超大型鹅颈式岸边集装箱起重机关键技术研究与

0 引言

岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）是港口集装箱码头前沿的关键装卸设备，主要作为岸边集装箱船舶、车辆进行装卸作业的专用起重机[1]。某些集装箱码头由于地理条件限制建在机场附近，出于当地法规要求和安全考虑，对码头起重设备的高度有严格的限制，随着船舶的大型化，如何在高度受限制情况下使用尽可能大的起升高度和大前伸距的低姿态岸桥成为了此类用户的迫切需求[2]。

本文是基于意大利鹅颈式岸桥（见图1）和西班牙鹅颈式岸桥项目，研究和总结了超大型鹅颈式岸桥的一些关键技术和应用。

1 设计要求和技术参数

意大利鹅颈式岸桥是新型产品，也是世界上最大规格的鹅颈式岸桥，其主要参数为：前伸距70 m，后伸距18 m，吊具下额定起重量65 t，轨距27 m，轨上起升高度50 m、大梁最大俯仰角70°，单程俯仰时间6 min。此项目采用自行式小车，航空限高90 m，由于用户码头海侧许用轮压较小，用户对整机质量控制非常严格，成品后有称重要求。因此，在满足基本设计要求的同时还需轻量化设计，整机结构布置如图2 所示。

图1 意大利超大型鹅颈式岸桥

图2 意大利鹅颈式岸桥结构布置图1.主铰点 2.连杆系统 3.大梁后段 4.鹅颈铰点5.连杆三角架支撑 6.连杆三角架拉杆 7.大梁前段8.拉杆系统 9.大梁锚定装置 10.门框系统

西班牙鹅颈式岸桥相比于意大利鹅颈式岸桥的最大区别在于限高更低，只有76.5 m，大梁俯仰角度更小，最大46°，导致前大梁后段短很多，整机布置如图3所示。

图3 巴塞罗那鹅颈式岸桥结构布置图

2 关键技术与创新点

2.1 前大梁分段与四连杆系统布置

岸桥采用双箱梁、折边矩形截面，分为前后两段，采用四连杆式俯仰机构，工作和俯仰采用两套独立的拉杆系统，工作拉杆布置在大梁外侧，俯仰连杆布置大梁内侧，岸桥正常工作时，俯仰连杆系统不参与受力，受力分工较为明确，互不干涉（见图4）。

图4 前大梁截面与拉杆和连杆布置

前大梁分段需综合考虑最大俯仰角度、限高要求、以及大梁、拉杆和四连杆的受力合理性。通常，设计时要在限高范围内尽可能加长前大梁后段，减少前段的质量，可以降低俯仰机构和四连杆的受力。

四连杆系统的上部连杆采用三段式，且预放一定长度。在大梁放平工作状态时呈一定下挠，4 个销轴中心位置呈近似平行四边形（见图5）。大梁前段三角架系统采用四销轴设计，可保证三角架拉杆只在大梁俯仰工况下受拉，可实现大长度拉杆设计，降低大梁的悬臂长度和应力情况。此多段多销轴四连杆系统设计，一方面可以降低和释放杆自重产生的弯曲应力和变形，另一方面可以避免小车在大梁上工作时因变形导致连杆参与受力, 使得载荷传递更加明确，有效避免细长杆受压失稳问题。四连杆机构采用近似平行四边形的结构设计，在俯仰过程中大梁前段基本能保持水平状态，结构和机构受力相对比较平稳。

图5 四连杆与三角架系统

2.2 新型大梁铰点系统

鹅颈式大梁铰点系统采用主铰点和鹅颈铰点的双铰点形式，保证大梁在放平和仰起时均能满足受力需求。

1）主铰点构造要求

主铰点构造如图6 所示。主铰点在小车轨道上方，后大梁节点板在外侧，滑动轴承位于外侧耳板。前大梁节点板在内侧，前后大梁都采用双耳板，可减小轴径。在前后大梁耳板之间，采用高分子抗磨材料填实。

图6 主铰点结构1.抗磨块 2.自润滑轴套 3.铰轴 4.涨紧套

2)鹅颈铰点构造要求

鹅颈铰点位于大梁下表面附近，前段大梁采用双耳板，后段大梁采用单耳板，中间耳板加钢套并加工两个小平面进行防转，在耳板之间，采用高分子抗磨材料填实，保证水平侧向力在前后段大梁结构之间传递。鹅颈铰点构造如图7 所示。

图7 鹅颈铰点构造1.抗磨块 2.自润滑轴套 3.铰轴 4.衬套

3)铰点维修要求

当大梁仰起时，前后大梁不能干涉，主铰点、鹅颈铰点处小车承轨梁均采用平接头。在两个铰点轴的上方均布置铰点维修孔，可使大梁微微仰起时，穿入维修轴，使力转移到维修轴，便于更换铰点轴。主铰点处大梁构造见图8，鹅颈铰点处大梁构造见图9。

图8 主铰点处大梁构造

图9 鹅颈铰点处大梁构造

文章来源：《西域研究》 网址: http://www.xyyjzz.cn/qikandaodu/2021/0611/776.html