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鋼絞線式新型岸邊集裝箱起重機(jī)抬高裝置設(shè)計(jì)

來源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:4342
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     以往行內(nèi)常用的辦法是浮式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱浮吊)加高,經(jīng)過運(yùn)輸船將舊的岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱岸橋)從用戶碼頭搬回岸橋制作基地,用浮吊吊裝辦法對(duì)舊岸橋進(jìn)行加高改造。撤除舊岸橋前后大梁總成與立柱的銜接,用大型浮吊將岸橋上部結(jié)構(gòu)吊至已制作好的加高段上,將岸橋上部結(jié)構(gòu)與加高段對(duì)接,再整體吊起上部結(jié)構(gòu)及加高段,與岸橋下部結(jié)構(gòu)的立柱對(duì)接成一體,最后再將加高后的舊岸橋用運(yùn)輸船運(yùn)到用戶碼頭[1]。選用浮吊加高法雖在技能上可行,但由于從用戶碼頭轉(zhuǎn)移舊岸橋到岸橋制作基地需花費(fèi)高昂的運(yùn)費(fèi)及舊機(jī)海運(yùn)綁扎費(fèi)用,運(yùn)輸船停靠用戶碼頭也會(huì)擠占碼頭的正常作業(yè)時(shí)刻,搬回制作基地后還需動(dòng)用大型浮吊資源,且有些老舊設(shè)備存在年初長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)弱等缺陷,經(jīng)過海運(yùn)運(yùn)到制作基地具有很大危險(xiǎn)。因此,這種加高辦法除距岸橋制作基地很近的用戶選用外,其他用戶很少考慮,遠(yuǎn)隔重洋的歐美世界用戶更難以實(shí)施。

    自2009年第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備的研制成功,因其不需將岸橋運(yùn)回制作基地,不占用碼頭泊位,也不需對(duì)碼頭進(jìn)行特意加強(qiáng)及分載,而是直接作用于舊岸橋的下橫梁,原地舉起岸橋上部結(jié)構(gòu),彼岸橋進(jìn)行加高改造[2],越來越得到職業(yè)用戶的追捧。岸橋加高高度和截腿方位都不盡相同,大多用戶提出的加高要求用第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備都能夠滿意,但也有些用戶提出的要求難以做到,他們要求的加高高度、截腿方位更高,抗風(fēng)才能更強(qiáng),這些岸橋因種種原因切斷面方位無法設(shè)置在岸橋的立柱底部,而是上說到立柱中部的聯(lián)絡(luò)橫梁附近,由此形成第一代舉高設(shè)備有用加高高度的降低,其7.5m(3個(gè)規(guī)范集裝箱)的最大舉高高度不是任何場(chǎng)合都能完成。受立柱切斷方位約束,岸橋立柱切斷方位越高則岸橋的可加高高度就越低,且第一代舉高設(shè)備由于結(jié)構(gòu)剛性較大,為確保鏈板的受力均勻,對(duì)進(jìn)步支架等各部件制作精度要求都很高,制作精度的操控上比較困難?;诖?,原開發(fā)的鏈板頂升式舉高設(shè)備難以滿意這部分用戶的實(shí)踐需求,需求再開宣布一套能滿意這些要求的新式舉高設(shè)備,所以另一種新式岸橋舉高設(shè)備—鋼絞線式舉高設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。

    新鋼絞線式舉高設(shè)備有用地處理了第一代舉高設(shè)備所面臨的切斷面高的瓶頸問題,極大進(jìn)步了舉高作業(yè)的抗風(fēng)性能,滿意了用戶的各種岸橋加高需求,在岸橋加高范圍上突破了舊有的約束,保住了客源,具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。新設(shè)備具有適應(yīng)性更廣、效能更高、設(shè)備與調(diào)試更簡(jiǎn)單、保護(hù)和保養(yǎng)更便利的特色。圖1為新式鋼絞線式舉高設(shè)備在美國(guó)洛杉磯WBCT碼頭初次進(jìn)行加高作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)相片。

