低姿態(tài)伸縮大梁式岸橋海運(yùn)綁扎方案

錢誠勝　趙欣

摘 要：振華公司為PSA意大利VTE碼頭公司制造的低姿態(tài)伸縮大梁式岸橋是我國國內(nèi)首次制造此類岸橋，也是首次整機(jī)大遠(yuǎn)洋

發(fā)運(yùn)此類岸橋。該整機(jī)發(fā)運(yùn)設(shè)計(jì)方案主要圍繞岸橋的伸縮式（平移）桁架結(jié)構(gòu)大梁和柔性結(jié)構(gòu)的懸掛系統(tǒng)兩大特點(diǎn)展開。

分別以“大梁與上橫梁綁扎”、“水平輪處綁扎”、“聯(lián)系梁綁扎”實(shí)施，最后經(jīng)過2個半多月的海上運(yùn)輸最終順利地抵

達(dá)用戶碼頭，完成了國內(nèi)首次低姿態(tài)岸橋的整機(jī)發(fā)運(yùn)。

關(guān)鍵詞：低姿態(tài)岸橋 伸縮大梁 桁架結(jié)構(gòu) 整機(jī)海運(yùn)

由于地理?xiàng)l件的限制，世界上有許多集裝箱碼頭都建在機(jī)場附近，這使得整個碼頭可能會處于飛行航道的下方。基于安全因素的要求，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門對碼頭配置的集裝箱起重機(jī)的高度有嚴(yán)格的限制要求。為此低姿態(tài)形式的集裝箱起重機(jī)成為這類港口碼頭的首選。上海振華公司為PSA意大利VTE碼頭公司制造的2臺低姿態(tài)岸橋是國內(nèi)首次制造此類型的岸橋，因而首次低姿態(tài)岸橋的整機(jī)海上運(yùn)輸是全新的課題。

常規(guī)岸橋的一般綁扎原則

目前常規(guī)岸橋的結(jié)構(gòu)中大梁部分是箱體結(jié)構(gòu)的，其海運(yùn)綁扎原則簡單而言：整體上是剛性綁扎，即通過焊接、螺紋等連接形式把岸橋上各個活動的節(jié)點(diǎn)約束住。海陸側(cè)門框、上下橫梁及前后大梁自身設(shè)計(jì)上強(qiáng)度基本能滿足一般工作工況，在不能滿足海運(yùn)要求時再局部加強(qiáng)。

低姿態(tài)岸橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

低姿態(tài)岸橋的獨(dú)特結(jié)構(gòu)相對于遠(yuǎn)洋整機(jī)發(fā)運(yùn)而言最大的難點(diǎn)在于：伸縮式的桁架結(jié)構(gòu)大梁和柔性結(jié)構(gòu)的懸掛系統(tǒng)。

1、桁架結(jié)構(gòu)大梁

在機(jī)械布局上為了盡量降低自重的影響，也為了便于布置起重機(jī)的關(guān)鍵部件（起升和小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)），故大梁采用了桁架結(jié)構(gòu)。從岸橋的制造基地發(fā)運(yùn)到目的地港口需要經(jīng)過2個多月時間的海上顛簸，途徑中國南海、非洲好望角等海區(qū)。因此在大梁的綁扎上采用預(yù)緊力達(dá)300KN的拉索綁扎是不適宜的，長時間的預(yù)緊力易使桁架大梁引起塑性變形。根據(jù)實(shí)際發(fā)運(yùn)的時間段，在“全球波浪數(shù)據(jù)庫”中謹(jǐn)慎地選取盡可能貼近實(shí)際地有義波高，并校核岸橋結(jié)構(gòu)的自身強(qiáng)度，最后確定采用焊板形式使大梁與門框的海陸側(cè)上橫梁焊接在一起。使綁扎做到簡單有效又不過于保守。

2、大梁懸掛系統(tǒng)

該系統(tǒng)的一個最大特點(diǎn)也是對海運(yùn)綁扎而言的一個難點(diǎn)是柔性系統(tǒng)，并且重心高度距離船甲板面42米以上。圖2為懸掛系統(tǒng)在門框處的截面視圖，圖中1～10處的標(biāo)識全為鉸點(diǎn)式連接。這樣的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)海運(yùn)綁扎時主要采用柔性綁扎的原則來進(jìn)行。

PSA意大利VTE碼頭的低姿態(tài)岸橋軌距為27.03米，自重為1350T；重心高度在軌道踏面以上32.3米。綜合考慮到在此期間中國南海及非洲好望角可能會有的惡劣氣候條件。以此為基礎(chǔ)，在“全球波浪數(shù)據(jù)庫”中以：1/1000平均值，6米浪、周期7.5～14.5秒、風(fēng)速26米/秒作為取值條件來計(jì)算海運(yùn)加速度。具體計(jì)算公式如下表（表中H為軌道踏面以上高度，單位：米）：

經(jīng)過計(jì)算校核，岸橋自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與海運(yùn)綁扎件已基本滿足海運(yùn)條件。此次海運(yùn)綁扎方案中的重點(diǎn)是大梁綁扎與懸掛系統(tǒng)的綁扎，其具體方案如下：

