多用途重吊船克令吊試驗負(fù)荷設(shè)計分析

盧善兵 劉婷 王玨 金壬鋒

摘 ?要：由于一些碼頭設(shè)施的限制，一種小型多用途重吊船應(yīng)運而生。這類多用途船的顯著特點是，大開口貨艙，配備活動二甲板以及幾臺重型克令吊（200～400T及以上）。文章主要分析重型克令吊在安裝完成后，負(fù)荷試驗用的負(fù)荷設(shè)計分析。并以9500DWT多用途船為例。

關(guān)鍵詞：多用途重吊船;克令吊;負(fù)荷試驗

中圖分類號：U663 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）01-0093-03

Abstract： Due to limited of facility in dock， one kind of multi-purpose heavy load crane ship is emerged as the times require. The mainly characteristic of this ship is full-opening cargo hold， with portable tween deck and several heavy lift cranes（200～400Tor more）. This article mainly analyzes the load design after crane installed and takes 9500DWT MPCV as an example.

Keywords： multi-purpose heavy load crane ship; crane; loading test

引言

9500DWT多用途重吊船一共布置有2臺克令吊（主鉤200T），全部布置在左舷，克令吊一共分成3大部分，分別為克令吊基座下部，克令吊基座上部及可令吊本體。其中克令吊基座下部由船廠制作安裝，克令吊基座上部及本體由麥基嘉（MacGREGOR）提供，船廠負(fù)責(zé)安裝。克令吊本體與克令吊上部用螺栓連接。具體如圖1。

技術(shù)參數(shù)如下：

克令吊型號：GLH20015/10026-2 WH3530.5-2

起升能力-主鉤，安全負(fù)荷

起升速度，慢速

起升速度，快速

起升能力-副鉤，安全負(fù)荷

起升速度，慢速

起升速度，快速

擺臂時間

旋轉(zhuǎn)速度，>SWL35ton

旋轉(zhuǎn)速度，≤SWL35ton

起吊高度-主鉤

起吊高度-副鉤

克令吊在船上最大允許工作狀態(tài)為橫傾5°/縱傾2°。

當(dāng)克令吊安裝完成之后，為了檢驗克令吊本體及基座之間的焊縫強度以及驗證克令吊的功能，需要進(jìn)行負(fù)荷試驗。對于負(fù)荷的設(shè)計，需基于克令吊的參數(shù)及船廠的實際情況進(jìn)行設(shè)計，以9500DWT MPCV船為例。

9500DWT MPCV船配備的是2臺最大起升重量為200T（主鉤）的克令吊，最大旋轉(zhuǎn)半徑為26m，最小旋轉(zhuǎn)半徑為15m。根據(jù)總布置圖，測量吊鉤中心距回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的最小距離，比如距上建前壁，前桅，克令吊基座之間的距離。根據(jù)實際測得的最小距離約3m，吊鉤距艙蓋最小高度約為14m。因此要求負(fù)荷半徑一定要控制在3m以內(nèi)，高度控制在14m以內(nèi)，否則會與船體結(jié)構(gòu)碰撞。

1 負(fù)荷類型的比較

一般負(fù)荷有3種：（1）重型水袋，內(nèi)裝海水;（2）大型水箱，內(nèi)裝海水;（3）鋼性結(jié)構(gòu)框，配固體配重塊。下面分析下各自的優(yōu)缺點，如表1。

對比發(fā)現(xiàn)，各方案均有自己的優(yōu)缺點。以下以9500DWT MPCV船為例，如何考慮負(fù)荷的選取。

2 負(fù)荷的選取

2.1 方案a

先選取方案a，根據(jù)質(zhì)量公式：

m=ρV

注：m-物體質(zhì)量;ρ-物體密度;V-物體體積。

根據(jù)英勞船籍社規(guī)范要求，克令吊負(fù)荷試驗需按照最大起升重量的1.1倍進(jìn)行（200T×1.1=220T），功能試驗按照最大起升重量進(jìn)行（200T），取m 值為220T。

