雙起升岸邊集裝箱起重機(jī)小車改造方案

侯 銳 龍 剛

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

1 項(xiàng)目背景

某國際碼頭共有岸邊集裝起重機(jī)16臺，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃，10臺岸邊起重機(jī)的起升高度為41 m，4#～7#岸邊起重機(jī)的起升高度為43 m，2016年投入使用的15#～16#岸邊起重機(jī)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(yīng)碼頭生產(chǎn)情況的變化，在對岸橋加高和側(cè)面吊具開展充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定了初步改造方案。2#、3#泊位安裝側(cè)面吊具，將岸邊集裝起重機(jī)的起重高度提高3.7 m，考慮到1#泊位岸邊集裝起重機(jī)的起升實(shí)際高度，僅靠安裝側(cè)面吊具無法滿足碼頭的生產(chǎn)需要，因此，選擇對岸橋進(jìn)行加高設(shè)計或直接更換較高起升高度的岸邊集裝起重機(jī)。

為了保證改造方案的科學(xué)性、合理性，施工單位反復(fù)核算技術(shù)圖紙，并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，若對雙起升岸邊集裝箱小車實(shí)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(cè)面吊具，可適應(yīng)碼頭當(dāng)前的靠泊需要，保證1#泊位生產(chǎn)正常進(jìn)行。經(jīng)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(jìn)行改造，可增加岸邊集裝箱起重機(jī)的起升高度和伸前距，提升經(jīng)濟(jì)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(diǎn)內(nèi)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(diào)整小車附屬機(jī)構(gòu)，更換司機(jī)室聯(lián)動臺，不拆除原司機(jī)室內(nèi)，對相關(guān)程序進(jìn)行改造。在對小車進(jìn)行改造后，岸邊集裝箱起重機(jī)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(shù)量會影響小車改造的效果，經(jīng)核算主起升機(jī)構(gòu)卷筒直徑1 480 mm，各角的繩槽32圈，預(yù)留安全圈數(shù)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(wěn)定性核算

經(jīng)過科學(xué)測算后，確定改造后的小車輪壓和穩(wěn)定性均符號起重標(biāo)準(zhǔn)，岸橋整機(jī)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(shí)施

3.1 小車機(jī)械改造步驟

（1）預(yù)制小車總成，將驗(yàn)收合格的預(yù)制小車總成轉(zhuǎn)運(yùn)到施工現(xiàn)場，開展改造作業(yè)。在展開小車改造時，應(yīng)先編制科學(xué)合理的施工方案、施工進(jìn)度，并設(shè)計應(yīng)急預(yù)案，控制施工風(fēng)險，降低小車改造作業(yè)對碼頭船舶裝卸生產(chǎn)的影響。

（2）根據(jù)小車改造方案將原小車總成中附屬技術(shù)、主副吊具上架等設(shè)備拆除，并貫徹海事報備流程，在設(shè)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(jī)室吊裝放置在預(yù)先準(zhǔn)備好的地面胎架上。

（3）拆除原來小車上的備件，并將司機(jī)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(yè)。

3.2 小車電氣改造

（1）拆除小車硬件。

根據(jù)電氣改造規(guī)范，拆除小車電機(jī)，保留小車接觸器柜和進(jìn)線柜，并對小車進(jìn)行改造，預(yù)留備用主副起升驅(qū)動器，用以應(yīng)急。

（2）聯(lián)動臺改造。

按照聯(lián)動臺改造規(guī)范，拆除原聯(lián)動臺和指示燈，保留聯(lián)動臺中的主令手柄及底座等設(shè)施。

（3）主副起升接觸器柜內(nèi)部改造。

更新改造主副起升接觸器內(nèi)部的電機(jī)端子接線銅排和PLC反饋回路等，同時對其他柜內(nèi)的相關(guān)線路、配線實(shí)施變更作業(yè)。

