毕业设计（论文）-岸边起重机设计

共 48 页 第 1 页 装 订 线 毕业论文毕业论文 the crane size are bigger (outreach 50.5m), the parameters of the work are higher and the rated hoist capacity is larger (rated hoist capacity 61t). Furthermore, we adopt many advanced new technology on order to improve the work efficiency of the post-panamax quayside cranes. I design the collectivity of the crane and the trolley drive, and make it more safety, credibility and high-efficiency. KeywordsKeywords: quayside container cranes collectivity design trolley drive design 共 48 页 第 2 页 装 订 线 目目 录录 1.1.绪论绪论 5 2.2. 岸边起重机主要结构参数和基本技术岸边起重机主要结构参数和基本技术 6 2.1 岸边起重机几何尺寸参数 8 2.2 速度参数 10 2.3 其他参数 11 2.4 双向防摇系统的运用 11 2.5 设计准则 13 3.3. 起重机作业率起重机作业率 14 4.4. 集装箱集装箱起重机总体设计起重机总体设计18 4.1 各独立载荷引起的轮压 18 4.2 总轮压计算 19 4.3 稳定性 21 4.4 小结22 5.5. 机构电机选用的主要功率机构电机选用的主要功率 23 5.1 起升电机功率 23 5.2 小车电机功率 25 5.3 大车电机功率 27 6.6. 小车驱动机构的选用小车驱动机构的选用 29 7.7. 展望展望 37 8.8. 致谢辞致谢辞 35 参考文献参考文献 38 附录附录39 共 48 页 第 3 页 装 订 线 1绪绪 论论 1.11.1 发展历史及前景发展历史及前景 在起重运输中，集装箱运输是运输方式的一场革命。它是于上世纪 50 年代中叶， 在美国脱颖而出的。这种将货物放在特制箱子里再置于船上的运输方式，对于传统 的用舱口式货船运输件杂货是一场挑战。它的强大生命力正促成一场运输革命，正 在并将一直改变世界港口、船舶、航道和装卸设备及装卸工艺的传统格局。它使世 界各国的国际贸易往来有了大的发展，为全球一体化提供了重要条件。 由于超巴拿马型船的发展，集装箱船的装载量由过去的 11002000 箱发展到现 在的 50006000 箱，8000 箱船也将在世纪之交诞生。据国际集装箱化年鉴的统计， 目前全世界共有无吊杆的全集装箱船 2245 艘。其中 3000 箱以下的船为 1932 艘，约 占 86。在集装箱海上运输进入超巴拿马时代，由于其强大的生命力，在 60 年代， 集装箱货运量在海运中的比重仅为 12%14%；而进入 90 年代，已发展到 30%（其余 为散货和液体燃料） 。90 年代以来，随着全球经济贸易的增长，集装箱运量激增， 它也引起了船舶大型化及集装箱深水码头数量的增加。对集装箱港口装卸工艺和和 装卸技术装备提出了更新更高的要求。岸桥的发展方向更趋向于大型化、高效化。 1.21.2 超超“巴拿马型巴拿马型”岸桥岸桥 超巴拿马型集装箱运输船的诞生引发了航运和港口的一场革命，许多传统正在 起变化，在航运界兴起的超巴拿马热中，不少港口不论水深航道和码头条件，一律 采购超巴拿马型起重机。我的项目则是（上海振华港机公司）为新泽西马士基港口 制造的 61 吨超巴拿马型集装箱岸桥。 按照接卸船型分类，是超巴拿马型岸桥。所谓超“巴拿马型”岸桥是指：国际 航运界习惯用巴拿马运河允许通过宽来定义船舶，凡超过 32 米限宽的船舶，就叫超 巴拿马型船。而能装卸超巴拿马型船的岸桥就叫超巴拿马型岸桥。 大型起重机上小车的驱动方式主要有两种，即牵引小车或者自行式小车。采用 的是是自行式载重小车。