港口大型起重機動態(tài)防風(fēng)等級研究

港口大型起重機動態(tài)防風(fēng)等級研究

有效抗風(fēng)災(zāi)港口大輪箱的災(zāi)害率是促進安全生產(chǎn)，保障裝卸作業(yè)順利開展的一項重要工作。上海港本著堅持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，多年來從自身的安全預(yù)控與安全防范實際需要出發(fā)，制訂并實施了一整套大型起重機防范風(fēng)災(zāi)事故的有力措施，并收到了良好效果。一、大型起重機動態(tài)防臺風(fēng)的量值由于大型起重機作業(yè)時，操作者和機械設(shè)備都處于工作狀態(tài)，同時遭受著風(fēng)力的威脅，災(zāi)害的結(jié)果很難預(yù)料和想象。所以，大型起重機的動態(tài)防風(fēng)尤為緊迫與重要，處于防風(fēng)工作的首要地位。上海港依據(jù)沿海地區(qū)多發(fā)季風(fēng)特點，結(jié)合碼頭水工設(shè)施和防風(fēng)裝備的性能，現(xiàn)時界定：大型起重機作業(yè)動態(tài)抗風(fēng)的安全設(shè)防等級（上限）為蒲福風(fēng)力11級，取其最大風(fēng)速值32.6米/秒；大型起重機非作業(yè)靜態(tài)抗風(fēng)的安全設(shè)防等級為大于11級蒲福風(fēng)力；對防臺、抗臺的安全設(shè)防等級則以1990年為時點，此前建成的碼頭按最大風(fēng)速44米/秒限值設(shè)防，此后建設(shè)的碼頭按最大風(fēng)速55米/秒限值設(shè)防?；谝酝?jīng)驗教訓(xùn)，上海港將大型起重機動態(tài)設(shè)防突發(fā)風(fēng)定為三級，具體量值如下：第1級：按照GB6067《起重機械安全規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)風(fēng)力大于7級時，沿海起重機應(yīng)停止工作。由此得到必須具備的設(shè)防風(fēng)速v≥17.1米/秒———此屬設(shè)防下限（最低要求）。第2級：以制造廠對大型起重機設(shè)計的工作風(fēng)速為依據(jù)，確定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防風(fēng)速v=20米/秒———防陣風(fēng)襲擊的通常狀態(tài)（基本要求）。第3級：短時出現(xiàn)的龍卷風(fēng)，風(fēng)力達到11級時（認定的最大設(shè)防等級），即風(fēng)速Vmax=32.6米/秒———此屬設(shè)防上限（極限要求）。說明：(1)當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)速大于32.6米/秒以上的天象時，應(yīng)歸屬起重機靜態(tài)抗臺風(fēng)范疇；(2)考慮防風(fēng)裝備本身固有特性的不同，最大抗風(fēng)能力勢必存在差異；(3)樹立整合資源發(fā)揮聯(lián)防作用的抗風(fēng)抗臺理念；(4)洋山港按工作風(fēng)速25米/秒、非工作風(fēng)速70米/秒（瞬時78米/秒）設(shè)防。由此明確：所有抵抗水平力裝置的動態(tài)防御等級不得低于起重機設(shè)計工作風(fēng)速，就是說必須超過上述第1級（最低要求）動態(tài)防風(fēng)要求、滿足第2級（常態(tài)要求）風(fēng)速設(shè)防的基本條件，并要求達到或超過第3級（極限要求）抗風(fēng)能級。否則，該防風(fēng)裝置被視作不合格，不能而且不應(yīng)裝備在大型起重機上使用（質(zhì)量不保證的產(chǎn)品，使用后患無窮）。