岸边集装箱起重机的防风设计的研究

彭鑫

摘要：为防止风灾对岸边集装箱起重机造成影响，本文将对其防风设计展开研究，主要从防风设计的两个要点着手，提出对应设计方法。采用文中方法可最大限度的防止风灾影响，起到保障岸边集装箱起重机使用安全，避免不必要事件发生。

关键词：风灾;岸边集装箱起重机;防风设计

0.引言

岸边集装箱起重机体积庞大，且所处地域环境风力较大，故使用中会受到较强的风力影响，随即可能出现起重机断裂、倒塌等现象，这些现象不仅会造成巨大的经济损失，还很容易危及周边人员生命。因此为了保障岸边集装箱起重机使用安全，有必要对其防风设计展开相关研究。

1.配重改造

1.1配重选型

配重是比较传统的岸边集装箱起重机防风设计，其主要的原理是通过重量来保持起重机稳定，避免风灾影响，其确实具有一定效果，故在当前防风设计中可以继续沿用配重方法。但随着技术的发展，起重机配重也出现了多种形式，当前比较主流的有两种，即混凝土钢板、注水系统，这两种配重形式各有优劣，故要慎重选择。首先是混凝土钢板，该配重形式很早就得到了广泛使用，在一定程度上能增加起重机的稳定性，但该配重形式的配重量固定，无法应对过强风灾，同时固定配重与码头轮压存在冲突，因此混凝土钢板配重主要是作为临时配重来使用的。其次是注水系统，该配重形式主要是通过海水来增加重量，其优势在于海水作为一种流动性介质能够快速释放内部应力，且该系统配重量可调节，可以长期使用，但海水存在一定的腐蚀性，且比重较小，这是其缺陷所在。着眼于两大配重形式的优缺点，本文出于配重性能考虑，主要选择注水系统，当该系统在整体防风设计中仅属于辅助系统[1]。

1.2注水系统设计

注水系统设计主要侧重两个要点。

第一，水泵选型。目前，注水系统中常见水泵包括自吸泵、潜水泵等各种类型，其中自吸泵安装起来非常简便，可直接安装在岸桥海侧下横梁处，再从横梁处衔接软管即可抽取海水，而潜水泵则需要埋于水下浅层，依照扬程确认具体位置，可直接抽取海水，效率更快。相比之下，两种水泵均有自身优劣，即自吸泵容易安装，安装后不受海浪等环境因素影响，但因为安装位置远离海面，所以可能出现吃水较浅的现象，抽取海水的效率比较慢，还要消耗大量能源。反之潜水泵优劣相反，因为直埋于海面下，所以可以快速抽水，但容易受到海水腐蚀性影响，同时易受环境因素干扰，如果环境恶劣还可能无法固定安装。总体而言，水泵要严格依照现实环境来选型，才能够保证实际的效果。

第二，横梁防腐。如果选择了自吸泵，就要展开岸桥海侧下横梁防腐工作，具体方法为：（1）在结构箱内布置好水袋，这样才能够保证海水不会直接接触结构表面，起到隔水防腐作用;（2）在结构箱内壁表面涂抹防腐涂料，再增加底漆，底漆干膜厚度要达到320mm。同时防腐涂料必须要通过5000h盐雾试验，否则不可使用。两种防腐方法也有优劣之分，即第一种方法的应用简便，但经常需要维护，相对繁琐，而第二种方法效果稳定，成本也不高，但工艺存在限制，经常发生结构边角位置底漆干膜厚度不足的现象。着眼于区别，设计人员也要结合实际需求选择，并严格依照要求展开防腐工作。

2.防风拉锁应用

2.1防风拉锁介绍

防风拉锁是安装在岸桥四个角上的设施，能够有效起到防风效果，因此在防风设计中可以作为主要防风系统来使用。但防风拉锁必须经过设计才可投入使用，原因在于很多设计不当的防风拉锁存在防风能力不足的现象，面对较强的风灾时经常出现被拉断，甚至被连根拔起的现象，故防風拉锁设计非常重要[2]。

2.2防风拉锁设计

防风拉锁设计中要注意两大要点：

第一，防风拉锁选型。防风拉锁也有多种形式，其中主流的有钢丝绳套环式防风拉锁、柔性拉板防风拉锁等，其中前者适用于岸桥体型小、风力不大的情况中，借助钢丝绳的柔韧性可以有效起到防风作用，且该防风拉锁的水平自由度较高。但钢丝绳套环式防风拉锁的抗拉能力有限，如果遇到较大风力载荷可能会被拉断。而后者是在前者基础上增设了柔性拉板推出的一种新型拉锁，这种拉锁具备前者的优势，同时规避了前者劣势，即柔性拉板防风拉锁的受力过程与前者不同，是柔性拉板最先受力，如果载荷不高，则拉锁本身并不受力，若载荷较高，超过了柔性拉板受力极限，拉板会开始屈服变形，再让防风拉锁受力，这时柔性拉板与防风拉锁的受力能力会相互结合，形成更强的抗拉能力[3]。总体上，柔性拉板防风拉锁在性能上更加有益，但其造价很高，因此要慎重选择。

第二，防风拉锁设计。无论选择何种防风拉锁，都要对其进行设计，具体设计方法有很多，本文仅以LRFD法为例进行论述。LRFD法的公式为STU=0.9×DL+1.0×WLS，其中STU是稳定力和倾覆力总和，代表上拔力，DL为起重机自重、WLS为风力，依照该公式可得防风拉锁总和上拔力，如果其大于最大风速的载荷，就说明当前设计可行，反之则要继续调整。另外，为了更好的进行对比，建议在设计之前先对最大风速进行测量，测量方法比较简单，借助器具测算即可，此处不多加赘述。

3.结语

综上，因为风力对岸边集装箱起重机具有较大影响，且大概率引起安全事故，所以在起重机应用中必须做好防风设计。该项设计工作要紧抓要点，慎重选型，最后再正式设计，确保成果能够防止现实风力影响。

参考文献：

[1]吴钊丞，张向平.岸边集装箱起重机的防风设计[J].科技与创新，2018，000（009）：P.119-120.

[2]吴松，吴亮.岸边集装箱起重机风振动分析[J].现代制造技术与装备，2019，000（005）：142-143.

[3]崔晔，邵诚佳.防风铁楔在岸边集装箱起重机防风改造中的应用[J].起重运输机械，2019，（8）：98-101.