我國地磅稱重技術(shù)發(fā)展很快，為了維護交通安全限制超速、超載，保護 公路，己由靜態(tài)稱重發(fā)展到動態(tài)稱重，其稱重秤體結(jié)構(gòu)也由整車計量發(fā)展到軸計量。本文 對目前生產(chǎn)全鋼結(jié)構(gòu)，鋼混結(jié)構(gòu)的稱重秤體進行了綜合分析，并做出了相應(yīng)的評價。

　　1.概述

　　地磅是一種由稱重秤體廣泛地對各種載重汽 車進行稱重的大型計量設(shè)備。它歷經(jīng)了機械杠桿式、 機電組合式、電子式、微機式。從刀子刀承到光柵 BCD碼盤，從杠桿力轉(zhuǎn)換到稱重傳感器載荷力的電 信號輸出。由模擬量輸出到數(shù)字量輸出，顯示部分 由游動砣標(biāo)尺發(fā)展到模擬電量讀數(shù)，從數(shù)碼管顯示 到LED顯示、LCD顯示一個漫長的行程。本文著重 敘述了稱重秤體的發(fā)展過程，分析評價了秤體的結(jié) 構(gòu)，由全鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展到鋼架混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)和不銹鋼混凝土結(jié)構(gòu)。

　　2.對全鋼結(jié)構(gòu)稱重秤體的分析

　　所謂全鋼結(jié)構(gòu)All Steel Structure)是指整個稱 重秤體全部采用金屬材料焊接加工而成，秤體結(jié)構(gòu) 有采用槽型鋼、工字鋼、鋼板加工成U型鋼結(jié)構(gòu)等 鋼材作秤體主梁。根據(jù)受力分析，工字鋼比槽型鋼 受力強度高，變形量要小，而U型鋼結(jié)構(gòu)的秤體，整 體剛性及局部剛性比工字鋼結(jié)構(gòu)巳有所提高。U型 截面設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)用于地磅稱重秤體是近年來地磅設(shè)計的一大突破，改變了常規(guī)的槽型鋼結(jié)構(gòu)、工 字鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

　　U型鋼與稱重臺面面板連接焊接，使秤體內(nèi)腔 全密封，不易生銹，多條U型鋼與面板焊接形成多 根矩形管主梁，秤體*無變形開裂現(xiàn)象。由于市場 出現(xiàn)槽型鋼含碳量過高，承重超載過程中出現(xiàn)有彎 曲、斷裂現(xiàn)象。工字鋼成本投資又高，很快鋼板加工 成U型槽鋼的鋼材在汽車衡制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用。 如杭州巨榮測控有限公司1991年3月采 用槽型鋼作主梁的“箱形結(jié)構(gòu)秤體”批量生產(chǎn)了汽車 衡。為了市場的需求，后改采用U型鋼結(jié)構(gòu)作主梁 的秤體，該產(chǎn)品目前己大批量生產(chǎn)。

　　全鋼結(jié)構(gòu)U型鋼稱重秤體歸納起來具有四大 特點：

　　1)秤體整體結(jié)構(gòu)好，鋼性強，U型鋼結(jié)構(gòu)焊接加 工成箱形承壓強度高，材料利用率高，遇橫向力也不 易變形。

　　2)秤體結(jié)構(gòu)材料規(guī)格統(tǒng)一便于焊接加工，采用 CO2氣體保護焊接，焊接工藝質(zhì)量好，不因焊接溫差產(chǎn)生變形, 焊縫不易裂開。

　　3) 秤體經(jīng)整體拋丸除銹, 除去鋼材表面氧化層及銹層, 保證了油漆附著力。采用涂覆環(huán)氧防銹底漆和丙烯酸聚氨脂涂刷, 耐酸、耐堿, 抗腐蝕能力增強。

　　4) U 型槽鋼與臺面鋼板連接焊接, 使秤體內(nèi)腔全密封, 不易生銹, 秤體材質(zhì)好, 強度高*無變形開裂現(xiàn)象。

　　目前, 生產(chǎn)需求使用全鋼結(jié)構(gòu)稱重秤體的地磅用戶,基本上是選用這種秤體結(jié)構(gòu)。

　　3.對鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體的分析

　　鋼混結(jié)構(gòu)的全稱是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)( ReinforcedConcreteStructure) 由于地磅主要用于重污染的化工、冶金、水泥、煤炭行業(yè), 地磅稱重秤體*在重污染的環(huán)境中工作, 勢必造成對稱重秤體的加速腐蝕。從上世紀(jì) 80 年代起, 國外一些制衡公司就開始研制鋼混結(jié)構(gòu)地磅, 到 90 年代中期, 已經(jīng)開始生產(chǎn)各種規(guī)格的鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體的地磅。