这种小车的驱动机构和主起升机构都安装在起重小车上， 起升绳长度短，钢丝绳使用寿命长，结构紧凑，吊具易于对箱。不过，小车自重较 大，自身产生的轮胎压力也较大。对于码头要求较高。 按可限制岸桥高度分类，是俯仰式主梁。非工作状态仰起 80 度，好挂钩；工作 风状态，仰起 45 度，其下净空可安全避开船舶的上层建筑，主梁的顶部高度不会影 共 48 页 第 4 页 装 订 线 响航线。 1.31.3 最新技术的运用最新技术的运用 在岸桥的各个设计细节中，越来越多地使用了机电方面的高新技术，提高自身 的装卸效率。 1. 采用了先进的电子信息技术来实现自动化控制； 2. 运用了吊具自动纠偏对位功能； 3. 利用国际上最先进的有限元分析方法合理优化结构刚性，使岸桥整机结构具有很 好的刚性 ； 4. 安装了完善的降低设备风险的安全设施、故障显示装置； 5. 采用目前国际上最先进的电子防摇，防风振技术。 2 2岸桥的主要结构参数和基本技术岸桥的主要结构参数和基本技术 岸桥的基本参数描述了岸桥的特征、能力和主要技术性能。基本参数主要包括 几何尺寸、起重量、速度、控制与供电及防摇要求和生产率等。 几何尺寸参数是表示岸桥作业范围、外形尺寸大小以及限制空间的技术数据， 主要有以下 8 个参数： 外伸距（前伸距）轨距 后伸距 基距 轨上/轨下起升高度联系横梁下的净空高度门框内净宽 岸桥（大车缓冲器端部之间）总宽 此外，还有门框下横梁表面离地高度，门框外档宽度，前大梁宽度/小车总宽度， 梯形架顶点高度，仰起后岸桥总高，前大梁前端点离海侧轨道中心线的水平距离， 后大梁尾端离陆侧轨道中心线的水平距离，前大梁下表面离地高度，缓冲器安装高， 岸桥与船干涉限制尺寸以及岸桥与码头固定设施或流动设备干涉的限制尺寸等等。 共 48 页 第 5 页 装 订 线 图表 1 起重机总体参数简图 共 48 页 第 6 页 装 订 线 2.12.1 岸桥几何尺寸参数岸桥几何尺寸参数 2.1.12.1.1 外外 伸伸 距：距：R R0 0 定义：小车带载向着海侧运行到前终点位置时，吊具中心线离码头海侧轨道中心线 之间的水平距离。 确定因素：船宽（甲板上集装箱排数） 、层高、船的倾斜角、船舶吃水、码头前沿 （岸壁至海侧轨中心线）的距离 F、码头防碰靠垫（也称护舷）的厚度 f、以及预留小车制动的安全距离等。 根据码头实际情况，综合考虑以上因素，按用户要求取 R R0 0=50.5m=50.5m 2.1.22.1.2 后后 伸伸 距：距：R Rb b 定义：小车带载向着陆侧运行到后终点位置时，吊具中心线离码头陆侧轨道中心线 之间的水平距离。 确定因素：按搬运和存放集装箱船的舱盖板，以及特殊情况下为接卸车辆的一条通 道或临时堆放集装箱的要求来确定。 根据码头实际情况，综合考虑以上因素，按客户要求取 R Rb b=23m=23m 2.1.32.1.3 轨轨 距：距：S S 定义：轨距是码头上海侧与陆侧两轨道中心线之间的水平距离。 目前，世界各国已经形成了一些岸桥的轨距系列。但尚无国际标准。轨距越大， 对起重机的稳定性越有利，轮压也可降低，但加大码头前沿区域的面积从而增加了 投资。 考虑新泽西为一较大规模的专业化集装箱码头，宜取较大轨距，所以取 S=30.48mS=30.48m（100ft100ft） 。 2.1.42.1.4 起起 升升 高高 度度 H H 起升高度 H 包括轨上起升高度 Hu 和轨下起升高度 Hd。 定义：轨上起升高度：是指吊具被提高到最高工作终点位置时，吊具转锁箱下平面 离码头海侧轨顶面的垂直距离； 轨下起升高度：是指吊具被下降到最高工作终点位置时，吊具转锁箱下平面 离海侧轨顶面的垂直距离。 确定因素 轨上起升高度 Hu： 因满足在下列条件下能搬运最高层箱子到路侧区域：对象船处于 高水位、轻载吃水、甲板上堆箱层数、船舶横倾到允许值、 并留安全过箱高度 H。 按用户要求取 H Hu=37.5m=37.5m 轨下起升高度 Hd： 受码头标高、潮差、码头前沿水深、对象船的装载特性等。 共 48 页 第 7 页 装 订 线 按用户要求取 H Hd=16.5m=16.5m 2.1.52.1.5 联系横梁下的净空高度联系横梁下的净空高度 C Chp（到海侧轨面上）（到海侧轨面上） 定义：海陆侧门框联系横梁下平面与码头面的距离。 