1.工程及事故概況
某車間為36 m和30 m並聯等高2跨廠房,柱距2 m,總長180 m。屋架下弦標高19.2 m。36 m跨有200/1000 kN和200/750 kN橋吊各一臺;30 m跨有200/750 Kn和100/500 kN橋吊各一臺。它們都採用實腹式吊車梁,其截面如（圖1）所示。
該車間吊車梁1960年建成,1961年質量大檢查時發現吊車梁到處是裂紋,（圖2）是有代表性吊車梁裂紋示意圖。其上下翼緣有一二十條橫向裂紋,腹板較少一點,裂紋都在表面,一般深1-2 m,大於3 mm深者很少;裂紋寬度一般為0.07 mm以下;長度大多是200~300 m,最長達60 mm;裂紋斜度不一致。在冀緣板與腹板焊縫兩側附近未發現有裂紋,但母材上部普遍存在,端部和腹板的加勁助板沒有裂紋。裂紋的存在會在動荷載下發展成裂縫,甚至導致結構破壞,因此後果令人擔憂。
2.事故原因分析
首先要確定裂紋產生的原因。裂紋產生的鴦見原因有焊接熱應力、熱脆和冷腺、應力集中、超應力、超疲勞強度以及運輸中撞擊等。分析該車間車梁與上述諸因素都無關,鋼材雜質遠小於規定指標、氣溫正常、車間尚沒有使用、運輸中沒有發生事故,唯一可能的原因只有焊接熱應力,但裂紋所在部位都遠離焊縫熱影響區,故也不是焊接熱應力引起的。又調查了鋼材來源,走訪了冶煉廠和結構加工廠,找到了裂紋產生的原因:當時為片面追求速度,鑄鋼剛澆好的高溫鋼錠,僅冷到400-500℃就拆祺,既不檢查又不清理,就送去升溫軋鋼,沒等鋼板冷到300℃以下,就又送到結構加工廠下料。等鋼板冷到50℃左右就拼裝焊接,當時就發現不少微裂紋,但沒引起重視:正是由於鋼錠溫度差過大,導致鋼材表面存在大量微裂,最經加熱軋壓,微裂仍不能閉合。由於鋼錠是多邊形,軋後板材上下兩面的微裂紋往往整張都有,因而焊成的吊車梁上就到處是裂紋;而加勁板(22 mm和12 mm厚)和腹板(14 m厚)是外購鋼材,故都沒有裂。
質量大檢查時吊車梁已全部安裝好,並徐上紅丹,且部分已油漆,給裂紋檢查帶來困難。為全面檢查裂紋情況以便處理，又把吊車梁全部吊下來,用鹼水浸泡洗滌,除去紅丹和油漆再用超聲波對完好部位進行抽查。經過3個月檢查.60根吊車梁只有3根沒有裂紋。4根裂紋嚴重,不僅上下翼緣各有10多條腹板靠支座第裂紋深度用風槍披雕、深度計複測,由於雕不準和測量誤差,紋深數據不準,但大多數為1~2 m,少量紋深達3 mm,說明裂紋全在表面上。
3.處理方法
調查清楚後確定其處理吊車粱危害是很大的,但如把有裂紋的吊車梁全部報廢更換,損失巨大於裂紋不是鋼材內在質量問題,又不焊接熱應力引起,因此原吊車經計算覆核,如上下翼緣厚度在局部處30 mm厚鋼板減去3%就可以通過;但放深2-3 m處,如雕磨去後,對強度和剛度就有明顯影響,所以要補焊。最後確定的處理方法如下：
(1)對無裂紋吊車梁不予加固處理。
(2)對大多數有微裂紋的吊車粱,裂紋深度小於Imm的,用小園頭風鑿雕去,不另行補強;裂紋深度2-3mn的,先用風鑿雕去,再用小直徑低氫焊條(韌性好)焊縫補厚。手工焊熱影響區較小。為了確保安全,在有裂紋吊車梁的下翼緣加焊一條長寬200 mm、厚20 mm加強板(如圖3）所示。兩端不焊,兩側採用間斷焊縫。該加強板少撓度作用,萬一隱蔽裂紋有發展,加強板會屈服廷仲,吊車梁撓度出警報,可重新處理。
(3)對3根上下翼緣和腹板有較多花樣龜裂的梁,可同上採取處理措施外,還可在上翼緣和腹板間增設斜撐板(加勁肋板間邏長設),斜撐板除減小了腹板計算高度和上翼緣的外挑長度,還使中和軸上升,降低了上翼緣的壓應力(如圖3)所示。斜撐板厚16 mm,也加強了梁的抗扭性能。另外在斜撐板的下邊,應按吊車粱鋼軌固定螺栓位置開大圓孔,以便日後調整安裝螺栓之用。斜萍板也可採用間斷焊縫處理後該吊車梁經25年使用,沒有出現新裂紋,加固方案成功。