门式起重机堆场中移动式货棚设计

阮传植

武汉钢铁集团物流有限公司

1 引言

某外贸码头主要承担成品钢材的堆存与装船作业，近年来该码头硅钢等产品运量逐年增加，此类钢材产品堆存时，降雨、降雪会导致钢材锈蚀，对存储提出了较高的要求，而目前港区存储硅钢等精品钢材的库存容量已经严重不足。为解决港区硅钢等产品储存问题，拟对现有门式起重机(以下简称龙门吊)露天堆场进行改造，增设移动式货棚，增加仓储容量。在工艺设计中，保留原堆场龙门吊装卸功能，同时满足硅钢等产品堆存的防护需求。

2 货棚工艺方案比选

对现有龙门吊露天堆场增加货棚的设计方案通过3个方案进行比选：方案一，采用大跨度货棚结构，对龙门吊及堆场进行全围护；方案二，在龙门吊跨内堆场区域设计单排移动式货棚；方案三，采取在龙门吊跨内堆场设置双排移动式货棚。3个方案优缺点分析见表1。

表1 货棚围护方案比选表

综合考虑到建设程序、工程投资规模、工艺流程、生产营运组织等多重因素，货棚工艺布置选择方案三。

3 移动货棚工艺布置

该码头后方4#、5#、6#货场为钢材堆场，用于堆存卷材、线材等可露天存放的钢材产品，每个堆场布置1台龙门吊作业。随着硅钢等精品钢材的库存容量需求增加，拟对现有4#货场进行改造，增设移动式货棚。

4#货场原配备40 t-35 m龙门吊，设备轨距35 m，工艺布置考虑移动货棚与龙门吊支腿间安全距离和跨内预留汽车通行车道宽度，在龙门吊大车行走机构轨道之间布置2排移动货棚，长度方向平行于龙门吊轨道布置，根据作业需求，每排移动货棚包含10个移动货棚组。单个移动货棚组分别由1个高跨货棚单元与1个低跨货棚单元组成，低跨货棚单元收缩进高跨货棚单元时可留出8 m左右装卸作业空间。2排货棚间设置1条行车通道，保证运输车辆正常通行，通道净宽4.5 m，移动货棚沿行车通道中心对称布置，移动货棚工艺平面布置见图1。

图1 移动式货棚工艺平面布置

在龙门起重机轨道间增建4条轨道梁，并配套轨道、轨挡等设施，轨道型号P24。每排移动货棚下方为2条轨道，用于高、低跨移动货棚车轮行走，货棚车轮轨距均为13.65 m。龙门起重机作业时，低跨货棚单元可收缩进高跨货棚单元内，留出装卸作业空间；未作业区域，低跨货棚单元与高跨货棚单元为展开状态，实现对露天堆场的覆盖。高跨货棚单元设计长度8.2 m，低跨货棚单元设计长度8.2 m，并沿展开方向外挑0.8 m，货棚顶部设置有效的排水系统。在全覆盖状态时，移动货棚组间实现无缝衔接，确保货棚围护的有效性(见图2)。

图2 移动货棚全断面示意图

改造后4#货场移动货棚技术经济指标见表2。

表2 移动货棚主要技术指标表

4 关键技术方案

移动货棚组采用单层门式刚架结构，顶面及两侧面采用单层彩板围护。高跨与低跨货棚单元行走车轮机构采用共轨设计，既可以节省工程的轨道基础投资，同时能够减少货棚轨道基础占地面积，增加货棚实际使用面积，高、低跨移动货棚单元及行走车轮工艺断面见图3。移动货棚组关键工艺设计点在于高、低跨移动货棚单元共轨设计和移动货棚安全辅助设施设计。

图3 高、低跨移动货棚单元及行走车轮机构

4.1 A/B型车轮组件设计

在每组移动货棚中，高跨移动货棚单元与低跨移动货棚单元分别设计A型和B型车轮组件，并将低跨货棚单元左侧的B型行走车轮组件嵌套在高跨货棚单元的2个A型行走车轮组之间。位于内侧的低跨货棚侧面框架柱中心线与下方行走车轮中心线一致，高跨货棚侧面框架柱设计与下方行走车轮形成偏置，从而确保低跨货棚单元在展开和收缩时，主体钢框架结构不会产生干涉(见图4)。

图4 高、低跨移动货棚单元及车轮组件示意图

移动货棚单元采用人力推动的车轮组件落在钢轨上滚动行走，每个移动货棚单元四角的柱脚下方均设置一套车轮组件。为降低货棚单元的行走阻力，需定期维护除锈并加注润滑油脂，以减少摩擦阻力，延长车轮组件的使用寿命。

4.2 防撞及锁定装置设计

高低跨移动货棚单元车轮行走采用共轨设计，在移动货棚单元展开和收缩过程中，会发生A、B型车轮组件相互碰撞的情况，对结构的安全造成影响。为避免冲击力带来的刚性破坏，在高低跨货棚单元柱脚分别设置防撞挡块装置，该装置由挡块、垫板及橡胶垫片组成(见图5)。高低跨货棚的挡块需要保证可靠配合，同时需要保证橡胶垫片未因老化而失去缓冲作用。

图5 防碰撞挡块装置示意图

在龙门吊进行装卸作业时，为避免造成生产安全事故，移动货棚不得在轨道上滑动，移动货棚单元之间、移动货棚与车档之间必须可靠栓接锁定[1]。在低跨柱脚与高跨柱脚间设置互锁装置，该装置由设置在低跨柱脚的卡板、可转动销轴以及高跨柱脚的销孔组成。在高、低跨货棚单元展开或收缩至防撞挡块位置时，销轴可通过180°转动实现低跨柱脚与其左侧或右侧高跨柱脚间的安全锁止。车轮组件与车档间的锁定装置设置在移动货棚两端的柱脚上，锁定孔分别设置在柱脚与车档卡板上，通过锁定销进行可靠锁定。安全锁定装置见图6。

图6 锁定装置示意图

同时，每个移动货棚单元柱脚外侧及轨道基础上设置拉环，在极端大风等恶劣天气时，移动货棚两侧均与基础上的拉环可靠系固，确保货棚安全。

5 结语

针对现有龙门吊堆场增加货棚的工艺设计，提出一种新型的可移动式货棚技术方案，在不影响原有龙门吊的装卸作业的前提下，满足硅钢等产品存储需求。采用该技术方案实施改造的堆场较好实现了对硅钢等产品的防雨储存，在生产中运行平稳可靠。该工艺设计方法，能够节省工程投资，可实施性较好，可为其他露天龙门吊堆场增加货棚等类似工程提供借鉴。