确定因素：它是为使岸桥门框之间可以通过流动搬运设备，如火车、集卡等。 按用户要求取 C Chp16.75m16.75m 2.1.62.1.6 门框内宽门框内宽 C Cwp 定义：进入司机室平台以下的海陆侧门框左右门框内侧之间的距离。 确定因素：它是门框内宽主要是为了保证船舶的仓盖板和超长集装箱能通过门腿之 间。 按用户要求取 C Cwp 18.3m18.3m。 2.1.72.1.7 基基 距距 B B 定义：门框下横梁上与左右两侧大车行走机构大平衡梁支点之间的中心距离。 确定因素：基距越小，岸桥在侧向风力或对角方向风力作用下的轮压越大，侧向稳 定性越差，因此，在岸桥总宽 Wb允许下，B 应尽可能的取大些行走支点 越靠近门框立柱中心越好。 根据经验及规范，我们取 B=13775B=13775 mmmm 2.1.82.1.8 岸桥总宽岸桥总宽 W W b b 定义：岸桥同一侧行走轨道上的左右两组行走台车外侧缓冲器端部之间，在 自由状 态下的距离。 确定因素：为使多台岸桥同时作业，Wb应尽量取小。 一般为 2627m，这时 2 台起 重机可以能中间隔着一个 40ft 箱位而同时作业。 我们取 W W b b=27=27，000000 mmmm 2.1.92.1.9 门框下横梁上表面离地高度门框下横梁上表面离地高度 H Hs s 定义：如上小标题 确定因素：为了提高装卸速度，吊具带着集装箱经过门框下横梁上表面高度越低越 好。因此，门框下横梁上表面离地高度 Hs 有一定限制，我们取 H Hs=6=6，450450 mmmm 2.1.102.1.10 门框外挡宽度门框外挡宽度 W Wp 定义：门腿左右立柱截面外侧翼缘表面之间的水平距离。 确定因素：主要由门框两立柱内档净空尺寸、大车总宽度，以及两台岸桥紧靠在一 起时不产生干涉为前提来决定。 按用户要求取 W Wp=222=222，000000 mmmm 2.1.112.1.11 前大梁宽度前大梁宽度 B Bb b或小车总成宽或小车总成宽 B Bf f的限制的限制 定义：如上小标题 共 48 页 第 8 页 装 订 线 确定因素：为了装卸最近上层建筑的 20ft 的集装箱，前大梁总宽或小车总宽不能超 过 2X4.55=9.1m，再考虑余量，一般控制在 8.9m 以内。但根据实际情 况可适当加宽。 按用户要求取 B Bb b=4200mm=4200mm，B Bf f =9300=9300 mmmm 2.1.122.1.12 梯形架顶点高度梯形架顶点高度 H H0 0和仰起后岸桥总高和仰起后岸桥总高 H Hs s 定义：梯形架顶点高度 H0是指前大梁放平时梯形架的最高点离开海侧轨道顶面的垂 直距离。 仰起后岸桥总高 Hs是指在非工作状态下前大梁处于仰起挂钩位置，前大梁的 最高端点至海侧轨道顶面的垂直距离。 确定因素：由所处码头上方有航空障碍高度限制决定。在非工作情况且无高度限制 （125m 以上时被认为无高度限制）时，可设计成全仰式普通前大梁（一 般为 80 度仰角） 。有高度限制的设计成鹅颈式折臂前大梁或小仰角前大 梁。 本次设计的为第一种。 2.1.132.1.13 轮距：车轮与车轮之间的间距轮距：车轮与车轮之间的间距 根据用户要求取1.11.1 m 2.22.2 速度参数速度参数 2.2.12.2.1 起升（下降）速度起升（下降）速度 定义：集装箱吊具提升或下降的线速度。 1.1 额定起升（下降）速度：吊具吊着额定起重量（通常称满载）的吊具，在起升 卷筒牵引下集装箱的起升或下降的线速度。 1.2 空吊具起升（下降）速度：吊具在起重卷筒的牵引下，吊具的起升或下降的线 速度。 由用户根据所需工作效率给出：9090 米米/ /分分（吊具下 61 吨） ； 180180 米米/ /分分（空载） 。 2.2.22.2.2 小车额定运行速度小车额定运行速度 定义：在作业工况下，带着额定起升载荷逆风运行时的最高稳定线速度。 确定因素：装卸作业循环的时间，主要包括垂直运动的升（降）时间和小车水平运 行时 间，故提高小车运行速度对减少作业循环时间、提高生产率效果明 显。 根据客户要求，小车采用自行式载重小车。具体介绍见第四章第一节概述部分。 在 50%的工作风载下，满载和空载时小车运行速度：240240 米米/ /分分。 