某化工工業(yè)公司30萬(wàn)t乙烯工程中火炬塔架因高且大，很難采取分段吊裝。都是在現(xiàn)場(chǎng)臥式拼裝完工以后，再通過桅桿吊裝豎立起來。由于這些設(shè)備又高又重，在臥式狀態(tài)吊裝時(shí)，自重所產(chǎn)生的應(yīng)力將非常大。特別是在吊點(diǎn)附近，由于集中力的作用，其應(yīng)力更大。吊裝是否安全取決于這些部位應(yīng)力的大小，考慮不當(dāng)會(huì)造成設(shè)備損壞或人身事故。

如果在吊裝過程中，采用電測(cè)法對(duì)火炬塔架進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)，了解危險(xiǎn)部位應(yīng)力狀況，則可以減少甚至避免事故的產(chǎn)生。這是保證現(xiàn)場(chǎng)吊裝安全的重要手段。

應(yīng)力監(jiān)測(cè)

塔架總高121.5m，重236.5t，塔架是桁架結(jié)構(gòu)。采用A型桅桿扳倒法豎立。儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，可用于試驗(yàn)性測(cè)量，也可用于長(zhǎng)期監(jiān)控測(cè)量。儀器設(shè)置全軟件操作，實(shí)時(shí)顯示應(yīng)變值，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，在線打印。

實(shí)際測(cè)量中，對(duì)塔架的兩個(gè)起吊點(diǎn)附近的各桿件及底部支點(diǎn)各桿件分別布置應(yīng)變片。塔架吊裝前用多個(gè)枕木垛支撐起來，并用水平儀測(cè)量其水平度，以便盡量減少其在初始狀態(tài)下的應(yīng)力。

表1為上起吊點(diǎn)（即在86m高處的起吊點(diǎn)）附近主要受力桿件的應(yīng)力值；表2為支腿而塔柱和斜桿的應(yīng)力值，由表1、表2列出的測(cè)量結(jié)果可得到以下結(jié)論：

對(duì)于這些桁架結(jié)構(gòu)，以往習(xí)慣的簡(jiǎn)化計(jì)算方法都是將節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸，也就是認(rèn)為各桿件是二力桿，只有軸向力作用，沒有彎矩的作用。

測(cè)量結(jié)果表明，在有集中力及力矩作用點(diǎn)附近（如吊點(diǎn)等）的各桿件，不僅僅是拉壓桿件，還存在著彎曲應(yīng)力，有時(shí)甚至占主導(dǎo)地位。如上起吊點(diǎn)的上塔柱2、3點(diǎn)的軸向平均應(yīng)力是17.3MPa，而其彎曲應(yīng)力竟達(dá)到±79.3MPa；斜桿、橫桿在起吊點(diǎn)附近1m的范圍內(nèi)，彎曲應(yīng)力也占了不小的比重；支腿下塔柱的軸向平均應(yīng)力是-10.7MPa，而彎曲應(yīng)力竟達(dá)到±63.8MPa。

在遠(yuǎn)離起吊點(diǎn)的區(qū)域，彎曲應(yīng)力的比重則大大下降。如上起吊點(diǎn)的下塔柱的15、16兩點(diǎn)，軸向應(yīng)力為-58.2MPa，而其彎曲應(yīng)力只有±0.4MPa，幾乎可以忽略不計(jì)。

上述現(xiàn)象表明，桁架節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸來計(jì)算的條件，是各節(jié)點(diǎn)必須處于沒有集中力或力矩作用的區(qū)域。對(duì)于不滿足這個(gè)條件的桿件必須考慮彎曲應(yīng)力的作用，對(duì)其進(jìn)行彎曲應(yīng)力強(qiáng)度校核。

由于集中力作用的區(qū)域，理論簡(jiǎn)化條件比較難以確定，因此，除了事先作必要的簡(jiǎn)化計(jì)算外，吊裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量是一個(gè)重要的不可或缺的手段。通過實(shí)測(cè)，可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免重大事故的發(fā)生。

實(shí)測(cè)遇到的問題及解決方法

導(dǎo)線的布局問題

大型結(jié)構(gòu)的被測(cè)區(qū)域一般距離測(cè)量?jī)x器都比較遠(yuǎn)，引線長(zhǎng)度一般都在100m以上，如果進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，每個(gè)應(yīng)變片都用長(zhǎng)導(dǎo)線引到測(cè)量?jī)x器上，這不僅耗費(fèi)了大量的導(dǎo)線，而且一旦出現(xiàn)問題，也很難找到故障點(diǎn)。此時(shí)，最好采用無線靜態(tài)應(yīng)變測(cè)測(cè)量系統(tǒng)，將測(cè)量模塊固定在被測(cè)點(diǎn)附近，這樣就大大測(cè)量布線的繁瑣，而且很容易就能找到故障點(diǎn)。可以大大提高測(cè)量速度，并減少測(cè)量誤差。

電阻應(yīng)變片防潮問題

由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)準(zhǔn)備工作量較大，通常電阻片粘貼完成后需要幾天時(shí)間才能正式測(cè)量，室外防潮和防損問題十分突出。實(shí)踐證明，常溫固化環(huán)氧樹脂是較為理想的防潮材料，它不僅可以防潮，還可以達(dá)到防損的目的。應(yīng)變片粘貼完以后用熱吹風(fēng)機(jī)吹走潮氣，然后再涂上防潮材料。

電阻片的溫度補(bǔ)償問題

現(xiàn)場(chǎng)條件差，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，因此要特別注意溫度補(bǔ)償片的布置。一般采用分區(qū)補(bǔ)償，區(qū)域不可太大。補(bǔ)償片必須放在被測(cè)區(qū)域的附近，以減少溫度引起儀器讀數(shù)的漂移，并縮短測(cè)量時(shí)間。溫度補(bǔ)償片的導(dǎo)線與工作片的導(dǎo)線方向最好一致，以確保導(dǎo)線溫度場(chǎng)相同。