　　我國雖然對鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體的地磅的研制起步較晚, 但發(fā)展較快。幾家大型地磅制造廠家捷足先登, 對鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體的研制。2000年 8 月杭州巨榮測控有限公司就成功地研制、開發(fā)了*臺鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體的地磅。將橋梁設(shè)計技術(shù)成功應(yīng)用于秤體設(shè)計, 工藝成熟, 達到批量生產(chǎn)的要求。具有防腐、防霉, 使用壽命長的特點。

　　嚴格地講, 鋼混結(jié)構(gòu)的秤體區(qū)分有鋼架混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種, 鋼架混凝土結(jié)構(gòu)還分之為: 鋼架與混凝土澆灌為一體和在鋼架上澆灌鋼筋混凝土層, 形成了上下層的鋼混結(jié)構(gòu), 而鋼架材料有槽型鋼工字鋼或板材作支撐鋼梁。

　　橋梁設(shè)計型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱重秤體, 有的用工字鋼作邊框 , 有的用槽型鋼作邊框 , 也有的用6~10mm 厚度, 200~300mm 寬度的條形鋼板作邊框,也有采用鍍鋅板作邊框, 還有的采用不銹鋼板作邊框, 形成所謂不銹鋼鋼混結(jié)構(gòu)的秤體。

　　鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體具有:

　　1) 防腐蝕、防氧化能力強, 適用于化學(xué)品侵蝕的場所, 海邊潮濕地帶和港口碼頭。

　　2) 抗雷擊系數(shù)高, 適用于礦山及多雷擊區(qū)域。

　　3) *工作抗震較強, 剛度較大, 穩(wěn)定性較好,使用壽命長是全鋼結(jié)構(gòu)秤體的 4 倍以上。

　　4) 節(jié)約鋼材, 降低造價成本。

　　筆者在調(diào)研中, 發(fā)現(xiàn)各家生產(chǎn)地磅稱重秤體的廠家, 其秤體結(jié)構(gòu)不盡相同, 大致歸納有:

　　( 1) 采用國標(biāo) #30 槽型鋼作邊框, 采用 Q235 鋼板作主筋板。( 2) 采用槽型鋼作邊框, 4~6 根槽型鋼作主梁。( 3) 采用工字鋼作邊框, 4 根工字鋼作主梁。

　　( 4) 采用鋼板作邊框, 采用 Φ14 型號螺紋鋼雙層布筋。(5) 杭州巨榮測控有限公司將橋梁設(shè)計技術(shù)成功地應(yīng)用于秤體設(shè)計, 采用 300mm×6mm 的條形鋼板作邊框 , Φ20 螺紋鋼作框架形主筋 , Φ20螺紋鋼和 Φ12 螺紋鋼作縱橫向雙層布筋 , Φ10 鋼筋作支架, 形成橋梁受力的特點。

　　鋼筋混凝土秤體的稱重強度是不用質(zhì)疑, 它在橋梁工程技術(shù)應(yīng)用上就有良好的例證, 現(xiàn)在的橋梁設(shè)計大多是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 幾十年都不壞。鋼筋混凝土外部不易生銹, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的稱重臺面面部水泥混凝土層, 是屬于非金屬, 有很好的抗雷擊性, 抗腐蝕性, 抗氧化性。

　　常見工字鋼、H 型鋼、槽型鋼的溫度線膨脹系數(shù)的數(shù)值大約為 125×10- 5。而鋼筋溫度線膨脹系數(shù)的數(shù)值為 1.2×10- 5, 混凝土溫度線膨脹系數(shù)的數(shù)值為1.0×10- 5~1.5×10- 5。所以, 當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度變化時,不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié),從而保持結(jié)構(gòu)的整體性。應(yīng)用這兩種材料總是混凝土包圍在鋼筋的外圍, 起著保護鋼筋免遭銹蝕的作用, 這對這兩種材料的共同混合使用無疑也是一項保證。采用強度等級 C30 坍落度 160±20mm混凝土澆注、振搗、滾壓、碾磨、養(yǎng)護 25 天以上。鋼架、鋼梁與混凝土澆灌在一起, 其膨脹系數(shù)和收縮系數(shù)不能同步, 必然造成龜裂或剝離。

　　地磅工業(yè)現(xiàn)場的使用環(huán)境, 夏季和冬季限溫度在 - 15~38℃范圍, 且露天環(huán)境溫差變化更大,將使鋼混結(jié)構(gòu)的稱重秤體混凝土層產(chǎn)生較大的膨脹和收縮, 為了保證秤體質(zhì)量, 在澆灌施工中必須采取有效的技術(shù)措施。由于在低負溫下水泥水化硬化反應(yīng)緩慢,形成水化硫鋁酸鈣的反應(yīng)往往在混凝土中凝結(jié)硬化緩慢, 在混凝土凝結(jié)硬化后仍繼續(xù)進行, 這種殘余膨脹往往是導(dǎo)致鋼筋混凝土膨裂毀壞的另一個重要原因。

