集装箱岸桥吊具挂舱的原因分析及应对措施

青岛前湾智能集装箱码头有限公司　张　卫　王培山　王延春　张　鹏



集装箱岸桥吊具挂舱的原因分析及应对措施

青岛前湾智能集装箱码头有限公司张卫王培山王延春张鹏

摘要：集装箱岸桥在船舶装卸作业过程中，岸桥吊具挂舱事故时有发生;瞬间的超负荷会对岸桥的金属结构和运行机构造成损伤，并可能引发钢丝绳断裂、坠箱，甚至桥吊大梁倾覆、司机室坠落等恶性事故。因此，岸桥制造商和设备用户都针对集装箱岸桥吊具的挂舱原因及应对措施做了大量的分析和改进工作。分析了集装箱岸桥吊具挂舱的6个方面原因，提出了2种安全保护方案。

关键词：集装箱岸桥； 吊具挂舱； 挂舱保护

1前言

集装箱岸桥吊具挂舱(简称吊具挂舱)统指在集装箱作业过程中，因各种原因造成岸桥吊具在起升过程中，与固定物(如船舱集装箱导槽，固定在船上的集装箱)发生钩挂或干涉，造成起升负荷瞬间严重过载，对起升机构和岸桥结构施加巨大过载冲击的非正常状态[1-2]。

吊具挂舱发生时，可大体根据吊具的带载情况将挂舱分为4类：空载吊具在舱里起升运行过程中，与船舱内集装箱滑道导槽发生干涉甚至钩挂；吊具起升时，吊具下挂载的集装箱与船舱内滑道导槽发生干涉甚至卡滞；吊具起升时，吊具下挂载的集装箱与其他集装箱的联系未脱离引起的挂舱；吊具和吊具下挂载的集装箱共同引起的挂舱[3-4]。

2集装箱岸桥吊具挂舱的原因分析

吊具挂舱的发生是设备本身、作业环境和人为主观因素叠加作用的结果，而从设备本身安全性出发，特别是随着码头作业自动化程度的进一步提高，人为主观因素得以弱化，有必要针对全时作业环境下，对设备本身引起的吊具挂舱原因加强分析[5-6]。吊具挂舱主要有如下6类原因。

2.1吊具原因引起的吊具挂舱

吊具在集装箱船舱内起升运行时，因吊具外周与船舱内任何部位发生钩挂或卡滞引起的吊具挂舱。在实际运行过程中,自身变形老化的吊具或导板变形的吊具，四角箱体或相应机构超出原设计包络尺寸，或者是吊具的四角导向装置效能不足，吊具伸缩梁定位不准或伸缩梁故障移动。在作业环境恶劣时，吊具的轻微缺陷得到放大，增加了吊具挂舱的发生概率，使小概率事件转化为必然事件。

2.2吊具下挂载的集装箱变形引起的吊具挂舱

变形的集装箱在集装箱船舶导槽(包括舱内和甲板上的导槽部分)内由吊具提升运行时，超出集装箱原设计包络尺寸的部分与船舶导槽或邻近装置发生的干涉或钩挂，增加了吊具挂舱的发生概率。

2.3船舱导槽变形引起的吊具挂舱

船舱导槽变形破坏了集装箱或吊具的运行轨迹环境，即使是吊具或集装箱具备理想的标准尺寸，也因原运行轨迹被变形的导槽突入，变形的导槽与吊具或集装箱发生干涉甚至钩挂卡滞成为必然，这也相应地增加了吊具挂舱的发生概率。

2.4集装箱船舶倾斜及吊具(或吊具下集装箱)倾斜引起的吊具挂舱

在集装箱装载过程中，船舶高度和倾斜度处于动态变化状态，若船缆在潮位变化过程中没有及时调整，船舶的晃动倾斜度和船舶在岸桥大车方向的位移足以累积到与吊具(或吊具下挂载的集装箱)提升轨迹发生交叉，以至于造成吊具(或吊具下挂载的集装箱)在提升过程中被干涉甚至卡滞；另一方面，集装箱船舶的船缆紧固合适，但由于吊具(或吊具下挂载的集装箱)的倾斜同样造成了提升轨迹与船舶舱位的既定允许轨迹的交叉，也会发生类似于船舶晃动时的吊具挂舱问题，而起重机自身吊具倾旋角度不合适或者吊具挂载的集装箱内货物配载不均衡造成的偏载，都会造成吊具(或吊具下挂载的集装箱)倾斜。

