岸邊集裝箱起重機(jī)的防風(fēng)設(shè)計(jì)

吳釗丞，張向平

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

本文將對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)的風(fēng)載荷產(chǎn)生特征和常用的防爬裝置、鉚釘裝置進(jìn)行介紹，綜合運(yùn)用提升防風(fēng)效果。

1 岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)荷載的特征分析

港口的風(fēng)荷載具有較大的不確定性，在計(jì)算和預(yù)測(cè)方面都存在較大的難度，特別是在作用于起重機(jī)時(shí)，整體的受力面可能存在較大差異。

總體而言，起重機(jī)風(fēng)荷載在設(shè)計(jì)過(guò)程中常見的問(wèn)題存在以下3個(gè)：①在使用港口地區(qū)天氣信息中，缺少對(duì)瞬時(shí)最大風(fēng)速的預(yù)判，無(wú)法估計(jì)該區(qū)域的最大風(fēng)力，對(duì)于可能產(chǎn)生的影響判斷依據(jù)不足。由于風(fēng)產(chǎn)生過(guò)程具有的復(fù)雜性，在確定最大風(fēng)力的過(guò)程中難度較大，很難直接確定某一區(qū)域穩(wěn)定的風(fēng)速大小，導(dǎo)致最大風(fēng)速無(wú)法得到結(jié)果。②自然界的風(fēng)是一種紊流空氣形成的能量表現(xiàn)，本身在時(shí)間和空間方面變化的可能極強(qiáng)，同時(shí)，在方向和強(qiáng)度大小方面也具有非線性變化的特征，在設(shè)計(jì)中不僅需要考慮最大風(fēng)荷載承受力的影響，同時(shí)，還要對(duì)整體設(shè)備的應(yīng)力集中情況進(jìn)行分析，本身荷載非穩(wěn)定作用，因此，只能進(jìn)行轉(zhuǎn)化思考，將整個(gè)起重機(jī)作為一個(gè)整體來(lái)考慮。③由于風(fēng)在運(yùn)行過(guò)程中強(qiáng)度、壓力等都在發(fā)生快速的變化，在同一位置進(jìn)行分析可能在短時(shí)間內(nèi)風(fēng)力產(chǎn)生極大的變化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要考慮整體結(jié)構(gòu)的承受力，而本身風(fēng)壓力為動(dòng)態(tài)變化的隨機(jī)狀態(tài)，需要進(jìn)行靜態(tài)壓力處理。④設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到更好的模型計(jì)算模式，從而對(duì)起重機(jī)整體進(jìn)行受力分析、壓力檢測(cè)變化等操作，但是很少對(duì)部件的某一個(gè)位置進(jìn)行實(shí)際研究，無(wú)法得到有效的風(fēng)阻力發(fā)生組件。

2 工作狀態(tài)防風(fēng)裝置分析

防爬裝置是起重機(jī)的重要組成部分，由于本身起重機(jī)的質(zhì)量有限，當(dāng)出現(xiàn)瞬時(shí)的暴風(fēng)時(shí)可能對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備產(chǎn)生較大的影響，可能導(dǎo)致設(shè)備受到風(fēng)荷載作用的影響而發(fā)生事故。當(dāng)出現(xiàn)臨時(shí)大型陣風(fēng)的問(wèn)題時(shí)，起重機(jī)處于正在運(yùn)行的狀態(tài)，沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)保證起重機(jī)轉(zhuǎn)移至錨定位置處，或者沒(méi)有足夠的時(shí)間使整個(gè)起重機(jī)設(shè)備完成錨定插板的固定，無(wú)法及時(shí)建立錨定防風(fēng)系統(tǒng)與起重機(jī)的聯(lián)系，因此，在起重機(jī)上配置防爬裝置是必要的。

通過(guò)名稱可以了解，該裝置可避免起重機(jī)受到暴風(fēng)強(qiáng)大荷載的影響而發(fā)生移動(dòng)?，F(xiàn)階段，在港口防風(fēng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，防爬裝置目前常用的主要有夾輪器、防爬靴、頂軌器和夾軌器等，這些裝置能夠有效地通過(guò)增加起重機(jī)與地面之間摩擦力，保證起重機(jī)能夠不受到風(fēng)的影響，從而提升軌道的安全性，防止出現(xiàn)滑道的情況。

