岸邊集裝箱起重機錨定裝置研究

趙潔忱，俞雷

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

錨定裝置是否穩(wěn)定可靠，與預(yù)埋錨定坑的有效性有直接關(guān)聯(lián)，要保證處于暴風(fēng)環(huán)境中的起重機安穩(wěn)，相關(guān)人員還要提高錨定裝置在兩側(cè)軌道上抗平行于軌道方向風(fēng)的能力。在實際中，岸橋為了滿足大型船要求，其外形尺寸以及迎風(fēng)面積等參數(shù)也有所改變，所以，相關(guān)的錨定裝置以及錨定坑參數(shù)也要作出調(diào)整校正，如此錨定坑才能與錨定裝置相適應(yīng)，錨定裝置才能與岸橋要求相適應(yīng)。主要針對岸邊集裝箱起重機錨定裝置進行研究。

1 碼頭預(yù)埋錨定坑布置

無論是錨定裝置，還是錨定坑都要與岸橋本身的實際應(yīng)用環(huán)境相匹配，前兩者之間也要保持較高的匹配度。錨定坑主要設(shè)置在岸橋停泊位置的周圍，相關(guān)人員可根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境以及岸橋的規(guī)模和現(xiàn)實需求，確定錨定坑的數(shù)量，并對其位置進行合理布置。錨定坑的形式和設(shè)置的具體情況會對錨定裝置的選擇造成一定的限制，錨定裝置需要預(yù)埋在錨定坑中，相關(guān)人員還要做好這兩方面的施工。在實際中，經(jīng)常采取1個泊位4個坑的布置方式。其中海陸軌道各有兩個坑，每種軌道的每側(cè)各有1個坑，軌道線的垂直方向上會安裝相關(guān)的錨定裝置。

1個泊位也可以只使用2個錨定坑，在這種條件下，各種軌道線垂直方向也會安裝1組錨定裝置，只是錨定坑采取單軌道單錨定坑的分布方式。

在其他的碼頭錨定坑分布設(shè)置中，還會采取3個錨定坑配置方式。在這種方式中，海陸兩側(cè)的錨定坑數(shù)量不平衡，相關(guān)人員可根據(jù)實際情況，分別確定2個軌道的錨定坑數(shù)量。如果海側(cè)需要抵抗的壓力比較大，則在海側(cè)設(shè)置2個錨定坑，如果陸側(cè)需要的輔助力量更大，海側(cè)則只能設(shè)置1個錨定坑。

2 碼頭預(yù)埋錨定坑的形狀與使用問題

錨定坑形狀主要有3種，矩形、圓形或橢圓形，無論形狀如何，都要選擇其安裝形式，矩形坑需要匹配錨定插板，而其他兩種形狀則需要匹配錨定插銷。因為圓形或橢圓形的錨定坑數(shù)量較少，所以應(yīng)用錨定裝置多為矩形對應(yīng)的形式。在使用中，相關(guān)人員要對兩種錨定形式進行具體分析，選出能使錨定裝置在受力以及使用等方面具有顯著優(yōu)勢的錨定方式，插板形式中的錨定板更方便錨定裝置錨定，所以坑的形狀一般會設(shè)置為矩形。

（1）受力情況分析。雖然錨定板和錨定插銷的截面積不同，但受到的錨定力大小是相同的，相關(guān)人員可根據(jù)相關(guān)的受力圖和截面圖等，分別計算其受力情況。在這樣的條件下，相關(guān)人員就要從使用角度上分析兩種形式的優(yōu)缺點。首先在占地面積上，錨定板占地面積較小，這意味著相關(guān)的錨定坑面積也會很小，如果港口岸橋周圍設(shè)置的全是這種板形式，岸橋整體結(jié)構(gòu)占據(jù)的空間會很小。在實際中，碼頭結(jié)構(gòu)以及面積會根據(jù)碼頭實際使用情況以及基建情況，對錨定坑面積起到一定的限制作用，在這種情況下，相關(guān)人員完全可以選擇矩形錨定板。其次在質(zhì)量方面，矩形錨定插板重量要比錨定銷質(zhì)地輕盈，在插板質(zhì)量適宜的情況下，其對錨定坑造成的壓迫要小些，這意味著錨定坑在應(yīng)用中不會出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，而插銷造成的壓迫力較大，錨定坑使用安全系數(shù)可能會降低。另外，質(zhì)地輕盈的插板在實際操作中也比較便利，所以綜合質(zhì)量和占地面積兩方面因素，錨定插板都是首選。

（2）碼頭現(xiàn)場的實際使用情況。錨定坑與錨定裝置不僅要在外形上相匹配，在尺寸以及埋設(shè)深度等方面也要相適應(yīng)，如此錨定裝置安裝才不會出現(xiàn)偏差。在實際中，無論是設(shè)計還是建造，都無法保證兩者完全匹配。錨定坑為預(yù)埋件，在安裝岸橋時，相關(guān)人員要使預(yù)埋件與錨定板之間的間隙控制在合理范圍內(nèi)，禁止出現(xiàn)無法插進或空隙過大現(xiàn)象。泊位數(shù)量有多個，在移動安插時，還要保證每個錨定坑都適應(yīng)。在實際中，經(jīng)常會出現(xiàn)不同泊位、安裝水平不同現(xiàn)象。岸橋規(guī)模和重量較大，其在使用中容易出現(xiàn)移動跑偏情況，在設(shè)置錨定坑和錨定板時，還要考慮該問題，使錨定坑能順利與錨定裝置結(jié)合起來。

