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鋼絞線式新型岸邊集裝箱起重機抬高裝置設(shè)計

來源:全球起重機械網(wǎng)??人氣:5310
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     以往行內(nèi)常用的辦法是浮式起重機(以下簡稱浮吊)加高,經(jīng)過運送船將舊的岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)從用戶碼頭搬回岸橋制作基地,用浮吊吊裝方法對舊岸橋進行加高改造。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)的立柱對接成一體,最后再將加高后的舊岸橋用運送船運到用戶碼頭[1]。選用浮吊加高法雖在技能上可行,但因為從用戶碼頭轉(zhuǎn)移舊岸橋到岸橋制作基地需花費高昂的運費及舊機海運綁扎費用,運送船??坑脩舸a頭也會搶占碼頭的正常作業(yè)時間,搬回制作基地后還需動用大型浮吊資源,且有些老舊設(shè)備存在年頭長、結(jié)構(gòu)弱等缺點,經(jīng)過海運運到制作基地具有很大危險。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,遠隔重洋的歐美國際用戶更難以施行。

    自2009年第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備的研制成功,因其不需將岸橋運回制作基地,不占用碼頭泊位,也不需對碼頭進行特意加強及分載,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,這些岸橋因種種原因堵截面方位無法設(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個規(guī)范集裝箱)的最大舉高高度不是任何場合都能完成。受立柱堵截方位約束,岸橋立柱堵截方位越高則岸橋的可加高高度就越低,且第一代舉高設(shè)備因為結(jié)構(gòu)剛性較大,為保證鏈板的受力均勻,對提高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?;诖耍_發(fā)的鏈板頂升式舉高設(shè)備難以滿意這部分用戶的實際需求,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)備所面臨的堵截面高的瓶頸問題,極大提高了舉高作業(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)濟價值。新設(shè)備具有適應(yīng)性更廣、效能更高、設(shè)備與調(diào)試更簡單、保護和保養(yǎng)更便利的特點。圖1為新式鋼絞線式舉高設(shè)備在美國洛杉磯WBCT碼頭初次進行加高作業(yè)的現(xiàn)場照片。
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    圖1新式舉高設(shè)備在美國洛杉磯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,是對鏈板頂升式岸橋舉高設(shè)備的一種轉(zhuǎn)型升級,是彼岸橋傳統(tǒng)的浮吊加高方法的一次顛覆。直接針對重型岸橋(2000t以上),可在岸橋任意方位堵截,彼岸橋進行任意加高。

    該技能原理清晰明了,具有很強的操作性;實用性強,能夠運用到多種類似場合;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)運用,基本適應(yīng)一切岸橋,關(guān)于不同的場合,只需經(jīng)過少數(shù)的修改就能投入運用。新式鋼絞線式舉高設(shè)備底部可任意接高,不受岸橋立柱堵截面的約束,可很好的處理第一代舉高設(shè)備所遇到的加高瓶頸問題,能進行各種類型的岸橋加高。如美國洛杉磯碼頭、美國新澤西碼頭,需求在立柱聯(lián)絡(luò)橫梁處進行截腿,第一代鏈板頂升式舉高設(shè)備對此無能為力,此刻,新式鋼絞線式舉高設(shè)備就派上了用場,新舉高設(shè)備選用在提高支架下部設(shè)備接高段墊高,使提高挑梁能在提高支架底部與岸橋立柱上的牛腿對應(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。一起新設(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、提高支架2件、提高支架安穩(wěn)撐4件以及立柱牛腿4個等部分組成,最大舉高才能為2800t。

    圖2為鋼絞線式舉高設(shè)備各大硬件相互安置關(guān)系示意圖,提高支架是承受重壓的主體,它的底端固定在壓梁上。鋼絞線提高體系固定在提高支架上,其下端(固定端)與提高座固定聯(lián)接。鋼絞線是整個提高中傳遞力的紐帶,它穿過提高座及托梁,且每兩條鋼絞線組成一組,平行放置,它們的一端與底部托梁錨固,另一端在頂部提高座上方處于自在狀況,經(jīng)過鋼絞線支架對其進行導(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?。挑梁處于提高架?nèi)部,其兩頭經(jīng)過牛腿與岸橋立柱聯(lián)接,以完成彼岸橋上部結(jié)構(gòu)的提高。