    圖1新式舉高設(shè)備在美國(guó)洛杉磯WBCT碼頭加高

    1技能內(nèi)容

    該技能是在岸橋加高范疇上的又一次重大創(chuàng)新,是對(duì)鏈板頂升式岸橋舉高設(shè)備的一種轉(zhuǎn)型升級(jí),是彼岸橋傳統(tǒng)的浮吊加高辦法的一次推翻。直接針對(duì)重型岸橋(2000t以上),可在岸橋恣意方位切斷,彼岸橋進(jìn)行恣意加高。

    該技能原理明晰明了,具有很強(qiáng)的操作性;實(shí)用性強(qiáng),能夠運(yùn)用到多種相似場(chǎng)合;加高高度能夠隨意改變,能適應(yīng)各種需求;舉高設(shè)備直接作用于岸橋下橫梁,不受碼頭承載約束;設(shè)備可重復(fù)利用,根本適應(yīng)一切岸橋,對(duì)于不同的場(chǎng)合,只需經(jīng)過少量的修改就能投入運(yùn)用。新式鋼絞線式舉高設(shè)備底部可恣意接高,不受岸橋立柱切斷面的約束,可很好的處理第一代舉高設(shè)備所遇到的加高瓶頸問題,能進(jìn)行各種類型的岸橋加高。如美國(guó)洛杉磯碼頭、美國(guó)新澤西碼頭,需求在立柱聯(lián)絡(luò)橫梁處進(jìn)行截腿,第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備對(duì)此無能為力,此刻,新式鋼絞線式舉高設(shè)備就派上了用場(chǎng),新舉高設(shè)備選用在進(jìn)步支架下部設(shè)備接高段墊高,使進(jìn)步挑梁能在進(jìn)步支架底部與岸橋立柱上的牛腿對(duì)應(yīng),將岸橋加高高度操控在舉高設(shè)備有用行程內(nèi),不受截腿方位約束,滿意了用戶的要求。同時(shí)新設(shè)備在舊設(shè)備的基礎(chǔ)上,結(jié)構(gòu)用鋼量減輕了約100t,自重得以大幅降低。

    該新技能方案硬件主要由350t液壓缸8件、液壓泵站4組,鋼絞線8根[3]、壓梁2件、挑梁2件、進(jìn)步支架2件、進(jìn)步支架安穩(wěn)撐4件以及立柱牛腿4個(gè)等部分組成,最大舉高才能為2800t。

    圖2為鋼絞線式舉高設(shè)備各大硬件彼此安置關(guān)系示意圖,進(jìn)步支架是接受重壓的主體,它的底端固定在壓梁上。鋼絞線進(jìn)步體系固定在進(jìn)步支架上,其下端(固定端)與進(jìn)步座固定聯(lián)接。鋼絞線是整個(gè)進(jìn)步中傳遞力的紐帶,它穿過進(jìn)步座及托梁,且每?jī)蓷l鋼絞線組成一組,平行放置,它們的一端與底部托梁錨固,另一端在頂部進(jìn)步座上方處于自在狀況,經(jīng)過鋼絞線支架對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)向,防止鋼絞線散亂。鋼絞線在液壓缸的操控下能夠?qū)⑻袅鹤栽谔崞?。挑梁處于進(jìn)步架內(nèi)部,其兩端經(jīng)過牛腿與岸橋立柱聯(lián)接,以完成彼岸橋上部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步。