同時又規(guī)定，所有抵抗上拔力（垂直力）裝置、設(shè)施的單個防風(fēng)拉索地拎（亦即地錨）的最小抗拉值≥98kN(10噸），單臺大型起重機必須配置≥4個防上拔力的地錨裝置（注：增加數(shù)量和/或最大抗拉值應(yīng)依據(jù)理論計算出臺風(fēng)作用時大型起重機產(chǎn)生的上拔力值來確定）。二、大型起重機防風(fēng)防臺裝置防風(fēng)防臺裝備由兩部分組成：安裝于大型起重機設(shè)備上的部分稱之為防風(fēng)防臺裝置；安設(shè)在碼頭地面上的部分稱作基建輔助配套設(shè)施，如錨定坑、防風(fēng)拉索地拎（亦即地錨）、地銷、軌道終端阻擋和系纜墩柱等。防風(fēng)裝置包括防跑制動器、慣性制動器、從動輪液壓式輪邊制動器（夾輪器）、行走制動器、頂軌器、防爬器、防風(fēng)塞鐵和防風(fēng)預(yù)（警）報裝置等。防臺裝置包括夾軌器、錨定（鉤）、拉索或拉桿、索具螺旋扣、卸扣、栓銷等。裝備在大型起重機上的各類型防風(fēng)防臺裝置、設(shè)施，歸結(jié)起來不外乎要達到以下兩種保護目的：一是抵御風(fēng)害作用對大型起重機產(chǎn)生的水平力；二是抵御風(fēng)害作用對大型起重機產(chǎn)生的上拔力。三、輪液壓式輪邊土壤膜夾輪器上海港目前使用的主要防風(fēng)防臺裝置組成，有防跑制動器、從動輪液壓式輪邊制動器（夾輪器）、行走制動器（含二級制動、主動輪制動）、頂軌器、防爬器、防風(fēng)塞鐵、防風(fēng)預(yù)（警）報裝置、夾軌器、錨定（鉤）、拉索，拉桿、索具螺旋扣、卸扣/栓銷等。1.動態(tài)防風(fēng)裝置除了不用防臺裝置外，其余防風(fēng)裝置在滿足抗風(fēng)工況要求前提下都可配用。為保障作業(yè)和輔助作業(yè)人員的安全，提升防風(fēng)裝備的機械化、自動化水平。對作業(yè)過程中需經(jīng)常移動大車行走的大型起重機，應(yīng)用電動鐵鞋（即防跑制動器類）取代手動防風(fēng)塞鐵；并限定處于動態(tài)防風(fēng)中的大型起重機遇突發(fā)風(fēng)時，必須堅持就地防風(fēng)的原則，切不可盲目回開至錨定位，并且要多加防風(fēng)塞鐵，還可增加一些其他的防風(fēng)措施（如填拋沙袋、加塞木楔、減少迎風(fēng)面積等）來保障大型起重機的安全。這里簡要介紹一下動態(tài)防風(fēng)的幾種裝置：(1)GBS-II型防跑制動器。該產(chǎn)品不改變設(shè)備原結(jié)構(gòu)，僅在行走輪邊加裝一套電動鐵鞋裝置，利用液壓推動器的動作使落在軌道面上帶齒板的鐵鞋提起或放下，達到阻止行走輪的滾動或滑動目的。其最大優(yōu)點是不改變原結(jié)構(gòu)，調(diào)試和維護保養(yǎng)非常簡便。產(chǎn)品取代了防風(fēng)塞鐵，大大地提高了可靠性，最大特點是：當(dāng)風(fēng)力不大時能防止大型起重機在軌道上跑動、滑動；當(dāng)風(fēng)力增大時，防風(fēng)能力也隨之增強（技術(shù)理論創(chuàng)新點：變摩擦系數(shù)）。(2）液壓式輪邊制動器（或稱夾輪器）。該產(chǎn)品亦不改變設(shè)備原結(jié)構(gòu)，而是在從動行走輪邊加裝一套電動液壓制動裝置，利用液壓推動器動作使閘瓦松開或抱緊，起到阻止從動行走輪滾動。(3）頂軌器。產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠家較多。該產(chǎn)品亦不改變設(shè)備原有結(jié)構(gòu)，將其安裝在兩個行走臺車中間，利用液壓推動器的作用使鉗口頂住軌道面或脫開軌面。