（4）輔助控制柜內(nèi)改造。

變更輔助控制柜內(nèi)部的互鎖回路、PLC反饋回路，并對其他柜內(nèi)相關(guān)線路、配線進(jìn)行變更。

（5）PLC柜內(nèi)改造。

PLC柜內(nèi)改造應(yīng)先增加柜內(nèi)的主/副驅(qū)動器通信切換回路，變更驅(qū)動器回路、互鎖保護(hù)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(jī)8臺，自2016年起，岸橋的作業(yè)量約達(dá)到10萬個TEU時，小車后牽引鋼繩會發(fā)生斷股問題，將造成牽引鋼絲繩報廢的情況。對岸橋進(jìn)行充分調(diào)查，并將牽引鋼絲繩拆解后，牽引鋼絲繩斷股的原因?yàn)殇摻z繩壓板的定位誤差。

（1）鋼絲繩纏繞形式。

現(xiàn)階段，小車鋼絲繩壓板數(shù)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(yīng)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(yè)過程中鋼絲繩無法保持穩(wěn)定，鋼絲繩的松緊情況會使鋼絲繩在固定點(diǎn)上多次彎折，導(dǎo)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(fā)生傾斜，在小車起升作業(yè)和小車啟動、關(guān)閉過程中，均會影響鋼絲繩的穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)斷股問題。經(jīng)過相關(guān)人員的核算，牽引鋼絲繩在張緊狀態(tài)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(jìn)。

為了解決鋼絲繩在小車起升作業(yè)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(jìn)行改造，選擇使用活動壓板替換原來的固定壓板，并設(shè)計擋塊，避免活動壓板出現(xiàn)左右移位的情況。改進(jìn)鋼絲繩壓板可保護(hù)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(xiàn)斷股問題[1]。

4 小車改造效果分析

勘測碼頭實(shí)際的生產(chǎn)情況可知，原設(shè)計投入使用的雙起升岸橋未充分發(fā)揮作用，大部分情況下均用到單起升功能，閑置的起升機(jī)構(gòu)存在老化問題。

小車經(jīng)過改造，提高了雙起升岸邊集裝箱向小車和起升結(jié)構(gòu)的操作性、可行性，實(shí)現(xiàn)了提高起升高度的目標(biāo)，降低了小車架和吊具上架的重量，控制了設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率，提升了起升作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 改造成本對比

比較改造雙起升岸橋改造+安裝側(cè)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(yīng)滿足的施工條件、施工工期、加高范圍、費(fèi)用及適用性，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，雙起升岸橋小車改造+安裝側(cè)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(jīng)濟(jì)性，選擇使用雙起升岸橋小車改造+安裝側(cè)面吊具，可使岸橋起升高度達(dá)到47.7 m，側(cè)面吊具可靈活搭配使用，適應(yīng)于現(xiàn)階段碼頭起升作業(yè)的需求，對碼頭船舶裝卸作業(yè)較小。

4.2 小車改造后的節(jié)能分析

對雙起升岸橋小車進(jìn)行改造后，小車的整機(jī)重量降低了42 t，且運(yùn)行節(jié)能1.484 kWh。實(shí)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(yè)的數(shù)量為262 072次，按照當(dāng)前0.64 元/kWh的電價進(jìn)計算，2016年2臺雙起升岸橋節(jié)約電費(fèi)約為248 905.5元。

4.3 改造后節(jié)約維保成本

經(jīng)測算，應(yīng)用雙起升岸橋小車改造+安裝側(cè)面吊具岸橋改造方案后，每臺岸橋每年節(jié)約金額64 680.335元，具體如表2所示。

表2 實(shí)施小車改造后每臺岸橋減少的維保費(fèi)用

5 結(jié)語

綜上所述，實(shí)施小車改造可充分發(fā)揮雙起升岸橋限制機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，可增加岸橋的起升高度和前伸距，提升起升作業(yè)效率，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高碼頭運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效益，可在類似工程中廣泛應(yīng)用。