某港口项目载荷试验分析及 应对措施

刘鹏东

中国电建集团山东电力建设有限公司，山东 济南 250014

摘要：本文针对某某某国际港务项目起重设备多，载荷试验多，载荷重量大的问题，分析各种试验方案并提出了应对措施，以期为此项试验工作开展提供最优解决方案。

关键词：起重设备；巨型龙门吊；载荷试验；试重

1引言

某某某国际港务项目有各类起重设备412台，其额定起重量从1吨至1600吨，此工程设备数量之大，最大起重重量之大，都意味着项目的载荷测试是一个难题，如何配置试验用的载荷是摆在实验前的最大问题，本文试图通过对这些设备的整理分析，结合各种可能的负荷来整理出一个最优的测试方案。

2背景介绍

起升载荷试验：按照国标GB/T 5905-2011暨ISO 4310:2009 起重机试验规范和程序的定义，起升载荷试验包括静载试验（Static tests）；动载试验（Dynamic tests）；稳定性试验（Stability tests）。其中，静载试验载荷为125%的额定起重量，动载试验载荷为110%的额定起重量，稳定性试验载荷为125%的额定起重量。

试验载荷：按照GB/T 22415-2008暨ISO 14518:2005 起重机对试验载荷的要求，试验载荷的组成和要求，试验载荷可以是单个单元或由几个部分组成；试验载荷的组成可为：钢和/或其他类型（如混凝土）的块状独立单元体；装有同一密度的水、沙子或其他粒状物料的容器。

精度要求：按照GB/T 21457-2008暨ISO 9373:1989 起重机和相关设备试验中参数的测量精度要求，试验载荷的质量（千克）相对误差极限值为1%。

起重设备类型及额定载荷：本项目有各类需载荷试验设备共412台，包含9台电动平板车，1台1000吨级履带吊，3台巨型龙门吊，及其余各类起重设备399台。具体设备类型及数量参见下表：

表2-2 起重设备种类及数量

载荷范围分析：通过对各个起重设备的参数分析或得下面列表：

表2-2 载荷范围统计

配重获取方案：租赁，采购，现场制作，其他。

3 潜在试重配置方案

3.1混凝土试重方案

3.1.1 方案简介：

此方案将采用混凝土配置一定比例的钢筋，浇筑而成。底面需2个贯通式叉孔作为铲车运输之用，考虑到现场15吨叉车叉铲尺寸，试块所需的尺寸，以及两孔直之间的距离需符合下图所示的尺寸（mm）。

图 3-1 混凝土试重叉孔尺寸剖面图

3.1.2 方案特点

因本项目现场设置了混凝土搅拌站，具有设计团队，可在项目现场设计具体不同规格的混凝土试重，进而在混凝土搅拌站制作，成本相对可控，可适用于本项目所有载荷试验，其精度相对降低，耐用程度低，易损坏，安全程度不高。

3.1.3 配置方案

不同规格的试重块需求如下表所示：

规格	10吨	5吨	3吨	2吨	1吨	0.5吨
数量	115个	2	2	2	4	4

对于50吨（含）试重及以下的载荷试验，可选择吊带下穿试重块叉孔，直接起吊，对于50吨以上载荷试验，需要制作不同尺寸的载荷平台，配套吊载横梁。

3.2铁块试重方案

3.2.1 方案简介：

铁块砝码，是用钢或与铁块制作的砝码，其载荷规格包含 250kg，500kg，1T，2T，5T，10T，15T，项目自身不具备制作能力，只能选择采购或者租赁而或得，因现场设备众多租赁产生的滞留费用较高，因此适合采购。

图
3-3 铁试重块示意图

3.2.2 方案特点：

钢/铁块不易磨损，精度较高，相对成本也较高，适用于各种形式起重设备。

3.2.3 配置方案

按照项目起重分配情况，项目需要的各种规格的试重如下表所示：

3.3水袋试重方案

图 3-4 试重水袋结构组成

3.3.1 方案简介：

目前国际上公认最安全、最有效的载荷试验解决方法是吊载试重水袋（Water bags），水袋采用聚酯和纤维帆布混合材料外表面PVC涂层，经专业模具高压热合成型，水袋表面设置了注水口和排水口，顶部布置了若干拽点，目前单个水袋最大载重可搭110吨，结合专用横梁挂在可实现最多数千吨的载荷试验。

3.3.2 方案特点：

本项目属于滨海项目，水资源易于获取，易于部署，安全性较高，试验成本低，运输成本较低，适用性广，节能环保，精度高，试验准备及开展用时较短，且可满足超大吨位载荷试验要求。

3.3.3 配置方案

3.4配重块

3.4.1方案简介

本项目单葫芦平头式塔式起重机需要现场制作配重（Counterweights），设备供应商提供了10吨，2吨，1.3吨三种规格的配重制作图纸，如下图所示：

图2-3：10 吨配重3D示意图

3.4.2方案特点：

此试块设计图纸已存在，本项目具有独立混混凝土搅拌站，可根据现场需求制作，可控性较强，但其易破损，精度低的缺陷也同样明显，且受制于规格，只能制作3种规格的试块，适用场景少，对于10吨及以下载荷试验适用，且需要租赁或购置其他规格试块作为辅助。

3.4.2配置方案

3.5其他

国内余 豪， 汪 建 国， 王 伟等在《大型起重机载荷试验试重替代法研究》中提到的箱式试重法，采 用８－２０ ｍ ｍ厚度的肋筋钢板，制成计量标准不等的长方体箱子 ， 在箱子上方的规定位置设有加料口和吊耳，在下部规定位置设有放料口，箱子的底部装设４个滚 轮，便于推动箱子到釆料场和试 验现 场。箱子内可填充试验现场所有能够装人箱子内比重较大的干、湿散料或固体料（包括土、沙土、黄沙子、石砂子、钢砂子、炉渣、钢渣等固体料或 建筑物垃圾），花钱很少；在试验过程中可以根据试验载荷需要，从上部加料口添加载荷试验 需要增加的重量，从下部排放口放掉载荷试验需要减少的重量，增减自如，计量精度可以精确 到克（ｇ）；试验结束后，把箱子内的填充物送回原采取的位置，或环保处理，物归原位，计 量标准箱拉运回保管存放。

箱式试验法具有安全，简便，经济，计量准确，环保等优点，但需要测算承重，出具设计图纸，适用与500吨及以上试验。

4结论

4.1准备多种试块

（1）20吨以下设备试验，可使用自购混凝土试重块或钢/铁试块。

（2）20吨至200吨适宜使用水袋测试法，可选择采购或者购买水袋。

（3）200吨及以上适宜使用箱式试重。

4.2 试重块分析表

本文拟使用的试重如下表所示，各种试块优缺点：

表2-1:拟使用载荷分析表

5结束语

综上所述，本项目不可能使用单一试重块来完成载荷试验，需要考虑多种组合完成，各种组合所需的附属设备，试验工器具，校验等都是需要单独出具方案。

参考文献

[1] 林秀浩.大吨位起重机载荷试验的解决方案，中国特种设备安全， 2014.12.003

[2] 余豪，汪建国，王伟.大型起重机载荷试验试重替代法研究. 中国特种设备安全， 2018.10.006

[3] GB/T 22415-2008. 起重机　对试验载荷的要求 [S]. 2008

作者简介：刘鹏东，本科，工程师，中国电建集团山东电力建设有限公司，从事调试技术管理。