2.靜態(tài)抗臺裝置防臺是在防風(fēng)基礎(chǔ)上的再設(shè)防，因此，大型起重機必須回到自己錨定位并錨定住，同時栓緊防風(fēng)拉索（拉桿），條件允許時門機采用單機設(shè)防（旋轉(zhuǎn)制動器上鎖到帶阻尼狀態(tài)），岸橋前大梁置水平狀態(tài)，按防臺要求做好一切防范工作。這里再簡要介紹幾種靜態(tài)抗臺的裝置：(1）防風(fēng)拉索或防風(fēng)拉桿系統(tǒng)。防風(fēng)拉索/防風(fēng)拉桿用以抵抗臺風(fēng)作用于大型起重機時產(chǎn)生的上拔力，其主要由鋼絲繩、索具螺旋扣、卸扣和地鈴、拉桿、栓銷和地鈴等用具組成。垂直使用時僅承受上拔力；與地面成角度使用時，除能承受上拔力外還承受風(fēng)作用產(chǎn)生的水平力。(2）錨定裝置。該裝置主要由錨定鈑、錨定插銷或者錨定鉤與碼頭面上的錨定坑連接件構(gòu)成，起到防止風(fēng)的水平力作用危害。由于鈑、銷插入坑中或多或少存在間隙，這對大型起重機防風(fēng)防臺工作帶來隱患，因而已研制出錨定鉤來克服前二者的不足。(3）防風(fēng)塞鐵。防風(fēng)塞鐵是上海港最早應(yīng)用在大型起重機上的防風(fēng)用具，因其簡便實用、成本低廉、效果尚佳，所以也不失為一種較理想的輔助用品。還有其他的一些抗臺設(shè)施，基本功用大同小異，故這里不一一表述。3.．能有效地抗風(fēng)能力驗證（模擬法）防風(fēng)防臺裝備的抗風(fēng)有效性，是推廣使用的最后一道“檻”。上海港先后與上海交通大學(xué)、同濟大學(xué)、海事大學(xué)和振華港機公司的檢驗檢測機構(gòu)對應(yīng)用的門機和岸橋上的防跑制動器、慣性制動器、防風(fēng)拉索、從動輪制動器、主動輪二級制動器等裝備進行過性能測定。由驗測結(jié)論推斷：上海港大型起重機所裝備的防風(fēng)防臺裝置、設(shè)施，都是經(jīng)得起考驗、能在風(fēng)害襲擊中發(fā)揮作用的安全保障支柱。實物性能測定結(jié)論：(1)M02型10t-30m門機單一方向裝2只防跑制動器，其抗風(fēng)能力大于38.6噸，相當(dāng)可抗15級風(fēng)力作用所產(chǎn)生的水平推力。(2)M60型20/40t-35/20m門機單一方向裝2個防跑制動器，其抗風(fēng)能力為26噸，相當(dāng)可抗11級風(fēng)力作用；如裝4個防跑制動器（單一方向），其抗風(fēng)能力為44噸，相當(dāng)可抗14級風(fēng)力作用。(3)50t-50m超巴拿馬型岸橋同方向加裝2個防跑制動器時，就能抗擊≥8級風(fēng)襲擊（對應(yīng)的風(fēng)力24.92噸；實測值25.95噸，此時測試用的牽引設(shè)備已達到極限輸出馬力）。上海港規(guī)定，岸橋同一方向必須裝設(shè)4個防跑制動器(即兩套防風(fēng)裝置),以確保安全。(4)單個防風(fēng)塞鐵的實際抗風(fēng)能力為8.35噸,是一種有效的防風(fēng)輔助用具。(5)防風(fēng)拉索地鈴(亦即地錨)的抗拉能力實測值超過了規(guī)定的最小抗拉值10噸。(6)61t-63m岸橋,只要大車全部車輪有效地制動(主、從動輪不滾動),就能有效地防止工作情況下的陣風(fēng)(35米/秒),不被吹動。四、防風(fēng)措施實施防風(fēng)防臺工作管理,務(wù)必建立起一套完整的體系、制度和規(guī)程作保證,完備應(yīng)急預(yù)案,落實四方面工作:(1)健全和理順指揮決策系統(tǒng)、信息傳遞系統(tǒng)、搶險救災(zāi)及災(zāi)后恢復(fù)系統(tǒng);(2)設(shè)施到位、人員到位、責(zé)