2.钢丝绳的选择常识
在桥梁施工作业中钢丝绳广泛用于吊运重物、穿绕滑轮、捆绑物件、拖拉重物等。由于使用场合不同,实际受力情况比较复杂,钢丝绳不仅受到拉力,而且还有弯曲力、钢丝与钢丝之间的摩擦力、钢丝表面与滑轮和卷筒等之间的摩擦力和挤压力等。因此要根据钢丝绳的使用场合及工作条件合理地选择钢丝绳,做到既要满足使用要求,又要经济合理、安全。选择钢丝绳,应注意以下几点:
1)根据不同用途选择不同规格的钢丝绳,如作为起吊重物或穿滑轮使用,则应选择比较柔软、易弯曲的6×37或6×61钢丝绳。如作为缆风绳或拖拉绳使用时,可选用6×19钢丝绳。
2)根据钢丝绳所承受力的大小,按照钢丝绳许用拉力,选择合适直径的钢丝绳。选择后的钢丝绳按下式验算
S≤F0/n
式中 S——钢丝绳最大工作静拉力(N); Fo——所选钢丝绳的破断拉力(N);
n——钢丝绳的安全系数,一般对缆风绳n=3.5,吊挂捆绑用n=6,支承动臂用n=4;对起升机构,机构工作级别小于M3时,n =4;为M4=时,n=4.5;为M5时,n=5;为M6时,n=6;为M7时,n=7;为M8时,n=9。
3)选用的钢丝绳必须具有足够抗弯强度和抗冲击强度。
在桥梁装吊作业中,钢丝可能受到冲击力,有时冲击力比起吊重物的重量大好几倍。而钢丝绳弯曲时所受到的弯曲应力则与弯曲半径有关,如与卷扬机构卷筒直径的大小及钢丝绳所穿绕的滑轮直径大小等有关。为确保起重工作的安全可靠,卷筒和滑轮直径与钢丝绳直径之比应符合GB/T 3811—1983《起重机设计规范》的规定,具体见表3-3。
表3-3 卷筒和滑轮直径与钢丝绳直径之比
注:机构工作级别是由机构的利用等级和载荷状态决定的。
3.钢丝绳的安全检查
钢丝绳在使用过程中,钢丝绳的钢丝之间,或钢丝绳与其他物体之间经常产生摩擦,同时,还受到自然的与化学的腐蚀,为确保起重作业的安全,要定期对钢丝绳进行安全检查。当钢丝绳的磨损严重,断丝较多,强度减弱到一定程度时,就不能再使用,应予报废。钢丝绳的安全检查方法和报废标准有以下几个方面:
(1)直径减小 若钢丝绳的表面钢丝磨损不超过40%,允许降低拉力继续使用,但要折减;若表面钢丝磨损超过40%时,钢丝绳应报废。另外,如果钢丝绳发生外部磨损,使钢丝绳直径减小量达到原直径的7%时,钢丝绳也应报废。钢丝绳直径测量方法见图3-3。
(2)结构破坏 钢丝绳在使用过程中,有时会出现钢丝绳的整股断裂或钢丝绳的绳芯被挤出,这样的钢丝绳应报废。但有时整股没有完全断裂,而是断了其中一部分钢丝,在钢丝绳一个捻距(图3-4)中钢丝绳断裂的根数超过规定时,钢丝绳也应予报废。断丝报废标准见表3-4。
表3—4 钢丝绳断丝报废标准
安全系6×19 数 6×37 6×61 钢丝绳结构 在一个捻距全长中破断钢丝根数 交互捻 同向捻 交互捻 22 26 30 同向捻 11 13 15 交互捻 36 38 40 同向捻 18 19 20 6以下 6~7 7以上 12 14 16 6 7 8
运输或吊装金属熔液、灼热金属、含酸、易燃和有毒物品的钢丝绳,在一个捻距内钢丝破断根数达到表3-4中所列数值的1/2时,钢丝绳就应报废。
(3)表面腐蚀 钢丝绳经过长期使用后,受自然和化学腐蚀是不可避免的。当整根钢丝绳的外表面受腐蚀而形成的麻面达到肉眼很容易看出时,钢丝绳就不能继续使用,应予报废。同时钢丝绳在使用过程中还产生磨损,降低了钢丝绳的破断拉力,钢丝绳表面钢丝磨损和腐蚀时,应将表3-4中的报废断丝数按表3—5折减,并按折减后的断丝数确定报废。
表3-5 折减δ数表
钢丝绳表面钢丝磨损或腐蚀量(%) 10 折减δ数 85 15 75 20 70 25 60 30-40 50 ≥40 0 例2 有一6×19的交互捻千斤绳,发现在一个节距内断丝12根同时表面钢丝磨损达20%,此千斤绳应否报废?
解 千斤绳的使用安全系数为6,查表3-4,报废标准为14根断丝,因为同时有磨损,所以应按表3-5折减,磨损20%时,报废标准应降低至70%,降低后的报废标准为9.8(14×70%)根断丝,而现已断丝12根,所以此千斤绳应予报废。
4.常用钢丝绳绳扣
在桥梁施工作业中,打结绳扣是经常遇到的一项工作。对于绳扣本身要求要牢固,即当绳扣受力后不出现松动和脱扣,同时,结绳扣时要快,解开绳扣时也要快,以提高作业效率。在打结时,方法要简便,缠绕圈数要少,弯转要缓和,有时在绳扣中间插一短木棒,尽量减少绳的损伤。常用绳扣有:
(1)平结 这是最普通的一种绳扣,它的优点是使用方便,不会弯曲变形和发生滑脱现象。平结多用在绳的连接,但不宜用在一头捆紧物体,另一头受力的场所,这样会发生变形和松动。它的缺点是:当两端用力过大时,解扣比较困难。为此,可在绳扣中插一合适的短木棒,见图3-5。
(2)单帆索结 单帆索结有两种用途:一种是与平结相同,但容易打结和解扣,如在中间插一短木棒时,解扣更方便,一般钢丝绳多用这种方法连接,见图3-6。
单帆索结的另一种用途是在一端拴紧设备,另一端拴在用力处。
(3)环扣 环扣又叫猪蹄扣,主要用于抬吊设备。其优点是:扣得紧又易解扣。绳子较长时,用这种方法比较便利。一般吊表面圆滑物体时,多采用此种方法,见图3—7。
(4)缆风扣 各种桅杆的缆风绳用这种绳扣绑扎。绑好后在绳尾用小白棕绳再捆扎或用绳卡固定好,见图3-8。
三、钢丝绳的辅助零件 1.钢丝绳绳卡
钢丝绳绳卡主要用来夹紧钢丝绳末端或将两根钢丝绳固定在一起。常用的有骑马式绳卡、U形绳卡、L形绳卡等,其中骑马式绳卡是一种连接力强的标准绳卡,应用相当广泛。
(1)绳卡的种类
1)骑马式绳卡 其外形见图3—9,其规格见表3-6。
2)U形绳卡 其外形见图3—10,其规格见表3-7。
3)L形绳卡 其外形见图3—11,其规格见表3-8。
(2)绳卡的应用标准 在起重作业中,对于钢丝绳的末端要加以固定,通常使用绳卡来实现。用绳卡固定时,其数量和间距与钢丝绳直径成正比,见表3—9。一般绳卡的间距最小为钢丝绳直径的6倍。绳卡的数量不得少于3个。