多用途重吊船克令吊试验负荷设计分析

卢善兵 刘婷 王珏 金壬锋

摘  要：由于一些码头设施的限制，一种小型多用途重吊船应运而生。这类多用途船的显著特点是，大开口货舱，配备活动二甲板以及几台重型克令吊（200～400T及以上）。文章主要分析重型克令吊在安装完成后，负荷试验用的负荷设计分析。并以9500DWT多用途船为例。

关键词：多用途重吊船;克令吊;负荷试验

中图分类号：U663         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）01-0093-03

Abstract： Due to limited of facility in dock， one kind of multi-purpose heavy load crane ship is emerged as the times require. The mainly characteristic of this ship is full-opening cargo hold， with portable tween deck and several heavy lift cranes（200～400Tor more）. This article mainly analyzes the load design after crane installed and takes 9500DWT MPCV as an example.

Keywords： multi-purpose heavy load crane ship; crane; loading test

引言

9500DWT多用途重吊船一共布置有2台克令吊（主钩200T），全部布置在左舷，克令吊一共分成3大部分，分别为克令吊基座下部，克令吊基座上部及可令吊本体。其中克令吊基座下部由船厂制作安装，克令吊基座上部及本体由麦基嘉（MacGREGOR）提供，船厂负责安装。克令吊本体与克令吊上部用螺栓连接。具体如图1。

技术参数如下：

克令吊型号：GLH20015/10026-2 WH3530.5-2

起升能力-主钩，安全负荷

起升速度，慢速

起升速度，快速

起升能力-副钩，安全负荷

起升速度，慢速

起升速度，快速

摆臂时间

旋转速度，>SWL35ton

旋转速度，≤SWL35ton

起吊高度-主钩

起吊高度-副钩

克令吊在船上最大允许工作状态为横倾5°/纵倾2°。

当克令吊安装完成之后，为了检验克令吊本体及基座之间的焊缝强度以及验证克令吊的功能，需要进行负荷试验。对于负荷的设计，需基于克令吊的參数及船厂的实际情况进行设计，以9500DWT MPCV船为例。

9500DWT MPCV船配备的是2台最大起升重量为200T（主钩）的克令吊，最大旋转半径为26m，最小旋转半径为15m。根据总布置图，测量吊钩中心距回转半径范围内其他结构的最小距离，比如距上建前壁，前桅，克令吊基座之间的距离。根据实际测得的最小距离约3m，吊钩距舱盖最小高度约为14m。因此要求负荷半径一定要控制在3m以内，高度控制在14m以内，否则会与船体结构碰撞。

1 负荷类型的比较

一般负荷有3种：（1）重型水袋，内装海水;（2）大型水箱，内装海水;（3）钢性结构框，配固体配重块。下面分析下各自的优缺点，如表1。

对比发现，各方案均有自己的优缺点。以下以9500DWT MPCV船为例，如何考虑负荷的选取。

2 负荷的选取

2.1 方案a

先选取方案a，根据质量公式：

m=ρV

注：m-物体质量;ρ-物体密度;V-物体体积。

根据英劳船籍社规范要求，克令吊负荷试验需按照最大起升重量的1.1倍进行（200T×1.1=220T），功能试验按照最大起升重量进行（200T），取m 值为220T。

方案a的介质为海水，密度约为1.019吨/m3（以当地海水密度为准），根据质量公式，算出体积V=215.9立方米。一般重型水袋为球状，根据球体体积公式：

V=4/3×π×R3

注：π-圆周率，取3.14;R-球体半径

根据体积公式，算得半径R=3.72m。由于船体结构的限制，负荷的最大半径不得超过3m，由于水袋自身无法调节外形尺寸。因此，方案a排除。

2.2 方案b

选取方案b， 该方案中的介质也是海水，密度约为1.019吨/m3，根据质量公式，算出体积V=215.9m3。一般水箱为长方体，根据长方体体积公式：

V=L×W×H

注：L-长方体的长边长;W-长方体的短边长;H-长方体的高度。

由于船体结构限制，负荷的半宽值不能超过3m（吊钩处于水箱中心正上方位置），因此我们假设水箱的宽度为5.5m（吊钩距箱短边距离为2.75m<3m）。假设水箱的长度与高度相同，根据体积公式，算得长方体的长与高为8.87m。这个尺寸要求符合克令吊回转半径内的最低高度要求（8.81m<14m），长度方向没要求。考虑到水箱本体由钢板制作而成，在减去自身重量的情况下，水箱有进一步缩小的可能。当然，水箱的长度与高度可以根据船厂实际情况作调整，尺寸在要求的范围内均可。因此，方案b可行。

2.3 方案c

选取方案c，该方案中的介质是固体配重块，一个长方形的小箱子，内部塞满废钢并用混凝土浇注。假设按照钢材密度7.85吨/m3，由于小箱子内还有混凝土，因此实际密度约为钢的0.5～0.7倍（取决于填入废钢与混凝土之间的比例），我们按照钢材密度0.5倍计算，根据质量公式，算出体积V=56.1m3。一般刚性结构框为长方形，由于船体结构限制，负荷的半宽值不能超过3m（吊钩处于水箱中心正上方位置），因此我们假设结构框的宽度为3m（吊钩距箱短边距离为1.5m<3m）。假设结构框的长度与高度相同，根据体积公式，算得长方体的长与高为4.3m。这个尺寸符合克令吊回转半径内的最低高度要求（4.3m<14m），长度方向没要求。考虑到结构框需承载配重块的重量，结构框需用型材加强，因此长宽方向需要考虑加强结构尺寸。以9500DWT MPCV 船为例，加强型材使用的是400×300×12.5矩形管，因此，长宽方向增加了600mm宽度。高度方向增加了400mm。最终尺寸在我们要求的范围之内，满足要求，因此方案c可行。当然，结构框的长宽高可根据船厂实际材料的规格尺寸，作适当调整，达到材料最大利用率。

3 各方案优缺点分析及结论

综上分析，考虑到试验的效率以及结合船厂的实际情况，选取方案c。

对于配备200T及更高起升重量的重吊船，方案b与方案c相对来说，可行性更高。船厂可根据自身情况选择。

参考文献：

[1]Macgregor.克令吊设备资料[Z].