２０１２年２月 水运工程 Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｅｂ．２０１２ Ｎｏ．２ ＳｅｒｉａｌＮｏ．４６３ 第２期总第４６３期 基于固定式门式起重机的重大件码头装卸工艺 李志建，郑见粹 （交通运输部水运科学研究院，北京１０００８８） 摘要：归纳常见重大件陆一水中转装卸工艺方案，在已有桥墩式工艺方案基础上，提出固定式门式起重机工艺方案． 并详细介绍配置的固定式门式起重机关键技术。将固定式门式起重机工艺方案应用于某重大件码头工程实践中，取得了明 显的社会和经济效益。 关键词：重大件；装卸工艺；门式起重机 中图分类号：Ｕ ６５３．９２１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—４９７２（２０１２）０２—００７８—０３ Ａ ｎｅｗ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｃａｒｇｏ ｗｈａｒｆ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｘｅｄ ｇａｎｔｒｙ ｃｒａｎｅ ＬＩ Ｚｈｉ－ｊｉａｎ．ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｃｕｉ （Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｃａｒｇｏ ｗｈａｒｆ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎ０ｌｏｇｙ—ｂｒｉｄｇｅ ｐｉｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｎｅｗ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎａｍｅｄ ｆｉｘｅｄ ｇａｎｔｒｙ ｃｒａｎｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ ｋｅｙ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｉｘｅｄ ｇａｎｔｒｙ ｃｒａｎｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ Ｈａｒｂｉｎ ｈｅａｖｙ ｃａｒｇｏ ｗｈａｒｆ，ａｎｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｒｅｔｕｒｎｓ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｃａｒｇｏ；ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｇａｎｔｙ ｒｃｒａｎｅ 重大件的长途运输，在铁路运输领域属于超 限货物；在公路运输领域，根据相关规定，重大件 难以或不能通过涵洞、隧道，通过桥梁时还须另加 在应用上较为常见，技术比较成熟，可以实现多 用途作业，水工建设成本高，常常投资过亿；固 定桥墩式起重机工艺，其造价比固定旋转式起重 检测和加固。而水路运输以天然河流为主，借水行 舟，成为解决重大件长途运输的最适宜方式 。。。。 １ 国内外常见重大件码头陆．水中转工艺 机略低，其操作安全可靠性更高，同样能多用途 作业，近几年应用较多。重大件码头建设普遍具 有工期长、投资大的特点。 国内外常见的重大件陆一水中转工艺方案主要 有：流动式起重机工艺方案、固定式旋转起重机 工艺方案、桅杆起重机工艺方案、浮式起重机工 ２基于固定式门式起重机的新装卸工艺 普通固定桥墩式起重机工艺方案中支撑桥 式起重机运行大梁的是２个巨大的钢筋混凝土墩 柱，陆侧墩柱深入码头陆域，水侧墩柱深入航道 水中，二墩柱之间架起桥式起重机运行大梁，下 艺方案、固定桥墩式起重机工艺方案、斜坡缆车 工艺方案、滚装工艺方案等，滚装方案中又包括 拖绞式、顶推式与气囊式３种形式。 在常见工艺方案中，斜坡缆车与滚装工艺 方案造价低，作业效率和安全性也低；浮式起重 机、流动式起重机作业效率高，造价也高，一般 要几千万投资；固定旋转式起重机、桅杆起重机 收稿日期：２０１１－０７—１３ 方布置重大装备运输车道和驳船航道。固定式门 式起重机工艺方案是在普通固定式桥墩式起重机 方案基础上，将桥式起重机运行大梁和二支撑墩 柱结合成一体，形成固定式门式起重机。门式起 重机４个支腿代替２个钢筋混凝土墩柱，门式起重 作者简介：李志健（１９７９一），男，硕士，副研究员，从事港口机械工作。 第２期 李志建，郑见粹：基于固定式门式起重机的重大件码头装毒Ｐ 兰 ：！！’ 机陆侧２个支腿固接在陆域基础承台上，江侧２个 支腿铰接于江侧水工承台上。基于固定式门式起 重机装卸工艺平面和断面如图ｌ所示。现该工艺方 案已应用于某重大件码头，并稳定运行１年以上。 ａ）平面 鼹’■ 殛『 ｂ）断面 图１基于固定式Ｍ式起重机装卸工艺 ３大起重量固定式门式起重机关键技术 普通门式起重机起重量有３个系列，分别是 ５ ｔ一５０ ｔ、６３ ｔ一１２５ ｔ、１６０ ｔ一２５０ ｔ。其中１６０ ｔ一２５０ ｔ 起重量少见，需要进行非标设计。该重大件码头 的固定式门式起重机起升能力５００ ｔ，跨距４０．３ １ＴＩ。 