岸邊集裝箱起重機的防風設計的研究

彭鑫

摘要：為防止風災對岸邊集裝箱起重機造成影響，本文將對其防風設計展開研究，主要從防風設計的兩個要點著手，提出對應設計方法。采用文中方法可最大限度的防止風災影響，起到保障岸邊集裝箱起重機使用安全，避免不必要事件發生。

關鍵詞：風災;岸邊集裝箱起重機;防風設計

0.引言

岸邊集裝箱起重機體積龐大，且所處地域環境風力較大，故使用中會受到較強的風力影響，隨即可能出現起重機斷裂、倒塌等現象，這些現象不僅會造成巨大的經濟損失，還很容易危及周邊人員生命。因此為了保障岸邊集裝箱起重機使用安全，有必要對其防風設計展開相關研究。

1.配重改造

1.1配重選型

配重是比較傳統的岸邊集裝箱起重機防風設計，其主要的原理是通過重量來保持起重機穩定，避免風災影響，其確實具有一定效果，故在當前防風設計中可以繼續沿用配重方法。但隨著技術的發展，起重機配重也出現了多種形式，當前比較主流的有兩種，即混凝土鋼板、注水系統，這兩種配重形式各有優劣，故要慎重選擇。首先是混凝土鋼板，該配重形式很早就得到了廣泛使用，在一定程度上能增加起重機的穩定性，但該配重形式的配重量固定，無法應對過強風災，同時固定配重與碼頭輪壓存在沖突，因此混凝土鋼板配重主要是作為臨時配重來使用的。其次是注水系統，該配重形式主要是通過海水來增加重量，其優勢在于海水作為一種流動性介質能夠快速釋放內部應力，且該系統配重量可調節，可以長期使用，但海水存在一定的腐蝕性，且比重較小，這是其缺陷所在。著眼于兩大配重形式的優缺點，本文出于配重性能考慮，主要選擇注水系統，當該系統在整體防風設計中僅屬于輔助系統[1]。

1.2注水系統設計

注水系統設計主要側重兩個要點。

第一，水泵選型。目前，注水系統中常見水泵包括自吸泵、潛水泵等各種類型，其中自吸泵安裝起來非常簡便，可直接安裝在岸橋海側下橫梁處，再從橫梁處銜接軟管即可抽取海水，而潛水泵則需要埋于水下淺層，依照揚程確認具體位置，可直接抽取海水，效率更快。相比之下，兩種水泵均有自身優劣，即自吸泵容易安裝，安裝后不受海浪等環境因素影響，但因為安裝位置遠離海面，所以可能出現吃水較淺的現象，抽取海水的效率比較慢，還要消耗大量能源。反之潛水泵優劣相反，因為直埋于海面下，所以可以快速抽水，但容易受到海水腐蝕性影響，同時易受環境因素干擾，如果環境惡劣還可能無法固定安裝。總體而言，水泵要嚴格依照現實環境來選型，才能夠保證實際的效果。

第二，橫梁防腐。如果選擇了自吸泵，就要展開岸橋海側下橫梁防腐工作，具體方法為：（1）在結構箱內布置好水袋，這樣才能夠保證海水不會直接接觸結構表面，起到隔水防腐作用;（2）在結構箱內壁表面涂抹防腐涂料，再增加底漆，底漆干膜厚度要達到320mm。同時防腐涂料必須要通過5000h鹽霧試驗，否則不可使用。兩種防腐方法也有優劣之分，即第一種方法的應用簡便，但經常需要維護，相對繁瑣，而第二種方法效果穩定，成本也不高，但工藝存在限制，經常發生結構邊角位置底漆干膜厚度不足的現象。著眼于區別，設計人員也要結合實際需求選擇，并嚴格依照要求展開防腐工作。

2.防風拉鎖應用

2.1防風拉鎖介紹

防風拉鎖是安裝在岸橋四個角上的設施，能夠有效起到防風效果，因此在防風設計中可以作為主要防風系統來使用。但防風拉鎖必須經過設計才可投入使用，原因在于很多設計不當的防風拉鎖存在防風能力不足的現象，面對較強的風災時經常出現被拉斷，甚至被連根拔起的現象，故防風拉鎖設計非常重要[2]。

2.2防風拉鎖設計

防風拉鎖設計中要注意兩大要點：

第一，防風拉鎖選型。防風拉鎖也有多種形式，其中主流的有鋼絲繩套環式防風拉鎖、柔性拉板防風拉鎖等，其中前者適用于岸橋體型小、風力不大的情況中，借助鋼絲繩的柔韌性可以有效起到防風作用，且該防風拉鎖的水平自由度較高。但鋼絲繩套環式防風拉鎖的抗拉能力有限，如果遇到較大風力載荷可能會被拉斷。而后者是在前者基礎上增設了柔性拉板推出的一種新型拉鎖，這種拉鎖具備前者的優勢，同時規避了前者劣勢，即柔性拉板防風拉鎖的受力過程與前者不同，是柔性拉板最先受力，如果載荷不高，則拉鎖本身并不受力，若載荷較高，超過了柔性拉板受力極限，拉板會開始屈服變形，再讓防風拉鎖受力，這時柔性拉板與防風拉鎖的受力能力會相互結合，形成更強的抗拉能力[3]。總體上，柔性拉板防風拉鎖在性能上更加有益，但其造價很高，因此要慎重選擇。

第二，防風拉鎖設計。無論選擇何種防風拉鎖，都要對其進行設計，具體設計方法有很多，本文僅以LRFD法為例進行論述。LRFD法的公式為STU=0.9×DL+1.0×WLS，其中STU是穩定力和傾覆力總和，代表上拔力，DL為起重機自重、WLS為風力，依照該公式可得防風拉鎖總和上拔力，如果其大于最大風速的載荷，就說明當前設計可行，反之則要繼續調整。另外，為了更好的進行對比，建議在設計之前先對最大風速進行測量，測量方法比較簡單，借助器具測算即可，此處不多加贅述。

3.結語

綜上，因為風力對岸邊集裝箱起重機具有較大影響，且大概率引起安全事故，所以在起重機應用中必須做好防風設計。該項設計工作要緊抓要點，慎重選型，最后再正式設計，確保成果能夠防止現實風力影響。

參考文獻：

[1]吳釗丞，張向平.岸邊集裝箱起重機的防風設計[J].科技與創新，2018，000（009）：P.119-120.

[2]吳松，吳亮.岸邊集裝箱起重機風振動分析[J].現代制造技術與裝備，2019，000（005）：142-143.

[3]崔曄，邵誠佳.防風鐵楔在岸邊集裝箱起重機防風改造中的應用[J].起重運輸機械，2019，（8）：98-101.