岸邊集裝箱起重機的防風設計

吳釗丞，張向平

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

本文將對岸邊集裝箱起重機的風載荷產生特征和常用的防爬裝置、鉚釘裝置進行介紹，綜合運用提升防風效果。

1 岸邊集裝箱起重機風荷載的特征分析

港口的風荷載具有較大的不確定性，在計算和預測方面都存在較大的難度，特別是在作用于起重機時，整體的受力面可能存在較大差異。

總體而言，起重機風荷載在設計過程中常見的問題存在以下3個：①在使用港口地區天氣信息中，缺少對瞬時最大風速的預判，無法估計該區域的最大風力，對于可能產生的影響判斷依據不足。由于風產生過程具有的復雜性，在確定最大風力的過程中難度較大，很難直接確定某一區域穩定的風速大小，導致最大風速無法得到結果。②自然界的風是一種紊流空氣形成的能量表現，本身在時間和空間方面變化的可能極強，同時，在方向和強度大小方面也具有非線性變化的特征，在設計中不僅需要考慮最大風荷載承受力的影響，同時，還要對整體設備的應力集中情況進行分析，本身荷載非穩定作用，因此，只能進行轉化思考，將整個起重機作為一個整體來考慮。③由于風在運行過程中強度、壓力等都在發生快速的變化，在同一位置進行分析可能在短時間內風力產生極大的變化。在設計過程中，不僅需要考慮整體結構的承受力，而本身風壓力為動態變化的隨機狀態，需要進行靜態壓力處理。④設計人員可以通過試驗數據得到更好的模型計算模式，從而對起重機整體進行受力分析、壓力檢測變化等操作，但是很少對部件的某一個位置進行實際研究，無法得到有效的風阻力發生組件。

2 工作狀態防風裝置分析

防爬裝置是起重機的重要組成部分，由于本身起重機的質量有限，當出現瞬時的暴風時可能對正常運行狀態下的設備產生較大的影響，可能導致設備受到風荷載作用的影響而發生事故。當出現臨時大型陣風的問題時，起重機處于正在運行的狀態，沒有足夠的時間來保證起重機轉移至錨定位置處，或者沒有足夠的時間使整個起重機設備完成錨定插板的固定，無法及時建立錨定防風系統與起重機的聯系，因此，在起重機上配置防爬裝置是必要的。

通過名稱可以了解，該裝置可避免起重機受到暴風強大荷載的影響而發生移動。現階段，在港口防風設計過程中，防爬裝置目前常用的主要有夾輪器、防爬靴、頂軌器和夾軌器等，這些裝置能夠有效地通過增加起重機與地面之間摩擦力，保證起重機能夠不受到風的影響，從而提升軌道的安全性，防止出現滑道的情況。

2.1 頂軌器

頂軌器的主要特點有：①頂軌器的應用壓緊力和抗風能力受到軌道的影響，同時，由于在門框下位置的整體規模需要控制在20 m以內，如果該位置存在頂軌力，則會導致上拱效果明顯，整體的制動效果受到限制。②頂軌器在接觸的過程中，受到的直接影響因素之一為接觸壓力，可根據實際情況進行調整。③頂軌器只能在靜態進行制動，當本身設備處于正常應用狀態時，出現大風時沒有開展動態緊急制動的操作，此時，整體的應用效果較差。

2.2 夾軌器

夾軌器是指利用自身設備與軌道之間的連接，產生一定的夾緊軌道使用的力，從而抵抗環境風力的作用，降低風力的影響。夾軌器的不足主要存在以下幾個方面：①由于本身夾鉗的固定面積相對較小，存在一定的傾斜，因此，固定時的相對難度較大，加上本身的接觸關系為剛性接觸，整體的摩擦效果相對較弱，同時，起重機本身在運動狀態，自身會產生的振動，導致整體夾持效果有限，甚至出現失效的問題。②風向與軌道的方向相一致時，無法起到良好的鎖定效果；如果呈現水平關系，則整體的夾持效果受到的影響更大。③夾軌器只能在起重機靜止狀態下固定，如果在大風發生時，起重機處于運動狀態，整體的制動效果將會受到影響；④在軌道兩側槽內可能存在一定的垃圾，有可能影響夾軌器的正常使用；⑤夾軌器沒有按照我國適用的結構和標準進行處理，其主要原因在于軌道的整體形態布局成為錐子形。如果持續移動，則設備將會被上抬，無法滿足鎖定夾住固定要求。

2.3 大車車輪夾輪器

夾輪器是現階段開始推廣使用的新設備，整體實用性比較強，該裝置的工作過程中相當于在動輪位置按照能夠控制輪子轉動的制動器，該制動器能夠實現對大輪的有效固定，蝶形彈簧可以提供強大的夾緊力，保證車輪不發生前后轉動，利用制動器將其牢牢鎖住。

2.4 防爬靴

防爬靴可以有效防止突發陣風的影響，本身屬于增加動力性制動裝置，可以在起重機沿著軌道轉動一定距離之后效果達到最佳。防爬靴的不足之處有：①由于無法保證起重機在受力過程中每一個車輪的運動效果均一致，每一個靴子產生的鎖定效果均不同，有可能導致出現起重機結構扭曲問題；②在風雨共同作用下，整體的摩擦系數將會大大減小，同時，防爬靴本身質量不大，因此，在移動過程中很容易被帶動。

3 結束語

綜上所述，上述4種起重機防風設計裝置能夠滿足常規風荷載32～35 m/s速度下的風速固定，其中，最有效的處理措施是將全部的起重機車輪全部固定，這樣才能實現最好的防止移動效果，采用主動和被動輪裝制動器可以實現全部車輪的固定，保證防風效果。

參考文獻：

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