姚業政



摘 要:本文主要針對小型船舶在潮差巨大的碼頭的上下困難情況,設計改進了小型登船設備,為其他相似工況提供設計依據。
關鍵詞:登船梯;潮差大;結構優化
一、 背景概
自 2008 年金融次貸危機以來,船舶行業市場進入了“冰川時代”,一批批船廠紛紛倒閉重組。中國船舶工業集團有限公司高瞻遠矚,布局大西南戰略,與上海船廠船舶有限公司、中船澄西船舶修造有限公司及廣西北部灣投資集團有限公司在廣西欽州合資組建了中船廣西船舶及海洋工程有限公司,布局宏大,立意深遠。根據集團公司的規劃布局,于廣西欽州市欽州港三墩作業區優先建造一個 10 萬噸級碼頭,以方便廣西公司對 10 萬噸級以下船舶的修理進行靠泊作業。
緣于經營市場局面的全面放開,公司承接了多艘 1000 噸級以下的公務船及拖輪等民用船舶的修理,出現在碼頭上靠泊的基本上是小型船舶。然而緣于欽州港三墩碼頭潮差巨大的原因,上下船舶的登乘梯十分不方便,因此需要針對此項問題進行工裝創新設計,以滿足上下小型船舶作業。
二、 基本情況
碼頭標高+7.0m,以果子山理論深度基準面為基準,歷史最高水位+5.77m,最低水位-0.89m。常見 1000 噸級船舶干舷 1m 至 2m 范圍,這樣在靠泊放置登船梯時,登船梯與海面夾角在 30°-65°范圍,其中極限工況如圖 2 所示。
常用的木質跳板或鋁制跳板為平板型式,人在如此巨大的角度下難以上下,此時經常需要更換搭設登船梯,調整其角度,以供作業人員上下。又因購買的鋁制登船梯等設備重量巨大,無法靠人力搬移,需要碼頭 60 噸門式起重機進行起重工作,費時費力。
三、 影響小船登船梯工作效率的因素
通過上述基本情況的介紹,可將影響小船登船梯工作效率的因素
歸納為以下兩個個方面:①碼頭潮差巨大;
②登船梯型式不合理,結構笨重;
四、 登船梯使用效率的改進
結合實際情況可知,在現有的地理位置、碼頭結構形式下,若要針對碼頭型式進行改造,經濟成本十分巨大,是不切實際的想法。因此在現有的條件下,針對登船梯的結構型式進行創新改進,是唯一可行的方法。
1. 型式改進
平板式登船梯(跳板)在干舷相近的船與船、船與碼頭之間的使用是十分方便的,但是顯然在如此極端潮差的碼頭上使用就顯得捉襟見肘。因此設計一款可在多變角度下均可使人平穩行走的登船梯勢在必行。
而本次的型式改進靈感就來源于固定弧形踏步鋁質舷梯【1】的結構形式,如圖 3 所示。
此踏步形式滿足了在 0°至 65°范圍內,腳板與其均有垂直于水平面的面接觸,摩擦力較大,使人可穩穩站在其上。
2. 結構優化
新登船梯的結構型式參考了鋁質舷梯,但是因鋁質舷梯的結構重量較大,不利于現場工人搬動,需對其結構重量進行減輕優化。
在優化的時候需考慮的因素有:一,重量不能太重,兩人能抬動為宜;二,按僅限一人同時通過,可承受集中動載荷 3KN。因此在設計時按長度 6m,寬度 600mm,高度 100mm,左右各選用兩根等邊角鋁L50X50X4 作為梯架,利用 MSTEEL 插件對其進行簡單計算,基本滿足要求,如圖 4 所示,重量在 100kg 左右。
3. 登船梯配套梯臺
為了更好的使用新設計的小船專用登船梯,考慮到小船甲板位置、高度等空間有限,設計一個與小船登船梯配套使用的可變高度登船小梯臺。這樣即可根據潮差,人工搬動登船梯,使其方便人員上下,如圖 5 所示,使用鋁方管制作,重量重 100kg 左右。
五、 結論
以上就是本文主要講述的關于小型登船設備在潮差巨大的碼頭的改進設計及其配套應用。人員上下時,可根據潮差情況自行搬動位置,減少了碼頭 60 噸門式起重機的使用,降低大量工時功耗,節約經濟成本。受經驗所限,未能全面詳盡談及結構計算過程等數據,略為遺憾。在上文所提及的設計應用并非多么高深的知識技術,僅是實際工作中的小小改進,希望能給公司的生產運行帶來一定幫助。
參考文獻:
[1] 固定弧形踏步鋁質舷梯,中華人民共和國國家標準,GB/T14360-93.
(中船廣西船舶及海洋工程有限公司)