下面以该设备为例介绍用于重大件码头装卸的固 定式门式起重机关键部件与技术。 ３．１整机布置 固定式门式起重机采用门式结构，主梁横跨 陆域和水域，４个支腿分别固定于江中和陆上。江 中支腿与基础铰接，陆上支腿与基础螺栓固接， 均不移动。起重机江面部分允许重件驳船通过， 陆地部分允许重件拖车通过。５００ ｔ新型固定式门 式起重机采用自行式小车，运行机构采用１／２驱动 形式。司机室悬挂于小车架下方，靠近陆侧端； 起升机构布置在小车架上，通过小车架上固定 的定滑轮和吊钩组上的动滑轮形成起升钢丝绳缠 绕，完成重物带载起升。双钩同时起吊或单独动 作，采用变频驱动，ＰＬＣ控制，电气系统布置在小 车架上的电气房内。固定式门式起重机双吊钩均 布置有起升高度器、超负荷器。小车行 程采用双重限位保护。图２为基于固定式门式起重 机完成４３８ ｔ重大件装卸现场。 图２重大件码头装卸现场 ３．２金属结构 主梁、门腿、端梁等主要构件均为箱型焊接 结构。主梁与门腿采用法兰形式螺栓连接。门腿 与水工基础采用地脚螺栓连接。陆侧门腿与陆地 支撑承台固接，江侧门腿与水中支撑承台用销轴 形式铰接。 ３．３小车总成 小车总成是门式起重机的主要功能部件，重 物的起降、运行均通过小车实现。小车总成采用 自行式，主要包括小车运行机构、小车架、起升 机构等。由于本机起重量大，不同于大多数门式 起重机，小车架通过平衡梁与台车组联接，共有 １６个车轮。采用普通大车轨道，型号Ｑｕ１００。小 车总成包括２套小车运行机构，每套小车运行机构 包括２套台车组，每套台车组包含４个车轮，包括２ 个主动轮和２个从动轮，车轮直径均为 ６３０ ｍｍ。 一侧轨道的２套台车组车轮有双轮缘，另一侧轨道 的台车组两侧布置有水平导向轮，既能保证不脱 轨又能防啃轨。 起升机构、电气房均布置于小车架上，司机 室悬挂在小车架结构下方。小车架整体采用箱型框 架结构，支承在４个台车组上，小车架以平衡梁的 方式与台车组连接，实现轮压均布。小车架纵梁下 方对称布置２套起升定滑轮组，钢丝绳自起升机构 卷筒绕经小车架上的定滑轮组和吊钩上的动滑轮组 形成绕绳系统，完成对重物的起升和下降。 ３．４绕绳系统 起升机构安装于小车架上，反对称布置。２套 的绕绳系统，钢丝绳自起升卷筒绕经小车架 水运工程 上的定滑轮和吊钩组的动滑轮，固定于定滑轮耳 板上。固定端装有销轴式超负荷传感器。主钩选 用专业工厂生产的锻造双钩，主钩带８个动滑轮。 元件。具备过载检测及保护功能、欠压缺相错相 检测及保护功能、手柄零位检测及保护功能、起 升及小车的行程检测及保护功能等。 ４主要创新点 钢丝绳自起升卷筒绕经小车架上的定滑轮和吊钩 组的动滑轮，固定于定滑轮耳板上。固定端装有 销轴式超负荷传感器。 ３．５门腿与地面联接 不同于一般门式起重机，新型固定式门式起 １）极大地减少了投资，缩短了工期，简单实 用，性价比高。 ２）首次将固定式门式起重机布置在内河码头 前沿并应用于重大件装卸。 ３）门式起重机主梁横跨陆域和水域，水域２ 个支腿以铰接形式固定在江中筑起的２个承台上， 设计具有创造性；将大车运行系统平衡梁型式应 重机没有大车移动的要求，故码头地面不需要铺 设轨道，整机不需要配置大车台车组。整体结构 直接座落在陆侧和江侧基础承台上。 关于门腿与基础承台的联接方式，经过计算 分析，陆侧门腿与基础承台通过地脚螺栓型式联 接，江侧承台与江侧铰座地脚螺栓型式联接，江 侧门腿与江侧铰座销轴联接，相当于江侧门腿释 放了转动自由度，去掉了弯矩对地基产生的上拔 用于小车运行系统，解决了主梁轨道压力过大及 小车啃轨问题。 ５效益比较 一力，便于水中施工。 ３．６码头基础承台 般而言，重大件码头建设先是明确重大件 陆一水转运装卸工艺，然后根据工艺配套相应的起 重运输设备，再根据起重运输设备传递到地面基 础的载荷情况确定水工建设情况。同样的千吨级 重大件码头，有的投资过亿，有的投资只需要几 千万，这个差别主要是因为选择了不同的装卸工 艺，以及由此配套了不同的起重设施和不同的水 工建设内容。因此，工艺型式的选择是决定重大 件码头投资规模的主要因素。从表１可以看出，采 用固定式门式起重机工艺后，投资明显减少，工 期明显缩短。 码头基础承台陆侧和江侧各２个，江侧承台的 建设要经过水下清淤、吹砂筑岛、水下灌注钢筋 笼焊接、岸壁打桩、水下沉箱；岸上部分承台制 作、预埋件铺设等作业工序。 ３．７电控系统 固定式门式起重机电气系统布置在小车架上 的电气房内，采用变频驱动，ＰＬＣ控制。主控制器 ＰＬＣ选用西门子的Ｓ７—３００控制器、变频器选用安 川Ｉ Ｇ７变频器、低压供电及保护元件选用施奈德的 表１基－３：５００ ｔ新型固定式门式起重机与其它工艺形式重大件码头建设情况比较 ６推广与应用前景 参考文献： ［１］交通运输部水运科学研究院．西部交通建设科技项目： 随着电机定子转子、汽轮机、核电设备等重 大装备件Ｅｔ益向集成化、大型化发展，待运输的 重大件规模越来越大；随着水运已被认为重大件 长距离水运最适宜的方式，国内一批重大件码头 兴起。固定式门式起重机装卸工艺为重大件装卸 船提供了新工艺，为重大件码头建设提供了新思 路。 重点物资水上跨境运输系统与相关技术研究【Ｒ１．北京： 交通运输部水运科学研究院，２０１ １． 【２】黑龙江省航务勘察设计院．黑龙江省重大件（件）水路运 输（江海联运）建设项目可行性研究报告［Ｒ】．哈尔滨：黑 龙江省航务勘察设计院，２００７． （本文编辑郭雪珍）