在實際錨定條件不符合設(shè)計圖紙要求，出現(xiàn)偏差后，矩形錨定板對應(yīng)的錨定坑也能使錨定板順利插入，而圓形錨定銷卻做不到。如果實際中的偏差出現(xiàn)在兩個方向上，且間隙大小相同，錨定銷在安裝時，邊緣處會受到限制，不能順利插進去，而矩形錨定板則有進入安裝施工環(huán)節(jié)的機會。

3 碼頭預(yù)埋錨定坑的深度問題

錨定坑的深度關(guān)系到錨定裝置的埋深大小，適宜深度范圍內(nèi)的埋設(shè)，可以使錨定裝置發(fā)揮最大的錨定功能，所以相關(guān)人員還要合理設(shè)置坑深。在錨定板插入深度方面，一般將其控制在0.15m以內(nèi)，但不能低于0.14m，所以坑深最少也要超過0.15m。錨定坑與錨定裝置雖然要達到嚴絲合縫效果，但在安裝時，兩者之間必須存在一定空隙，以便錨定板順利插入。在日常應(yīng)用中，錨定板會受到起重機帶來的壓力作用影響，該錨定板在受到影響后，很有可能會出現(xiàn)傾斜或跳脫現(xiàn)象，只有合理埋設(shè)，該現(xiàn)象帶來的影響才會降低，使錨定板保持穩(wěn)定。

4 錨定裝置結(jié)構(gòu)受力分析

錨定裝置要對起重機起到支撐加固作用，其主要位于岸橋下橫梁正下方（也有部分安裝在兩側(cè)大車下），相關(guān)人員要將其安裝在海陸兩側(cè)對應(yīng)的位置處，如有必要，還要在大車行走機構(gòu)大平衡梁下方安裝匹配度較高的錨定裝置。錨定裝置的安裝與使用不能對碼頭運營中貨物裝卸產(chǎn)生干擾，所以在設(shè)置時，需要考慮岸橋運輸方式以及裝卸位置等相關(guān)信息，然后對錨定裝置與岸橋之間的連接關(guān)系進行設(shè)計，使其不會影響系纜樁和綁扎撐桿的穩(wěn)定性。用螺栓連接的水平法蘭可以應(yīng)用在兩者連接關(guān)系中，以使錨定裝置結(jié)構(gòu)受力良好。

錨定裝置及錨定坑的布置方式不同，相關(guān)的錨定板受到力的大小和方向也不同。在單軌道雙錨定坑中，兩側(cè)錨定板受力方向和大小都是相同的，其會均勻分擔作用在錨定裝置上的壓力，可以記作F/2，在該種結(jié)構(gòu)受力分析中，以法蘭平面為中心，受力點分別作用于平面兩側(cè)，雖然其到平面的間距相同，產(chǎn)生的扭矩也能圍繞Z軸進行，但方向是相反的，所以在實際中，兩者往往會互相抵消，在抵消中，錨定板不會受到任何壓迫。

對單軌道單錨定坑和單軌道雙錨定坑受力情況進行分析，相關(guān)人員可以對前提條件進行研究，使兩者在結(jié)構(gòu)形勢以及受力大小等方面保持同等條件，雙錨定坑錨定裝置受到的扭矩會抵消，所以其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，而單錨定坑的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力則會較大，因為其扭矩無法抵消，所以其所擁有的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力點要多一個。扭轉(zhuǎn)裝置受到的應(yīng)力大小都是有限的，否則造成板裂現(xiàn)象，會使起重機失穩(wěn)。在應(yīng)力過大，且超過允許范圍時，相關(guān)人員則要改善結(jié)構(gòu)截面來使裝置滿足應(yīng)力要求。截面面積增大，應(yīng)力會減小。在調(diào)整截面面積大小時，相關(guān)人員還要使其在可控范圍內(nèi)，使其滿足岸橋空間要求，如果高度方向上有足夠空間，可在結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)增加角鋼以及隔板來抗扭。

在實際中，一般會采取雙錨定坑形式，但這種形式也存在跑偏缺陷，相關(guān)人員還要根據(jù)具體情況，作出具體分析。如果當?shù)馗劭陲L(fēng)速較小，碼頭承載能力較小時，使用的岸橋規(guī)模也較小，在這種情況下，應(yīng)采取單軌道單錨定坑形式，在這種形式中，相關(guān)人員還要控制中心線與大車軌道中心距離。如果風(fēng)速較大，船舶造型較大，岸橋也較大，則需要采用單軌道雙錨定坑形式。在這種形式中，主要采取矩形錨定板，錨定坑中心線與軌道中心間距要超過0.50m。在岸橋應(yīng)用中，應(yīng)盡量減少機械產(chǎn)生的力矩，所以在改善錨定裝置時，需要減少額外力矩，在確定錨定坑位置時，需要將其與岸橋停機位重合在一起，使兩者的中心線重疊。同時建議基建在設(shè)計和制作錨定坑的時候，留出足夠的預(yù)留調(diào)整空間。

5 結(jié)語

碼頭預(yù)埋坑是錨定裝置的制約條件，相關(guān)人員要利用該條件，來制約錨定裝置，使其抗風(fēng)防滑能力更強。所以相關(guān)人員不僅要研究其布置位置和數(shù)量，還要對坑深、形狀以及相關(guān)的施工技術(shù)進行分析。在錨定裝置和錨定坑設(shè)計中，相關(guān)人員要保證兩者的靈活性，以使其能應(yīng)對集裝箱重量以及船型變化。在設(shè)計施工中，可能還會遇到很多現(xiàn)實性的技術(shù)問題，相關(guān)人員還要解決這些問題。錨定作為保障設(shè)備安全的裝置，其安全性必須放在第一位予以考慮。