    新式鋼絞線式舉高設(shè)備比照第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)有:1)新式舉高設(shè)備的鋼絞線相對(duì)于第一代舉高設(shè)備的鏈板剛度小,傳力更均勻,不簡(jiǎn)單出現(xiàn)偏載狀況,對(duì)制作精度的要求低,更便利批量制作。2)新式鋼絞線式舉高設(shè)備的兩個(gè)壓梁壓在岸橋的海、陸側(cè)下橫梁上,壓梁規(guī)劃成規(guī)范節(jié)段,經(jīng)過中心節(jié)與首尾節(jié)銜接,僅經(jīng)過調(diào)整中心節(jié)的長(zhǎng)度就可完成舉高設(shè)備對(duì)不同軌距岸橋的適用,在受力上不受岸橋軌距變化的影響,箱體式壓梁在設(shè)備上也更加便利。3)新設(shè)備的進(jìn)步支架與壓梁間可經(jīng)過加高段恣意調(diào)整高度,不受岸橋立柱切斷方位的約束。4)新設(shè)備的安穩(wěn)扶強(qiáng)視點(diǎn)保持不變,不會(huì)因進(jìn)步支架的上移對(duì)受力發(fā)生影響。5)新設(shè)備加高高度更高,達(dá)9m有用高度(4個(gè)規(guī)范集裝箱),適用性更強(qiáng)。6)新設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,質(zhì)量更輕,設(shè)備更便利。7)新設(shè)備原理更明晰,操控更簡(jiǎn)單,保護(hù)更便利。應(yīng)用于美國(guó)洛杉磯WBCT碼頭岸橋加高的新式鋼絞線式舉高設(shè)備,在近聯(lián)絡(luò)橫梁處的立柱進(jìn)行切斷,由于切斷方位高,第一代鏈板式舉高設(shè)備在其有用行程內(nèi)無法滿意此岸橋的加高要求。應(yīng)美國(guó)用戶的要求,新式舉高設(shè)備在運(yùn)往美國(guó)加高現(xiàn)場(chǎng)前需先在實(shí)驗(yàn)岸橋上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在美國(guó)用戶的見證下,新式舉高設(shè)備成功的將2200t的重型岸橋抬起,實(shí)驗(yàn)獲得了用戶的認(rèn)可。

    圖2新式舉高設(shè)備各大部件圖

    2核算及附圖闡明

    1)針對(duì)新式鋼絞線式舉高設(shè)備作業(yè)工況核算,需依據(jù)加高岸橋不同部位的風(fēng)荷載系數(shù)來確認(rèn)其風(fēng)荷載。圖3為岸橋在風(fēng)荷載下的根本坐標(biāo)模型。風(fēng)對(duì)受風(fēng)物體發(fā)生的風(fēng)壓公式為

    式中:q為作業(yè)狀況核算風(fēng)壓,V為核算風(fēng)速[4]。作業(yè)狀況的風(fēng)壓為:q=0.613V2=245N/m2,風(fēng)速v=20m/s;暴風(fēng)狀況的風(fēng)壓為:q=0.613V2=1532N/m2,風(fēng)速v=50m/s。

    表1、表2分別為岸橋各部件依據(jù)不同高度的受風(fēng)形狀系數(shù),在風(fēng)速垂直于岸橋大車和平行于岸橋大車兩個(gè)方向核算下來的風(fēng)荷載結(jié)果。

    對(duì)于起重機(jī)結(jié)構(gòu)中所運(yùn)用的單根構(gòu)件,風(fēng)載荷的核算式為

    式中:F為風(fēng)載荷,A為所評(píng)論結(jié)構(gòu)部分的有用迎風(fēng)面積,q為與相應(yīng)規(guī)劃工況對(duì)應(yīng)的風(fēng)壓,Cf為所評(píng)論結(jié)構(gòu)部分沿著風(fēng)向的風(fēng)力系數(shù)[5]。

    圖3岸橋受風(fēng)荷載示意圖

    2)依據(jù)舉高荷載和環(huán)境荷載進(jìn)行有限元剖析。

    ①舉高機(jī)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)圖4、圖5分別為舉高設(shè)備在進(jìn)行舉高作業(yè)時(shí)的應(yīng)力、位移核算結(jié)果。由圖4可知,舉高設(shè)備的最大應(yīng)力為255MPa,小于許用應(yīng)力313MPa,應(yīng)力滿意要求;由圖5可知,舉高設(shè)備的最大位移為35mm,小于許用變形為125mm,滿意要求。

