岸边集装箱起重机的防风设计

2018-11-29吴钊丞张向平

科技与创新 2018年9期

关键词：防风起重机荷载

吴钊丞，张向平

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

本文将对岸边集装箱起重机的风载荷产生特征和常用的防爬装置、铆钉装置进行介绍，综合运用提升防风效果。

1 岸边集装箱起重机风荷载的特征分析

港口的风荷载具有较大的不确定性，在计算和预测方面都存在较大的难度，特别是在作用于起重机时，整体的受力面可能存在较大差异。

总体而言，起重机风荷载在设计过程中常见的问题存在以下3个：①在使用港口地区天气信息中，缺少对瞬时最大风速的预判，无法估计该区域的最大风力，对于可能产生的影响判断依据不足。由于风产生过程具有的复杂性，在确定最大风力的过程中难度较大，很难直接确定某一区域稳定的风速大小，导致最大风速无法得到结果。②自然界的风是一种紊流空气形成的能量表现，本身在时间和空间方面变化的可能极强，同时，在方向和强度大小方面也具有非线性变化的特征，在设计中不仅需要考虑最大风荷载承受力的影响，同时，还要对整体设备的应力集中情况进行分析，本身荷载非稳定作用，因此，只能进行转化思考，将整个起重机作为一个整体来考虑。③由于风在运行过程中强度、压力等都在发生快速的变化，在同一位置进行分析可能在短时间内风力产生极大的变化。在设计过程中，不仅需要考虑整体结构的承受力，而本身风压力为动态变化的随机状态，需要进行静态压力处理。④设计人员可以通过试验数据得到更好的模型计算模式，从而对起重机整体进行受力分析、压力检测变化等操作，但是很少对部件的某一个位置进行实际研究，无法得到有效的风阻力发生组件。

2 工作状态防风装置分析

防爬装置是起重机的重要组成部分，由于本身起重机的质量有限，当出现瞬时的暴风时可能对正常运行状态下的设备产生较大的影响，可能导致设备受到风荷载作用的影响而发生事故。当出现临时大型阵风的问题时，起重机处于正在运行的状态，没有足够的时间来保证起重机转移至锚定位置处，或者没有足够的时间使整个起重机设备完成锚定插板的固定，无法及时建立锚定防风系统与起重机的联系，因此，在起重机上配置防爬装置是必要的。

通过名称可以了解，该装置可避免起重机受到暴风强大荷载的影响而发生移动。现阶段，在港口防风设计过程中，防爬装置目前常用的主要有夹轮器、防爬靴、顶轨器和夹轨器等，这些装置能够有效地通过增加起重机与地面之间摩擦力，保证起重机能够不受到风的影响，从而提升轨道的安全性，防止出现滑道的情况。

2.1 顶轨器

顶轨器的主要特点有：①顶轨器的应用压紧力和抗风能力受到轨道的影响，同时，由于在门框下位置的整体规模需要控制在20 m以内，如果该位置存在顶轨力，则会导致上拱效果明显，整体的制动效果受到限制。②顶轨器在接触的过程中，受到的直接影响因素之一为接触压力，可根据实际情况进行调整。③顶轨器只能在静态进行制动，当本身设备处于正常应用状态时，出现大风时没有开展动态紧急制动的操作，此时，整体的应用效果较差。

2.2 夹轨器

夹轨器是指利用自身设备与轨道之间的连接，产生一定的夹紧轨道使用的力，从而抵抗环境风力的作用，降低风力的影响。夹轨器的不足主要存在以下几个方面：①由于本身夹钳的固定面积相对较小，存在一定的倾斜，因此，固定时的相对难度较大，加上本身的接触关系为刚性接触，整体的摩擦效果相对较弱，同时，起重机本身在运动状态，自身会产生的振动，导致整体夹持效果有限，甚至出现失效的问题。②风向与轨道的方向相一致时，无法起到良好的锁定效果；如果呈现水平关系，则整体的夹持效果受到的影响更大。③夹轨器只能在起重机静止状态下固定，如果在大风发生时，起重机处于运动状态，整体的制动效果将会受到影响；④在轨道两侧槽内可能存在一定的垃圾，有可能影响夹轨器的正常使用；⑤夹轨器没有按照我国适用的结构和标准进行处理，其主要原因在于轨道的整体形态布局成为锥子形。如果持续移动，则设备将会被上抬，无法满足锁定夹住固定要求。

2.3 大车车轮夹轮器

夹轮器是现阶段开始推广使用的新设备，整体实用性比较强，该装置的工作过程中相当于在动轮位置按照能够控制轮子转动的制动器，该制动器能够实现对大轮的有效固定，蝶形弹簧可以提供强大的夹紧力，保证车轮不发生前后转动，利用制动器将其牢牢锁住。

2.4 防爬靴

防爬靴可以有效防止突发阵风的影响，本身属于增加动力性制动装置，可以在起重机沿着轨道转动一定距离之后效果达到最佳。防爬靴的不足之处有：①由于无法保证起重机在受力过程中每一个车轮的运动效果均一致，每一个靴子产生的锁定效果均不同，有可能导致出现起重机结构扭曲问题；②在风雨共同作用下，整体的摩擦系数将会大大减小，同时，防爬靴本身质量不大，因此，在移动过程中很容易被带动。