方案a的介質(zhì)為海水，密度約為1.019噸/m3（以當(dāng)?shù)睾Ｋ芏葹闇?zhǔn)），根據(jù)質(zhì)量公式，算出體積V=215.9立方米。一般重型水袋為球狀，根據(jù)球體體積公式：

V=4/3×π×R3

注：π-圓周率，取3.14;R-球體半徑

根據(jù)體積公式，算得半徑R=3.72m。由于船體結(jié)構(gòu)的限制，負(fù)荷的最大半徑不得超過3m，由于水袋自身無法調(diào)節(jié)外形尺寸。因此，方案a排除。

2.2 方案b

選取方案b， 該方案中的介質(zhì)也是海水，密度約為1.019噸/m3，根據(jù)質(zhì)量公式，算出體積V=215.9m3。一般水箱為長方體，根據(jù)長方體體積公式：

V=L×W×H

注：L-長方體的長邊長;W-長方體的短邊長;H-長方體的高度。

由于船體結(jié)構(gòu)限制，負(fù)荷的半寬值不能超過3m（吊鉤處于水箱中心正上方位置），因此我們假設(shè)水箱的寬度為5.5m（吊鉤距箱短邊距離為2.75m<3m）。假設(shè)水箱的長度與高度相同，根據(jù)體積公式，算得長方體的長與高為8.87m。這個尺寸要求符合克令吊回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)的最低高度要求（8.81m<14m），長度方向沒要求。考慮到水箱本體由鋼板制作而成，在減去自身重量的情況下，水箱有進(jìn)一步縮小的可能。當(dāng)然，水箱的長度與高度可以根據(jù)船廠實際情況作調(diào)整，尺寸在要求的范圍內(nèi)均可。因此，方案b可行。

2.3 方案c

選取方案c，該方案中的介質(zhì)是固體配重塊，一個長方形的小箱子，內(nèi)部塞滿廢鋼并用混凝土澆注。假設(shè)按照鋼材密度7.85噸/m3，由于小箱子內(nèi)還有混凝土，因此實際密度約為鋼的0.5～0.7倍（取決于填入廢鋼與混凝土之間的比例），我們按照鋼材密度0.5倍計算，根據(jù)質(zhì)量公式，算出體積V=56.1m3。一般剛性結(jié)構(gòu)框為長方形，由于船體結(jié)構(gòu)限制，負(fù)荷的半寬值不能超過3m（吊鉤處于水箱中心正上方位置），因此我們假設(shè)結(jié)構(gòu)框的寬度為3m（吊鉤距箱短邊距離為1.5m<3m）。假設(shè)結(jié)構(gòu)框的長度與高度相同，根據(jù)體積公式，算得長方體的長與高為4.3m。這個尺寸符合克令吊回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)的最低高度要求（4.3m<14m），長度方向沒要求。考慮到結(jié)構(gòu)框需承載配重塊的重量，結(jié)構(gòu)框需用型材加強，因此長寬方向需要考慮加強結(jié)構(gòu)尺寸。以9500DWT MPCV 船為例，加強型材使用的是400×300×12.5矩形管，因此，長寬方向增加了600mm寬度。高度方向增加了400mm。最終尺寸在我們要求的范圍之內(nèi)，滿足要求，因此方案c可行。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)框的長寬高可根據(jù)船廠實際材料的規(guī)格尺寸，作適當(dāng)調(diào)整，達(dá)到材料最大利用率。

3 各方案優(yōu)缺點分析及結(jié)論

綜上分析，考慮到試驗的效率以及結(jié)合船廠的實際情況，選取方案c。

對于配備200T及更高起升重量的重吊船，方案b與方案c相對來說，可行性更高。船廠可根據(jù)自身情況選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]Macgregor.克令吊設(shè)備資料[Z].