蘭州市雁兒灣船舶起泊檢修系統機電部分設計研究

（甘肅建筑職業技術學院，甘肅 蘭州 730050）

本文作為《蘭州市雁兒灣船舶起泊檢修系統土建部分設計研究》一文的姊妹篇略去了工程概況一部分，對《蘭州市雁兒灣船舶修造基地建設項目》的船舶起泊系統中的以下兩個問題做了分析計算：

1）卷揚機噸位的選擇；

2）地錨尺寸的確定。

1 牽引、錨固系統設計

1）卷揚機：設計采用額定牽引力為15噸的橫拉式固定卷揚機作為牽引動力，單索牽引，由符合生產經營資質要求的廠商供貨，并負責上門安裝。

2）拖車：設計長3.5m，寬8.m，高0.7，軸距3.0m，輪中心4.0m。同時起泊檢修2只船舶，每只船舶起泊需用拖車2臺，共制作4臺。每臺拖車上配備特制固定船舶用千斤頂4只、倒鏈4套。

3）纜索：選用10t卷揚機標準配置的優質鋼絲繩，總長約450m，由卷揚機引出，繞過固定于拖車上的定滑輪，其中1股由卷揚機牽引，其余2股卷纏繞在卷揚機室門口的定滑輪、安裝在拖車上的動滑輪上。纜索中間經過檢修平臺與斜坡段交匯處的轉向滾軸滑輪，每隔10～12m支承在翻蓋式支承滑輪（托輪）上。起泊同一只船舶的2臺拖車之間柔性聯接，采用2股Φ30普通鋼絲繩，總長約50m，保證兩臺拖車之間的距離在7～55m間可調。

4）軌道：P43型重軌，軌道埋設在鋼筋砼面板內，中心距4.0m。軌頂標高最低端1496m，最高端1506m，軌道長度約150.572m。設計采用軌頂與斜坡段、檢修平臺表面高程完全一致，確保氣囊下水的可行性。

定滑輪錨固裝置：定滑輪錨固裝置共有三套（如圖1定滑輪錨固裝置布置圖），1號地錨主要用來錨固卷揚機和牽引船舶上水的定滑輪，2號、3號地錨主要用來錨固牽引氣囊下的轉向滑輪。水拖車牽引纜索的定滑輪的錨環設置在卷揚機室門口兩鋼軌正中間，錨固裝置由地錨塊、錨架、I14槽鋼、連接鋼筋等組成。地錨壓在卷揚機室后墻的正下方，使得卷揚機室的建筑重力和室內地下土體參與受力。錨架采用個別設計，埋置在室內地坪以下，只露出錨環部分。地錨施工時，必須與機電安裝施工同步配合進行。

圖1 定滑輪錨固裝置布置圖

5）轉向滑輪錨固裝置：轉向滑輪錨固在斜坡軌道段與檢修平臺連接處的枕梁預埋件上，枕梁端部承受斜坡段和檢修平臺上軌道梁傳來的荷載，跨中承受轉向滑輪傳來的斜壓力，按支承在彈性地基上的深梁進行設計。

6）起泊固定裝置：每臺拖車上配備特制固定船舶用千斤頂4只、倒鏈4副（套）。拖車肩長8.0m,千斤頂設計噸位60t，配備拖拉力70t四輪滑子2組。

7）卷揚機錨固：卷揚機室的地坪表面預埋2塊長3.5m的I14工字鋼，間距3.0m，與供貨廠家制作的金屬結構卷揚機底座固結。

8）移動式門式吊機：用于檢修平臺上船舶的起吊檢修，由門式吊車、軌道等組成，土建施工準備時，由供貨廠家另行設計、安裝和調試。

9）拉環：固定船舶用的地面錨拉環設置63個，分3路安裝，中路17個，兩側每路23個，檢修平臺上每路間距6.5m，同一路錨拉環相鄰間距4.0m；斜坡段左路間距5.5m，右路間距6.5m。拉環頂面與砼面板表面一致。

另外，為防止纜索鋼絲繩磨損，設置翻蓋式托輪9組（套），位于軌道中心線上。滑動裝置安裝在托輪蓋上，翻開時進入工作狀態，合蓋后頂面標高與地面標高一致。斜坡軌道段每隔10m布置1組（套），檢修平臺上托輪間距12m。

2 卷揚機噸位的選擇問題

在以前設計中選擇卷揚機噸位時是按滑動摩擦考慮拉力的，應按滾動摩擦考慮拉力，希望引起注意。

輪子要向上發生滾動（如圖2牽引系統受力分析圖）所示，輪子發生斜向上滾動的條件即:F>δG垂/r+G沿

式中：F-為沿斜面向上的拉力；δ-為滾動摩阻系數,取0.5mm；

G垂、G沿-分別為船的自重與托車的自重之和垂直斜面的分力與平行斜面的分力；r-為托車輪半徑，取300mm。

由坡度i=1:11，利用反三角函數得出坡角a=5.1944°

則sina=0.090535、cosa=0.995893、tana=0.090909。

圖2 牽引系統受力分析圖

由力的正交分解法對船舶進行受力分析，可得：

重力垂直斜面的分力：

G垂=G×cosa=2400000×0.995893=2390143.805 KN；

重力沿斜面的分力：

G沿=G×sina=2400000×0.090535=217284.5809 KN

最后得出卷揚機鋼絲繩的牽引力：

F>G垂×δ/r+G沿=2390143.8050.5/300+217284.5809

=221284.5809KN

由以上計算可知采用10t卷揚機時，需要1動1定滑輪按（圖3為船舶牽引鋼絲繩穿繞方法示意圖）布置即可。

圖3 船舶牽引鋼絲繩穿繞方法示意圖

3 結語

船舶起泊檢修系統涉及道橋，房建、機電等專業，在設計中需要綜合考慮。