　　即使鋼筋混凝土對溫度變化膨脹收縮的敏感性差異很大, 只要溫度穩(wěn)定或變化緩慢, 不足以引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的質(zhì)量風(fēng)險。

　　采用嚴密有效的保溫措施, 使鋼筋混凝土水泥水化熱緩慢積蓄并降溫, 摻入定量復(fù)合防凍劑緩解乃至消除凍脹應(yīng)力，采取熱攪拌和延長攪拌時間的 方法，加速膨脹劑溶解和水泥水化處理。那么，形成 鈣礬石過程，拌生的體積膨脹，可在混凝土凝結(jié)硬化 前，尚處于塑性狀態(tài)下完成。在避免殘余膨脹的同 時，變害為利，使混凝土與鋼筋的粘結(jié)力、混凝土的 密實性及抗壓溫度提高。

　　利用橫向配筋對受壓混凝土施加側(cè)向約束，使 其處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，延緩其縱向微裂縫的 發(fā)生和發(fā)展，從而提高其抗壓溫度和抗壓縮變形的 能力。采用UEA膨脹劑以防止在負溫下因混凝土收 縮形成鋼筋與混凝土分離;采用ACJ-1型混凝土復(fù) 合防凍劑防止水泥在施工中被凍;采用添加劑促使 混凝土凝結(jié)快，加快施工進度?；炷涟鲃有?、 粘聚性和保水性等方面的性能。由于混凝土的內(nèi)涵 較為復(fù)雜、較為專業(yè)在此不再贅述。

　　4.對稱重秤體的評價

　　4.1全鋼結(jié)構(gòu)稱重秤體 全鋼結(jié)構(gòu)的地磅稱重秤體屬于具有良好的金 屬導(dǎo)體臺面，防雷電性能差，稱重傳感器容易被雷擊 壞，抗氧化、抗潮濕、抗化學(xué)腐蝕能力差。使用幾年后 又要進行防銹、防腐的大修維護。全鋼結(jié)構(gòu)稱重秤體 當(dāng)受到超常的載重或撞擊力時，產(chǎn)生變形或殘缺，可 進行整體修正、補強和局部修復(fù)使用?；炷敛牧舷?天然的石材一樣，承受壓力的能力很強，但抗拉力的 能力卻很弱。鋼材則不然，其抗壓和抗拉的能力很 強;在焊接加工時，整個秤體因焊接引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力 無法消除。

　　4.2 鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體 鋼混結(jié)構(gòu)稱重秤體具有成本低，從根本上解決 了全鋼結(jié)構(gòu)地磅在使用過程中，因雨淋日曬，酸堿腐蝕及結(jié)構(gòu)熱脹冷縮而出現(xiàn)秤體準(zhǔn)確度低，使用壽 命縮短等問題。很多及地區(qū)逐步取代了全鋼結(jié) 構(gòu)的秤體，成為地磅的主流稱重秤體，具有抗腐能 力強，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無焊接加工應(yīng)力，不變形、定位準(zhǔn)、 免維護，臺面非金屬導(dǎo)體不易遭雷擊等特點。但稱重 傳感器安裝基礎(chǔ)部位仍然是鋼結(jié)構(gòu)，仍然存在生銹、 腐蝕;秤體自重增大，吊裝、安裝、調(diào)整困難，采用不 銹鋼材料就能克服這種不足。

　　由于稱重秤體自重大，必須選用量程較大的稱 重傳感器，用30% 50%量程段來承載稱重秤體重 量，對稱重準(zhǔn)確度、靈敏度都有一定影響，且稱重傳 感器*承壓載荷較大的“皮重”容易產(chǎn)生稱重傳 感器彈性體彈性疲勞和損壞。

　　鋼混結(jié)構(gòu)秤體本身自重比全鋼結(jié)構(gòu)秤體大，抗 裂性較差，在正常使用時往往受到季節(jié)氣候條件的 限制。當(dāng)稱重秤體受到超常限的撞擊力時，對鋼混 結(jié)構(gòu)的秤體而言則是毀滅性的災(zāi)難。它不可能象全 鋼結(jié)構(gòu)那樣修正、補強或局部修復(fù)。所以在吊裝、運 輸時要特別小心，在安裝時注意千斤的工作部位 和使用。在稱重時注意超載車和載重車上秤臺時超 速產(chǎn)生的沖擊力。

　　目前，國內(nèi)外均在大力研究輕質(zhì)、高強混凝土以 減輕混凝土的自重。采用工業(yè)化的現(xiàn)澆施工方法以 簡化施工。采用粘鋼技術(shù)和碳纖維技術(shù)加固進行補 償?shù)鹊取?/p>