类系统，而这个系统正在开发之中。所提出的分类系统将在下一部分进行说明，此外，有OHTC产品结构的服务限制状态故障推断出导致这些故障的原因是实际缺乏经验和详细的施工图纸。因此组成了设计与施工注意事项列表，对OHTC支撑结构的的维修分类的因素以及这些因素相关的作用将在“OHTC支撑结构的设计与施工注意事项”中进行讨论。最后一节将对支撑结构维修分类的进一步使用进行评论与建议。

规范检验实践与比较

表一示出的负载的情况下通过了SABS0160 (1989),ISO8686-1 (1989),DIN15018(1984),NEN2018 1983),AISE TR13(1979)和BS2573 (1983)的规范，考虑的载荷情况是那些经常发生的力，由于起重机的日常经营活动。在其他负载情况下，例如由于机械故障，倾斜的力，上端部制动的力量，和紧急切断负载的情况不包括在本文中。负载的情况被分成垂直方向上的（1）力和水平方向上的（2）力。

表格一

OALD情况的比较

作用在吊车梁垂直方向上的力

由于起重机自重与有效负载的静载荷：该静载荷指的是取决于起重机自重、附件起升负载和负载重量的力，这些力组合加载到起重机车轮位置的吊车梁，深度明确的描述了如何确定起重机车轮力从一个代码变化到另一个代码。

起吊时非限制的地面反力：这个例子是由所有编码处理的，在所述编码规定的车轮力大小有差异。从克里格（1998）OHTC参数被用作通过对样品起重机的数字计算来说明里两级变化的指标。图一中的曲线表示通过SABS0160(1989)规范计算的最大车轮力、其结果与DIN15018(1984)计算结果和ISO8686-1(1989)计算结果的差异。用以确定对2类起重机起升机最大车轮力负载的影响因素。图1中的曲线清楚地显示了最大车轮力量级在负载提升速度低于0.165m/s时与DIN15018(1984)规范比较的正差值，以及低于0.68m/s时与ISO8686-1（1989）规范比较的正差值。在这些“收支平衡”的速度中有最大车轮力的变化征兆。因此，在SABS0160(1989)中高估了作用于负载提升速度的最大车轮力的一个特定范围，之后，在与DIN15018（1984）和ISO8686-1(1989)规范相比较时又低估了最大车轮力。

图1 垂直车轮力的差异-代码对照（纵轴：最大车轮力之差、横轴：稳定提升速度）

有效载荷的一部分突然释放的影响：只有ISO8686-1(1989)、DIN15018(1984)和NEN2018(1983)规范明确的描述了这种载荷工况。这种情况是SABS0160(1989)的一个缺点，因为缺乏经验的工程师由于释放一部分有效载荷作为关键负载的情况而忽略动态效果。

在不平坦表面行驶产生的负荷：只有ISO8686_1(1989)和DIN15018（1984）为此次活动作了明确的规定，这是SABS0160(1989)的一个缺点，然而实际上在南非频繁和连续工作的起重机结构是由钢轨的端部焊接在一起的。这消除了轨道间隙和轨道接头，因此也是轨道表面不连续而引起表面凹凸的原因。

在水平面作用的力

由于偏斜运动或者起重机桥的加速/制动载荷：所有规范通过实验处理由于偏斜运动或起重机桥的加速和刹车力产生的负载，根据不同的规范深入的了解描述这种载荷的工况。欧洲的规范通常通过起重机或者吊车机的制动减速时的加速度来确定负荷大小。ISO8686-1(1989)提供了用于确定引起起重机加速度的力大小的详细刚体动力学模型。SABS0160(1989)通过指定的力作为起重机或有效载荷的重量百分比作为检验负载通过的经验手段。

由于起重机轮/轨错位引起的负荷：只有SABS0160(1989)和AIST TR13(1979)描述了这个特定的负载情况。在这种情况下，在起重机车轮位置提供了同等幅度的力。这个力作用在水平平面以及同一个方向上（垂直于吊车横梁的纵向轴线）。

由于起重机斜行（歪斜）引起的载荷：这种情况是通过表1中所有规范的实验处理，对于该型负载的情况也可以根据设计目的的规范得到力的大小之差，不同的负载形式用于不同的设计计算。图2（i）表示了ISO8686-1(1989)、DIN15018(1984)和NEN2018(1983)用于四个轮子的起重机的负载模型。图2(ii)表示出用于四个轮子的起重机的负载模型。起重机大梁的内力分布（剪力、力矩和扭矩）以及起重机大梁的反作用力转移到所述的支撑结构完全取决于用于设计的规范的守则。

图2 歪斜负载情况的对比

OHTC结构产品的分类

所提出的OHTC支持结构维修分类系统在表2与表3中进行了概述。表2显示了在确定支撑结构的维修过程中所用的标准，这个标准如下：（1）在支撑结构或其部分内的OHTC的使用频率，（2）OHTC的负载状态，因此支持结构。表3表示出了标准（1）标准(2)用于将支撑结构分类为维修等级A、B、C或D的二维矩阵。这个提议的目的是对于OHTC支撑系统的维修分类系统提供一种设计工程师用的装置，以评估选择结构体系和结构部件所必需的可靠性水平、保守的设计以及选择施工细节。例如，一个维修分类为D的OHTC支撑结构的起重机，使建筑内的运营活动的一个组成部分，起重机连续工作并且几乎总是装载接近它的最大容量，它也可以高速运行。这是从业务作业数据中得出来的因素转化为严重的动态负载和磨损在起重机上和支撑结构。为了长时间进行维护或者修理支撑结构部件/构件如因为疲劳而损坏的起重机钢轨、起重机横梁等而关闭设备是不可能的，这些必须在结构的设计和施工阶段考虑仔细。

表2利用度与载荷状态

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