雙起升岸邊集裝箱起重機小車改造方案

侯 銳 龍 剛

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

1 項目背景

某國際碼頭共有岸邊集裝起重機16臺，根據設計標準和規劃，10臺岸邊起重機的起升高度為41 m，4#～7#岸邊起重機的起升高度為43 m，2016年投入使用的15#～16#岸邊起重機的起升高度為49 m，其中1#～3#泊位靠泊船舶為大型船舶，4#泊位靠泊船舶為小型船舶。

為了適應碼頭生產情況的變化，在對岸橋加高和側面吊具開展充分調查的基礎上，確定了初步改造方案。2#、3#泊位安裝側面吊具，將岸邊集裝起重機的起重高度提高3.7 m，考慮到1#泊位岸邊集裝起重機的起升實際高度，僅靠安裝側面吊具無法滿足碼頭的生產需要，因此，選擇對岸橋進行加高設計或直接更換較高起升高度的岸邊集裝起重機。

為了保證改造方案的科學性、合理性，施工單位反復核算技術圖紙，并分析相關數據，若對雙起升岸邊集裝箱小車實施改造，可將原來岸橋的起升高度升至44 m，小車改造配合安裝側面吊具，可適應碼頭當前的靠泊需要，保證1#泊位生產正常進行。經過對改造方案的充分討論及檢查改造效果可知，就小車改造方案對2臺雙起升岸橋進行改造，可增加岸邊集裝箱起重機的起升高度和伸前距，提升經濟可行性、合理性，在提升岸橋性能的同時，減少了岸橋改造成本。

2 小車改造方案介紹

2.1 更換小車架總成

本碼頭工程雙起升岸邊集裝箱小車改造方案的重點內容為更換小車架總成，將以往雙起升的小車架更換為單起升的小車架，調整小車附屬機構，更換司機室聯動臺，不拆除原司機室內，對相關程序進行改造。在對小車進行改造后，岸邊集裝箱起重機的起升高度升至44 m，前伸距提高至65 m。

2.2 起升卷筒繩槽核算

起升卷筒繩槽數量會影響小車改造的效果，經核算主起升機構卷筒直徑1 480 mm，各角的繩槽32圈，預留安全圈數3圈，卷筒繩槽可使用起升高度滿足改造要求，即67.4 m。

2.3 輪壓及穩定性核算

經過科學測算后，確定改造后的小車輪壓和穩定性均符號起重標準，岸橋整機的重量降低，每輪重量約降低3 t，共降低104 t，雙起升吊具下重量降至65 t。

3 小車改造實施

3.1 小車機械改造步驟

（1）預制小車總成，將驗收合格的預制小車總成轉運到施工現場，開展改造作業。在展開小車改造時，應先編制科學合理的施工方案、施工進度，并設計應急預案，控制施工風險，降低小車改造作業對碼頭船舶裝卸生產的影響。

（2）根據小車改造方案將原小車總成中附屬技術、主副吊具上架等設備拆除，并貫徹海事報備流程，在設計好的海域安排浮吊輔助施工，浮吊就位后可將小車架和司機室吊裝放置在預先準備好的地面胎架上。

（3）拆除原來小車上的備件，并將司機室、吊具電纜總成等備件安裝到新小車車架上，利用浮吊輔助施工，開展新小車總成吊裝作業。

3.2 小車電氣改造

（1）拆除小車硬件。

根據電氣改造規范，拆除小車電機，保留小車接觸器柜和進線柜，并對小車進行改造，預留備用主副起升驅動器，用以應急。

（2）聯動臺改造。

按照聯動臺改造規范，拆除原聯動臺和指示燈，保留聯動臺中的主令手柄及底座等設施。

（3）主副起升接觸器柜內部改造。

更新改造主副起升接觸器內部的電機端子接線銅排和PLC反饋回路等，同時對其他柜內的相關線路、配線實施變更作業。

（4）輔助控制柜內改造。

變更輔助控制柜內部的互鎖回路、PLC反饋回路，并對其他柜內相關線路、配線進行變更。

（5）PLC柜內改造。

PLC柜內改造應先增加柜內的主/副驅動器通信切換回路，變更驅動器回路、互鎖保護回路等，再變更其他配柜線路、配線。

3.3 鋼絲繩壓板改造

某公司共有雙起岸邊集裝箱起重機8臺，自2016年起，岸橋的作業量約達到10萬個TEU時，小車后牽引鋼繩會發生斷股問題，將造成牽引鋼絲繩報廢的情況。對岸橋進行充分調查，并將牽引鋼絲繩拆解后，牽引鋼絲繩斷股的原因為鋼絲繩壓板的定位誤差。