    圖4舉高設(shè)備作業(yè)應(yīng)力剖析

    圖5舉高設(shè)備作業(yè)位移剖析

    ②岸橋立柱+牛腿圖6、圖7分別為岸橋立柱和牛腿在進(jìn)行舉高作業(yè)時(shí)的應(yīng)力、位移核算結(jié)果。由圖6可知,舉高設(shè)備的最大應(yīng)力為206MPa,小于許用應(yīng)力313MPa,應(yīng)力滿意要求;由圖7可知,舉高設(shè)備的最大位移為36mm,小于許用變形為100mm,滿意要求。

    圖6岸橋立柱與牛腿應(yīng)力剖析

    圖7岸橋立柱與牛腿應(yīng)力剖析

    3詳細(xì)實(shí)施辦法

    1)岸橋立柱加高段及結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件提前制作、準(zhǔn)備到位。

    2)將需加高岸橋移至碼頭指定加高作業(yè)方位。

    3)切斷碼頭與岸橋的高壓供電,撤除相關(guān)電纜、電梯軌跡規(guī)范節(jié)、齒條,切斷斜梯和立柱內(nèi)直梯,搭設(shè)加高段設(shè)備工藝渠道。

    4)岸橋下部結(jié)構(gòu)與碼頭錨定坑錨固。

    5)丈量岸橋聯(lián)絡(luò)橫梁水平度。

    6)在岸橋立柱上指定方位設(shè)備牛腿。

    7)設(shè)備舉高設(shè)備主體結(jié)構(gòu),包含壓梁、頂升支架、加高支架、挑梁、鋼絞線進(jìn)步體系等。

    8)如圖8所示,設(shè)備鋼絞線進(jìn)步體系鋼絲,檢查進(jìn)步體系線路、零部件、限位,銜接操控體系,進(jìn)行設(shè)備綜合調(diào)試。

    圖8鋼絞線進(jìn)步體系示意圖

    9)選擇適宜天氣進(jìn)行岸橋的舉高作業(yè)。切斷岸橋立柱,岸橋上部結(jié)構(gòu)抬升,到位后吊裝立柱加高段,定位并與岸橋立柱焊接固定,岸橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。

    10)作業(yè)完成后撤除舉高設(shè)備。

    11)岸橋加高后康復(fù)調(diào)試;直梯、斜梯、電纜等對(duì)接;電梯軌跡支架、軌跡規(guī)范節(jié)和齒條加長(zhǎng)段設(shè)備;銜接大車等區(qū)域拆開的機(jī)、電、液操控線路;調(diào)整高壓卷盤及電纜;康復(fù)岸橋的高壓供電;檢查相關(guān)線路和電器元器件的安裝狀況,進(jìn)行限位調(diào)整和程序調(diào)試。

    12)岸橋加高后按要求試車、驗(yàn)收及移交用戶。

    4結(jié)語

    1)新式舉高設(shè)備設(shè)備便利,質(zhì)量輕,運(yùn)用熟練后加高速度也可大幅進(jìn)步,運(yùn)輸便利,與傳統(tǒng)浮吊加高和舊式鏈板舉高設(shè)備相比較效益明顯;

    2)新式設(shè)備舉高質(zhì)量大、高度高,可在底部對(duì)接墊高,彼岸橋立柱切斷方位無約束,抗風(fēng)才能強(qiáng),突破了各種技能障礙,能適用于絕大部分岸橋,能加高國(guó)外不能加高的岸橋,具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。該新式鋼絞線式舉高設(shè)備主要是用來彼岸橋類產(chǎn)品進(jìn)行加高,后續(xù)也可依據(jù)市場(chǎng)需求開宣布針對(duì)軌跡吊產(chǎn)品、場(chǎng)橋產(chǎn)品的舉高設(shè)備。

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