雙起升岸邊集裝箱起重機(jī)小車改造

李恩德

寧波大榭招商國際碼頭有限公司

1 引言

寧波大榭招商國際碼頭(簡稱大榭招商碼頭)現(xiàn)有16臺岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡稱岸橋)，其中4～7#岸橋起升高度為43 m，15～16#岸橋起升高度為49 m(2016年投用)，其余10臺起升高度均為41 m。根據(jù)我司碼頭規(guī)劃，1～3#泊位靠泊大型船舶，4#泊位靠泊小型船舶。隨著超大型船舶航次的逐年增加，起升高度43 m的4臺岸橋只能覆蓋2#、3#泊位作業(yè)范圍，無法滿足1#泊位超大型船舶作業(yè)要求。

經(jīng)計算，靠泊我司的最大船舶在全空箱、設(shè)計水位工況時，岸橋作業(yè)起升極限高度需達(dá)46.76 m。為滿足生產(chǎn)需要，對岸橋加高和側(cè)面吊具進(jìn)行調(diào)研，初步得出結(jié)論：通過安裝側(cè)面吊具，起升高度提高3.7 m，基本上可以滿足該船舶在2#、3#泊位的作業(yè)要求。但是1#泊位岸橋起升高度僅為41 m，即使采用側(cè)面吊具，其起升高度也無法滿足超大型船舶的作業(yè)要求，需進(jìn)行岸橋加高改造或者采購起升高度更高的岸橋。

為獲取更加合理的方案，通過技術(shù)圖紙核算，我司雙起升岸橋(10～14#)大梁凈空高度為49.3 m，而4～7#岸橋大梁凈空高度為48.3 m，由于雙起升岸橋主小車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，起升高度比4～7#岸橋低。經(jīng)過理論計算，如將雙起升岸橋小車進(jìn)行改造，其起升高度可在41 m基礎(chǔ)上提升3 m，即起升高度可達(dá)44 m，再配合側(cè)面吊具，便可滿足1#泊位生產(chǎn)需求。

經(jīng)過技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)可行性分析，對2臺雙起升岸橋進(jìn)行了小車改造，有效地提高了岸橋的起升高度，增加了前伸距。改造后的岸橋性能更加穩(wěn)定，維護(hù)成本更低，用最短的時間、最少的改造成本解決了岸橋作業(yè)存在的瓶頸，提升了船舶作業(yè)效率。

2 小車改造方案介紹

2.1 更換小車架總成

此次改造主要是把原來的小車架拆除，換成單起升的小車架總成，保留原有的司機(jī)室，拆除副起升機(jī)構(gòu)、雙吊具上架連接機(jī)構(gòu)，調(diào)整相關(guān)的附屬機(jī)構(gòu)位置，更換司機(jī)室聯(lián)動臺，修改程序等，以實現(xiàn)既定的功能。改造后，起升高度由原來的41 m提高到44 m，前伸距由63 m增加到65 m。小車改造前后示意圖見圖1。

圖1 改造前后對比示意圖

2.2 起升卷筒繩槽核算

主起升機(jī)構(gòu)卷筒直徑1 480 mm，每個角的繩槽32圈，預(yù)留安全圈數(shù)3圈，卷筒繩槽可用起升高度=(32-3)/2×1.480×3.141 6=67.4 m，改造后起升高度為44+18=62 m，卷筒繩槽圈數(shù)滿足改造要求。

2.3 輪壓及穩(wěn)定性核算

小車改造后，整機(jī)減少重量約104 t，每輪平均減少3 t。起升安全載荷由雙起升吊具下80 t減少至吊具下65 t，有效的減少了整機(jī)重量、小車重量、吊具上架、吊重等引起的輪壓。經(jīng)核算，改造后輪壓和穩(wěn)定性均滿足要求。

輪壓核算見表1。

表1 小車改造后輪壓計算(節(jié)選)

整機(jī)穩(wěn)定性核算見表2。

表2 小車改造后整機(jī)穩(wěn)定性核算(節(jié)選)