1、大梁綁扎

根據(jù)海運(yùn)的實(shí)際情況，船的橫向加速度較大對岸橋的影響最大，重心處加速度可達(dá)：0.7456g，是整個海運(yùn)過程中相對惡劣的工況。因此，通過焊接形式把大梁與門框的上橫梁連接使，使大梁的受力能順利傳導(dǎo)到強(qiáng)度更強(qiáng)的門框結(jié)構(gòu)上。

2、懸掛系統(tǒng)綁扎

懸掛系統(tǒng)是典型的柔性系統(tǒng)。共有5對鉸軸連接點(diǎn)（如圖5懸掛系統(tǒng)介紹），針對該系統(tǒng)的特點(diǎn)海運(yùn)綁扎分成兩部分進(jìn)行，分別是水平輪處的綁扎與聯(lián)系梁綁扎。

水平輪處的綁扎（如圖4）：其設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要是穩(wěn)定住大梁在所受的船體縱向力作用，配合大梁的焊板綁扎使大梁在平面上的兩個方向都得到了約束。而且該綁扎直接利用了岸橋上原有的水輪裝配支架并通過螺栓形式連接，對岸橋的本體結(jié)構(gòu)上的影響較小，實(shí)際裝拆都較為便捷。

聯(lián)系梁綁扎（如圖5）：其設(shè)計(jì)主要考慮的因素是，一、聯(lián)系梁本身自重并不大但聯(lián)系梁是由懸桿、聯(lián)桿等與門框連接在一起，二、大梁的重量全部由懸掛系統(tǒng)承擔(dān)。因此，利用車擋與加強(qiáng)筋的形式使大梁與下輪裝配綁扎在一起；聯(lián)系梁與立柱處利用墊塊墊實(shí)（不焊接），也主要是順勢利用岸橋自身結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。整個懸掛系統(tǒng)的綁扎是柔性的，這是針對桁架結(jié)構(gòu)大梁的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，柔性綁扎的優(yōu)點(diǎn)就是可以適當(dāng)?shù)蒯尫旁诤＿\(yùn)工況下產(chǎn)生一定應(yīng)力。

實(shí)施效果

意大利低姿態(tài)伸縮大梁式岸橋經(jīng)過2個半月的海上運(yùn)輸順利抵達(dá)了意大利用戶碼頭。岸橋的完整性得到極大的保證。首次低姿態(tài)岸橋的整機(jī)發(fā)運(yùn)獲得了成功，本次發(fā)運(yùn)方案的成功實(shí)施對伸縮大梁式低姿態(tài)岸橋的海上整機(jī)發(fā)運(yùn)項(xiàng)目具有積極的探索意義。在此次海運(yùn)綁扎過程中，進(jìn)行了很多大膽的創(chuàng)新，收到了很好的成效，總結(jié)主要以下兩點(diǎn)：

1、桁架結(jié)構(gòu)的大梁綁扎

常規(guī)箱梁岸橋的前大梁綁扎采用鉸點(diǎn)綁扎和拉索綁扎兩部分，組合起來綁扎好岸橋（前）大梁的。本項(xiàng)目針對桁架結(jié)構(gòu)的大梁特點(diǎn)，分析實(shí)際可能出現(xiàn)的海運(yùn)條件下合理選取海運(yùn)中的有義波高、計(jì)算海運(yùn)加速度，綜合分析各方面因素，取消了大梁拉索綁扎，轉(zhuǎn)而采用焊板來綁扎。此舉既減少了拉索的使用，簡化了綁扎的工作量，更減少了岸橋到用戶碼頭上岸后的解綁工作量以及現(xiàn)場對大設(shè)備的依賴。

2、懸掛系統(tǒng)的柔性綁扎

懸掛系統(tǒng)是由一系列拉桿與鉸軸來組成的，是一個柔性結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。這個柔性結(jié)構(gòu)是岸橋工作所必須的。如果按常規(guī)岸橋的綁扎思路進(jìn)行剛性綁扎，即把可能的活動點(diǎn)都通過焊接或螺紋等連接形式進(jìn)行剛性約束則綁扎的工作量與材料耗費(fèi)都必然很大且都是高空作業(yè)。懸掛系統(tǒng)宜采用柔性綁扎并盡量利用岸橋本體上現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和部件來進(jìn)行綁扎。最后，懸掛系統(tǒng)的綁扎主要通過：聯(lián)系梁與門框立柱之間用墊板墊實(shí)、下滾輪雙車擋防跳、水平輪位置綁扎等實(shí)現(xiàn)了懸掛系統(tǒng)的綁扎收到較好的效果，從現(xiàn)場解綁恢復(fù)來看，工作進(jìn)度也較為理想。

結(jié)束語

該方案實(shí)施時國內(nèi)、外同行業(yè)中尚無此類技術(shù)方案，低姿態(tài)伸縮大梁式岸橋是振華公司的國內(nèi)首創(chuàng)項(xiàng)目，本海運(yùn)技術(shù)方案適應(yīng)了岸橋結(jié)構(gòu)的多元化，使岸橋整機(jī)運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)也更賦多樣性。其低姿態(tài)岸橋的整機(jī)海上運(yùn)輸技術(shù)也有著廣泛的應(yīng)用前景。

（作者單位：上海振華重工股份有限公司）