2.5待提升的集装箱与船舶或其他集装箱连接未脱离造成的吊具挂舱

当待提升的集装箱与船上的任何装置有人为的加固连接时，在此连接未解除即进行提升运行，也会造成吊具挂舱问题。

2.6操作人员操作原因引起的吊具挂舱

针对同等条件下特定的某一作业，不同的起重机操作人员以及装卸辅助配合人员将做出不同的操作反应，不同的操作反应必将产生不同的操作结果。

3降低吊具挂舱后对岸桥结构和相应机构冲击的安全保护方案

3.1目前采用的比较成熟的挂舱保护方案

根据目前的挂舱保护实现情况，可大体将相应装置划分为5个子模块，见表1。

把上述模块搭配组合，经过实际推广应用，形成了如下比较成熟的应用方案。

3.1.1负荷传感器+专用挂舱检测及信号生成模块+电控安全PLC/驱动紧停底层控制

(1)负荷传感器采用销轴式传感器，可以通过PLC对自负荷传感器测得的负荷值进行变化趋势判断，实现吊具挂舱的预保护，结合专用挂舱检测及信号生成模块能够快速准确地生成挂舱保护信号。

(2)挂舱保护信号分为3路参与挂舱保护，一路经总线输入到PLC中，参与逻辑控制，实现工作制动器和紧急制动器的抱闸；一路直接接入到变频器控制板中，自IGBT层停止对电机的电流输入；另外两路信号则传输到安全级I/O模块中，通过安全级工业总线控制实现变频器安全力矩关断。

3.1.2 挂舱保护油缸压力继电器(或挂舱保护油缸压力传感器)+电控安全PLC/底层驱动紧停控制+挂舱保护油缸被动压缩卸荷

(1)利用机械触点式挂舱保护油缸压力继电器或压力传感器，通过检测挂舱保护油缸压力实现挂舱保护信号的生成和输出。此种方案若采用机械式压力继电器，挂舱保护信号的反应时间相对延长。

(2)挂舱保护信号同样分为3路参与挂舱保护，一路经总线输入到PLC中，参与逻辑控制，实现工作制动器和紧急制动的抱闸；一路直接接入到变频器控制板中，自IGBT层停止对电机的电流输入；另外2路信号则传输到安全级I/O模块中，通过安全级工业总线控制实现变频器安全力矩关断。

(3)挂舱保护油缸通过自我液压系统控制，在挂舱保护油缸内压达到动作整定值时，挂舱保护油缸卸荷压缩，降低起升钢丝绳上载荷。

3.2推荐的岸桥吊具挂舱保护方案

采用负荷传感器+专用挂舱检测及信号生成模块+电控安全PLC/驱动紧停底层控制+挂舱保护油缸被动压缩卸荷的方案。此方案综合了方案3.1.1和方案3.1.2的优点，能够有效提高岸桥在设备本质安全方面的挂舱保护能力。

表1　挂舱保护装置比较表

4结语

通过对集装箱岸桥吊具挂舱原因的科学分析，认清岸桥挂舱问题发生的原因，利于形成科学有效的防范和补救措施，以岸桥的挂舱保护预防为主，大幅降低发生挂舱的几率。即使发生了不可避免的挂舱问题，也能够及时中断挂舱过程，使挂舱处于可控范围内，从而保证在岸桥作业过程中操作人员和岸桥整机的安全。

参 考 文 献

[1]杨冰霜. 岸桥吊具卡槽滞舱事故的预防与处理[J]. 港口装卸， 2006(6)：34-36.

[2]符敦鉴主编. 岸边集装箱起重机[M]. 武汉: 湖北科学技术出版社，2007.

[3]杨宇华. 岸边集装箱起重机构造及维护手册[M]. 武汉: 湖北科学技术出版社，2007.

[4]Ing. J. Verschoof著，刘宝静译. 起重机设计、使用和保养[M]. 上海: 上海科学技术出版社，2002.

[5]李宗昊. 岸桥挂舱保护装置的分析及计算[J]. 港口装卸，2011(198)4：25-26.

[6]张燕敏，王 健. 岸边集装箱起重机挂舱保护装置的设计[J]. 起重运输机械，2012(7)：24-27.

Cause Analysis and Remedy of Spreader Snag of Quayside Container Crane

Qingdao Qianwan Intelligent Container Terminal Co., Ltd

ZhangWeiWang PeishangWang YanchunZhang Peng

Abstract:During the handling process of container gantry cranes, spreader snag may occur sometimes.The momentary overload will damage the crane steel structure and run institutions and might cause serious accidents such as wire rope fracture,container falling,girder overthrow and operator cabin falling. Therefore, both gantry crane manufacturers and users have made great effort to analyze the cause of the spreader snag and also have done a lot of improvement. This article analyzes the cause of the spreader snag in 6 aspects,and it proposes two kinds of safety protection schemes.

Key words:container gantry crane; spreader snag; spreader snag protection

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.02.015

收稿日期：2015-11-20

张卫： 266000，山东省青岛市保税区同江路567号