    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)備的長處有:1)新式舉高設(shè)備的鋼絞線相關(guān)于第一代舉高設(shè)備的鏈板剛度小,傳力更均勻,不簡單呈現(xiàn)偏載狀況,對制作精度的要求低,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)的長度就可完成舉高設(shè)備對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)備的提高支架與壓梁間可經(jīng)過加高段任意調(diào)整高度,不受岸橋立柱堵截方位的約束。4)新設(shè)備的安穩(wěn)扶強角度保持不變,不會因提高支架的上移對受力發(fā)生影響。5)新設(shè)備加高高度更高,達9m有用高度(4個規(guī)范集裝箱),適用性更強。6)新設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單,質(zhì)量更輕,設(shè)備更便利。7)新設(shè)備原理更清晰,操控更簡單,保護更便利。應(yīng)用于美國洛杉磯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)橫梁處的立柱進行堵截,因為堵截方位高,第一代鏈板式舉高設(shè)備在其有用行程內(nèi)無法滿意彼岸橋的加高要求。應(yīng)美國用戶的要求,新式舉高設(shè)備在運往美國加高現(xiàn)場前需先在實驗岸橋上進行實驗。在美國用戶的見證下,新式舉高設(shè)備成功的將2200t的重型岸橋抬起,實驗獲得了用戶的認可。

    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)來確定其風(fēng)荷載。圖3為岸橋在風(fēng)荷載下的基本坐標(biāo)模型。風(fēng)對受風(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方向核算下來的風(fēng)荷載結(jié)果。

    關(guān)于起重機結(jié)構(gòu)中所運用的單根構(gòu)件,風(fēng)載荷的核算式為

    式中:F為風(fēng)載荷,A為所討論結(jié)構(gòu)部分的有用迎風(fēng)面積,q為與相應(yīng)規(guī)劃工況對應(yīng)的風(fēng)壓,Cf為所討論結(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)境荷載進行有限元分析。

    ①舉高組織主體結(jié)構(gòu)圖4、圖5分別為舉高設(shè)備在進行舉高作業(yè)時的應(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)力分析

    圖5舉高設(shè)備作業(yè)位移分析

    ②岸橋立柱+牛腿圖6、圖7分別為岸橋立柱和牛腿在進行舉高作業(yè)時的應(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)力分析

    圖7岸橋立柱與牛腿應(yīng)力分析

    3詳細施行方法

    1)岸橋立柱加高段及結(jié)構(gòu)加強件提前制作、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)堵截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,堵截斜梯和立柱內(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、鋼絞線提高體系等。

    8)如圖8所示,設(shè)備鋼絞線提高體系鋼絲,查看提高體系線路、零部件、限位,銜接操控體系,進行設(shè)備綜合調(diào)試。

    圖8鋼絞線提高體系示意圖

    9)選擇適宜氣候進行岸橋的舉高作業(yè)。堵截岸橋立柱,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,岸橋進行結(jié)構(gòu)加強。

    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、電纜等對接;電梯軌跡支架、軌跡規(guī)范節(jié)和齒條加長段設(shè)備;銜接大車等區(qū)域拆卸的機、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;查看相關(guān)線路和電器元器件的設(shè)備狀況,進行限位調(diào)整和程序調(diào)試。

    12)岸橋加高后按要求試車、驗收及移交用戶。

    4結(jié)語

    1)新式舉高設(shè)備設(shè)備便利,質(zhì)量輕,運用熟練后加高速度也可大幅提高,運送便利,與傳統(tǒng)浮吊加高和老式鏈板舉高設(shè)備相比較效益明顯;

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

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