3 小車改造實施

3.1 小車機(jī)械改造步驟

提前制作好小車總成，到貨驗收后啟動現(xiàn)場改造。改造前，制定好施工計劃與進(jìn)度表，編制施工風(fēng)險與應(yīng)急預(yù)案，確保改造任務(wù)順利完成，減少施工對現(xiàn)場船舶裝卸作業(yè)的影響。此次小車總成的吊裝租用1 200 t浮吊完成，需要確定好吊裝時間。

拆除舊小車總成多余機(jī)構(gòu)和主副起升鋼絲繩、主副吊具上架等。提前做好浮吊的海事報備，浮吊在指定的海域待命。小車開到大梁最前端，拆除小車鋼絲繩、小車防跳結(jié)構(gòu)、拖令電纜、大梁前端護(hù)欄等，浮吊到位后把小車架連同司機(jī)室吊裝放到地面準(zhǔn)備的胎架上。

把舊小車架上的司機(jī)室、吊具電纜總成、水平輪、起升滑輪組等備件拆裝到新小車架上，再用浮吊把小車總成吊裝到位。

安裝起升、小車鋼絲繩，前大梁小車車檔移位，司機(jī)室跳水平臺、維修平臺抬高，安裝小車架附屬機(jī)構(gòu)。

3.2 小車電氣改造

對小車的電氣控制部分改造內(nèi)容見表3。

表3 小車電氣改造內(nèi)容

4 小車改造效果分析

我司的雙起升岸橋投用至今基本上只用到單起升功能，另外一套起升機(jī)構(gòu)一直閑置，液壓系統(tǒng)老化嚴(yán)重，故障率很高。改造后，小車、起升結(jié)構(gòu)更加簡單，不僅提高了起升高度，還降低了設(shè)備故障率。小車架及吊具上架重量大幅減少，有效降低了小車軌道和小車牽引鋼絲繩的載荷，延長其使用壽命。

4.1 改造成本對比

對比岸橋加高、采購新岸橋，此次改造成本較低。3種改造方案的對比見表4。

表4 小車改造增高與其它方式對比

由于超大型船舶配載艙頂為空箱，小車改造后配合側(cè)面吊，岸橋起升高度達(dá)到47.7 m，基本滿足作業(yè)要求。對比岸橋加高方案，小車改造方案加上側(cè)面吊價格僅為岸橋加高方案的37.6%，且側(cè)面吊可以靈活調(diào)配使用，提高利用率。新購岸橋價格為雙改單配合側(cè)面吊的33.3倍，且岸橋上岸后位置相對固定，不能靈活調(diào)配。對比岸橋加高，小車改造時間控制在20 d內(nèi)，對碼頭船舶作業(yè)影響較小。

4.2 小車改造后的節(jié)能分析

本次改造后，小車重量(含吊具及上架重量)減少42 t，根據(jù)動能公式計算，改造后小車運行節(jié)能1.484 kWh/Mov。改造后，2016年2臺岸橋作業(yè)次數(shù)262 072 Mov，目前電價0.64元/kWh，故理論上改造后2016年2臺岸橋小車運行節(jié)約金額為1.484×262 072×0.64=248 905.5元。

起升、大車機(jī)構(gòu)運行情況不好估算和對比，忽略不計。

4.3 改造后節(jié)約維保成本

改造后，每臺岸橋每年節(jié)約的維保成本見表5。

表5 小車改造后每臺岸橋減少的維保費用

4.4 其他作用

改造后，小車自重減輕，小車后牽引鋼絲繩壽命預(yù)計可由10萬TEU延長至18萬TEU，節(jié)約了鋼絲繩的消耗成本。改造后，拆除的1套起升機(jī)構(gòu)可以當(dāng)備件，也可用在新購設(shè)備上，物盡其用，減少閑置浪費。

5 結(jié)語

通過小車改造，拆除了閑置的機(jī)構(gòu)，提高了岸橋的起升高度，提升了岸橋的作業(yè)能力，與其他加高方式相比，節(jié)約了大量的改造成本，并降低了維保成本，具有很好的性價比，可進(jìn)一步提升港口的競爭力。該改造方案可供其他碼頭參考借鑒。