（1）鋼絲繩纏繞形式。

現階段，小車鋼絲繩壓板數量為2塊，具體包括底板、面板，底板被焊接固定在小車架上，面板在變更完鋼絲繩后，被螺栓固定在小車架上，面板固定應保證其可充分夾緊鋼絲。

鋼絲繩纏繞形式需要保持壓板繩槽和改向滑輪1、2的繩槽的一致性，使其完全處于同一直線上，若壓板繩槽和改向滑輪的方向未完全處在存在同一直線上，小車在起升作業過程中鋼絲繩無法保持穩定，鋼絲繩的松緊情況會使鋼絲繩在固定點上多次彎折，導致鋼絲繩疲勞斷股。鋼絲繩纏繞方式存在不足，在蓋板壓緊鋼絲繩時，鋼絲繩會發生傾斜，在小車起升作業和小車啟動、關閉過程中，均會影響鋼絲繩的穩定性，進而導致鋼絲繩出現斷股問題。經過相關人員的核算，牽引鋼絲繩在張緊狀態下與鋼絲繩壓板底板的間隙具體為8～10 mm。

（2）鋼絲繩壓板形式改進。

為了解決鋼絲繩在小車起升作業時無法與改向滑輪槽、鋼絲繩壓板保持在同一直線上的問題，對鋼絲繩壓板形式進行改造，選擇使用活動壓板替換原來的固定壓板，并設計擋塊，避免活動壓板出現左右移位的情況。改進鋼絲繩壓板可保護鋼絲繩，并解決鋼絲繩和壓板、滑輪繩槽不完全在同一直線上的問題，有效避免鋼絲繩出現斷股問題[1]。

4 小車改造效果分析

勘測碼頭實際的生產情況可知，原設計投入使用的雙起升岸橋未充分發揮作用，大部分情況下均用到單起升功能，閑置的起升機構存在老化問題。

小車經過改造，提高了雙起升岸邊集裝箱向小車和起升結構的操作性、可行性，實現了提高起升高度的目標，降低了小車架和吊具上架的重量，控制了設備故障出現的頻率，提升了起升作業的經濟效益。

4.1 改造成本對比

比較改造雙起升岸橋改造+安裝側面吊具（方案1）、加高岸橋（方案2）、采購新岸橋（方案3）三種小車改造增高方案的應滿足的施工條件、施工工期、加高范圍、費用及適用性，經對比發現，雙起升岸橋小車改造+安裝側面吊具小車改造增高方式，方案1改造成本較低，適用性高。

小車改造增高與其他改造方式對如表1所示。

表1 小車改造增高與其他方式對比

綜合考慮船舶類型、經濟性，選擇使用雙起升岸橋小車改造+安裝側面吊具，可使岸橋起升高度達到47.7 m，側面吊具可靈活搭配使用，適應于現階段碼頭起升作業的需求，對碼頭船舶裝卸作業較小。

4.2 小車改造后的節能分析

對雙起升岸橋小車進行改造后，小車的整機重量降低了42 t，且運行節能1.484 kWh。實施小車改造方案后即2016年后，2臺雙起升岸橋開展起升作業的數量為262 072次，按照當前0.64 元/kWh的電價進計算，2016年2臺雙起升岸橋節約電費約為248 905.5元。

4.3 改造后節約維保成本

經測算，應用雙起升岸橋小車改造+安裝側面吊具岸橋改造方案后，每臺岸橋每年節約金額64 680.335元，具體如表2所示。

表2 實施小車改造后每臺岸橋減少的維保費用

5 結語

綜上所述，實施小車改造可充分發揮雙起升岸橋限制機構的應用，可增加岸橋的起升高度和前伸距，提升起升作業效率，降低運行維護成本，提高碼頭運營的經濟效益，可在類似工程中廣泛應用。