當(dāng)前流行的起重機(jī)抗風(fēng)方法,忽視了事故的第一共同點(diǎn),采取了加大設(shè)計(jì)風(fēng)速的辦法。起重機(jī)用戶經(jīng)常提出50m/sec,55m/sec,甚至7Ore/see的風(fēng)速數(shù)值,設(shè)計(jì)者直接將這些風(fēng)速作為起重機(jī)非工作設(shè)計(jì)風(fēng)速處理。在這么大的風(fēng)吹襲下,起重機(jī)的非工作穩(wěn)定性不夠,于是出現(xiàn)了一種新的防風(fēng)裝置——防風(fēng)拉索。這種裝置將起重機(jī)與碼頭連在一起,在大風(fēng)時(shí),防風(fēng)拉索給起重機(jī)一個(gè)向下垂直力,依賴這個(gè)力,起重得以不翻車。當(dāng)然,防風(fēng)拉索同時(shí)給碼頭一個(gè)向上垂直力,這就是所謂的“上拔力”。據(jù)此,碼頭設(shè)計(jì)者不得不將原來(lái)只能承受壓力、水平力的頭設(shè)計(jì)成還要能承受上拔力的結(jié)構(gòu)。
有必要簡(jiǎn)述一下風(fēng)。風(fēng)是個(gè)很復(fù)雜的自然現(xiàn)象,風(fēng)速是描述風(fēng)的一個(gè)量。常說(shuō)的風(fēng)速,是一種統(tǒng)稱,細(xì)分之有瞬時(shí)風(fēng)速、1分鐘平均速、2分鐘平均風(fēng)速、10分鐘平均風(fēng)速等。對(duì)于同一種風(fēng),這幾種風(fēng)速的數(shù)值是不同的,其中瞬時(shí)風(fēng)速數(shù)值最小,10分鐘平均風(fēng)速數(shù)值最大??梢杂?dm/sec,也可用70m/sec表示同一種風(fēng)。各行各業(yè)有各自的計(jì)算風(fēng)速。建筑行業(yè),因建筑質(zhì)量巨大,用10分鐘平均風(fēng)速作計(jì)算風(fēng)速較合理。起重機(jī)行業(yè),只能用2分鐘平均風(fēng)速作設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)速。用戶提出的風(fēng)速,數(shù)值較大,是瞬時(shí)風(fēng)速,不是2分鐘平均風(fēng)速,不宜把瞬時(shí)風(fēng)速直接引入起重機(jī)總體穩(wěn)定和抗風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算?,F(xiàn)在,用戶提出的風(fēng)速數(shù)值較高,并不意味著風(fēng)比從前大,也不意味著用戶對(duì)起重機(jī)抗風(fēng)要求提高了。
起重機(jī)抗風(fēng),防傾覆,關(guān)鍵在于防滑行。
起重機(jī)的滑行有2種情況,一是起重機(jī)處于非工作狀態(tài),起重機(jī)被風(fēng)吹而滑行;另一種是起重機(jī)處于工作狀態(tài),突發(fā)的風(fēng)將起重機(jī)吹得滑行。大部分事故是起重機(jī)處于非工作狀態(tài)時(shí)被風(fēng)吹滑行的,最后造成了傾覆。
有效的錨定就能杜絕這種事故。在此建議碼頭建筑方面多設(shè)錨定坑,讓每臺(tái)起重機(jī)都能錨定。如果沒有足夠多的錨定坑,有的港口將起重機(jī)用鋼索在水平沿軌方向拉住,也保證了安全。
本人有過論文分析起重機(jī)的滑行傾覆問題。論文建立了滑行運(yùn)動(dòng)微分方程式。微分方程求解的結(jié)果是:起重機(jī)的風(fēng)吹滑行速度雖然“越來(lái)越快”,但滑行速度有一個(gè)稱為“收尾速度”的極限值。這個(gè)極限值與起重機(jī)的運(yùn)行阻力有關(guān),阻力越大,收尾速度越小。對(duì)于港口大型起重機(jī),只要行走制動(dòng)器有效,起重機(jī)即使被風(fēng)吹動(dòng),滑行的收尾速度也不會(huì)很大,獲得這個(gè)速度的起重機(jī)的動(dòng)能,小于起重機(jī)傾覆必須的勢(shì)能,只要軌道盡頭的車檔可靠,起重機(jī)不會(huì)傾覆。起重機(jī)有可靠的行走制動(dòng)器;碼頭有牢固的車檔,有了這2個(gè)條件,起重機(jī)就不會(huì)在工作中被突發(fā)的陣風(fēng)吹翻。
在過去的一段時(shí)期內(nèi),起重機(jī)的行走制動(dòng)器處于虛設(shè)狀態(tài):制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)閘瓦不是緊抱制動(dòng)輪,而是輕輕地?cái)R在制動(dòng)輪上??梢钥吹降?,在行走機(jī)構(gòu)停車、其他機(jī)構(gòu)工作時(shí),起重機(jī)沿軌道的明顯晃動(dòng),就是這個(gè)原因?;蝿?dòng)縮短了結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,這是制動(dòng)器不良的弊病之一。制動(dòng)器不良的弊病之二就是造成了起重機(jī)的滑行,那時(shí),因制動(dòng)器的技術(shù)落后,行走機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器只能無(wú)可奈何地處于這種狀態(tài)。
制動(dòng)器所用的調(diào)速油路賦予制動(dòng)器良好的性能,例如可使制動(dòng)器緩慢上閘,制動(dòng)力矩逐漸施加的消振性能。從60年代開始,液力推桿有過3次引進(jìn),遺憾的是前面2次引進(jìn),偏偏將液力推桿的調(diào)整油路“簡(jiǎn)化”掉了。很可能就因?yàn)檫@個(gè)“簡(jiǎn)化”,造成了以后巨大的損失。好在第3次引進(jìn)保留了這條油路?,F(xiàn)在已經(jīng)有很多液力推桿,例如焦作制動(dòng)器廠的Ed推桿,就有上升閥、下降閥,可調(diào)節(jié),性能良好,特別適用于行走機(jī)構(gòu)。本人認(rèn)為,采用好的推桿,改善行走機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的性能,起重機(jī)的滑行問題已解決了一半。
很多起重機(jī)只有一半車輪是主動(dòng)輪,受制動(dòng)器管束,另一半是從動(dòng)輪,不受制動(dòng)器管束,作用在從動(dòng)輪上的輪壓不能產(chǎn)生有意義的防滑阻力。頂軌器和鎖輪裝置等防滑裝置的作用就是將作用在從動(dòng)輪上的輪壓利用起來(lái),使之產(chǎn)生有效的防滑阻力。
曾經(jīng)有一種頂軌器,利用了自鎖原理,起重機(jī)的自重可以不斷加到頂軌器上,直到一根軌道上所有輪子都落空,全部重量集中到頂軌器上,理論上說(shuō)這種頂軌器防滑(防爬)效果特別好。實(shí)際上這種頂軌器從來(lái)就沒起作用。不過也得虧它沒起作用,若它起作用,碼頭將承受比輪壓大得多的集中力,恐怕要損壞。
為保護(hù)碼頭,請(qǐng)慎用防風(fēng)拉索,因?yàn)榉菍iT設(shè)計(jì)的碼頭是不能承受“上拔力”的。簡(jiǎn)單的力學(xué)分析可知,防風(fēng)拉索實(shí)際上是“上拔力”發(fā)生器。只要起重機(jī)有水平移動(dòng),“上拔力”就給防風(fēng)拉索“制造出來(lái)”了,而且數(shù)值非常大。