2.1 頂軌器

頂軌器的主要特點(diǎn)有：①頂軌器的應(yīng)用壓緊力和抗風(fēng)能力受到軌道的影響，同時(shí)，由于在門框下位置的整體規(guī)模需要控制在20 m以內(nèi)，如果該位置存在頂軌力，則會(huì)導(dǎo)致上拱效果明顯，整體的制動(dòng)效果受到限制。②頂軌器在接觸的過(guò)程中，受到的直接影響因素之一為接觸壓力，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。③頂軌器只能在靜態(tài)進(jìn)行制動(dòng)，當(dāng)本身設(shè)備處于正常應(yīng)用狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)大風(fēng)時(shí)沒(méi)有開展動(dòng)態(tài)緊急制動(dòng)的操作，此時(shí)，整體的應(yīng)用效果較差。

2.2 夾軌器

夾軌器是指利用自身設(shè)備與軌道之間的連接，產(chǎn)生一定的夾緊軌道使用的力，從而抵抗環(huán)境風(fēng)力的作用，降低風(fēng)力的影響。夾軌器的不足主要存在以下幾個(gè)方面：①由于本身夾鉗的固定面積相對(duì)較小，存在一定的傾斜，因此，固定時(shí)的相對(duì)難度較大，加上本身的接觸關(guān)系為剛性接觸，整體的摩擦效果相對(duì)較弱，同時(shí)，起重機(jī)本身在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，自身會(huì)產(chǎn)生的振動(dòng)，導(dǎo)致整體夾持效果有限，甚至出現(xiàn)失效的問(wèn)題。②風(fēng)向與軌道的方向相一致時(shí)，無(wú)法起到良好的鎖定效果；如果呈現(xiàn)水平關(guān)系，則整體的夾持效果受到的影響更大。③夾軌器只能在起重機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下固定，如果在大風(fēng)發(fā)生時(shí)，起重機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，整體的制動(dòng)效果將會(huì)受到影響；④在軌道兩側(cè)槽內(nèi)可能存在一定的垃圾，有可能影響夾軌器的正常使用；⑤夾軌器沒(méi)有按照我國(guó)適用的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，其主要原因在于軌道的整體形態(tài)布局成為錐子形。如果持續(xù)移動(dòng)，則設(shè)備將會(huì)被上抬，無(wú)法滿足鎖定夾住固定要求。

2.3 大車車輪夾輪器

夾輪器是現(xiàn)階段開始推廣使用的新設(shè)備，整體實(shí)用性比較強(qiáng)，該裝置的工作過(guò)程中相當(dāng)于在動(dòng)輪位置按照能夠控制輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)器，該制動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大輪的有效固定，蝶形彈簧可以提供強(qiáng)大的夾緊力，保證車輪不發(fā)生前后轉(zhuǎn)動(dòng)，利用制動(dòng)器將其牢牢鎖住。

2.4 防爬靴

防爬靴可以有效防止突發(fā)陣風(fēng)的影響，本身屬于增加動(dòng)力性制動(dòng)裝置，可以在起重機(jī)沿著軌道轉(zhuǎn)動(dòng)一定距離之后效果達(dá)到最佳。防爬靴的不足之處有：①由于無(wú)法保證起重機(jī)在受力過(guò)程中每一個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)效果均一致，每一個(gè)靴子產(chǎn)生的鎖定效果均不同，有可能導(dǎo)致出現(xiàn)起重機(jī)結(jié)構(gòu)扭曲問(wèn)題；②在風(fēng)雨共同作用下，整體的摩擦系數(shù)將會(huì)大大減小，同時(shí)，防爬靴本身質(zhì)量不大，因此，在移動(dòng)過(guò)程中很容易被帶動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，上述4種起重機(jī)防風(fēng)設(shè)計(jì)裝置能夠滿足常規(guī)風(fēng)荷載32～35 m/s速度下的風(fēng)速固定，其中，最有效的處理措施是將全部的起重機(jī)車輪全部固定，這樣才能實(shí)現(xiàn)最好的防止移動(dòng)效果，采用主動(dòng)和被動(dòng)輪裝制動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)全部車輪的固定，保證防風(fēng)效果。

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