2.2.32.2.3 大车运行速度大车运行速度 共 48 页 第 9 页 装 订 线 定义：在规定的作业工况下，小车带着额定起升载荷，起重机逆风水平运行的最高 稳定线速度。 根据客户要求，满载和空载时大车运行速度：4646 米米/ /分分。 在风压为 q=450 N/mA，空载并且大梁升起时大车运行速度：3636 米米/ /分。分。 2.2.42.2.4 前大梁俯仰时间前大梁俯仰时间 定义：前大梁从水平位置运动到仰起的挂钩位置的时间。 根据用户要求：从水平到 80 度单程55 分钟分钟，包括挂钩/抬钩的时间 从水平到 45 度单程33 分钟分钟，包括挂钩/抬钩的时间 2.32.3 其他参数其他参数 2.3.12.3.1 额定起重量额定起重量： 吊具下 61 吨，吊架下 70 吨，吊钩横梁下 91 吨； 2.3.22.3.2 集装箱型号集装箱型号：20、40国际标准集装箱； 2.3.32.3.3 挂舱挂舱：液压油缸防挂舱； 2.3.42.3.4 岸桥的环境条件岸桥的环境条件：起重机的设计和制造应使起重机能完全承受下述自然条 件，并使起重机在正常操作和维护保养得当的情况下，具有不低于20 年的使用 寿命。 风风 力力： 最大工作风速 24.6 米/秒， 最大非工作风速 53.6 米/秒 相对湿度相对湿度：最大 99%。 室外温度室外温度： -26C+45C。 2.42.4 双向双向防摇防摇系统的运用系统的运用： RTGRTGRMGRMG 的双向防摇系统的双向防摇系统 众所周知：悬挂物当悬点起制动时(小车、大车平移，起重臂作旋转)，货物要 发生摇晃，如何防止摇晃是所有起重机均要处理的共同问题。 好的“防摇”措施将会大大提高机械的生产效率。过去广泛采用的机械式、液 压式、电子式以及用司机“手动跟钩”方式，实现防摇，都有其局限性，而且有的 措施构造复杂，不但占用了 RTGRMG(轮胎式集装箱龙门起重机轨道式集装箱龙 门起重机的英文缩写)宝贵的结构空间，而且加大了维修保养工作量。 对于集装箱机械来说，这些传统的防摇方式还有一个共同的缺陷，那就是只能 解决一个方向(大车或小车)的防摇问题，而实际上 RTGRMG 均需要两个方向防摇。 为此，世界同行们纷纷都在研究和开发新的技术措施来实现两个方向防摇，以满足 共 48 页 第 10 页 装 订 线 集装箱运输高效化对提高场桥装卸效率的要求。ZPMC 研究了集装箱自动化码头已成 功应用的防摇技术，并结合自己多年生产 RTGRMG 的经验，开发了一种全新的用于 RTGRMG 的双向防摇系统。 主要特点：主要特点： ZPMC 最新防摇系统，适用于起升高度小于 20-23 米的 RTGRMG。它的特点是对起 升悬吊系统进行了本质性改进：采用了所谓倒挂三角形的悬挂系统。为此，小车上 的起升机构也需作相应改进，由单卷筒改为双卷筒，为了紧凑机构可以采用内置式 驱动装置。 新系统提高了悬挂刚性，使 RTGRMG 具有极好的两个方向(大车和小车)抗摇摆 能力。新系统具有如下特点： 1实现了不只是小车运行方向有良好防摇功能，大车运行方向也要有良好防摇功 能，特别有利大车吊箱行走。 2开发了具有良好刚性又可平移和旋转的吊具上架，这种上架通过油缸的作用， 使吊具沿小车和大车两个方向平移和沿垂直轴旋转，既具有三个自由度，由于悬挂 系统的刚性好，无论是平移还是旋转，均可以将反作用力传递到小车上去，因而不 会产生新的反向扭转和晃动。这也是一般悬挂系统无法做到了。 3除去常规的旋转5 度以外，上架上的油缸装置可以使吊具沿大车和小车方向 作位移(300-400 毫米)，这对不移动大车和小车快速对箱是非常有利的。若再增加 图象处理系统，可以实现装卸作业半自动化。 为了掌握 RTGRMG 新的防摇系统的效果和第一手资料，ZPMC 在上海港洋泾码头 对一台已改装有新的双向防摇系统的四过五的 RMG 进行了大量的试验和测量。用不 熟练司机操作，在小车速度为 70 米分时，吊重箱靠近地面，制动小车，集装箱底 面在第一次摇摆周期的摇晃度一般不超过25 毫米在大车速度为 60 米分时，吊 共 48 页 第 11 页 装 订 线 重箱靠近地面，制动大车，集装箱底面的摇晃度在第一次摇摆周期即小于25 毫米。 这个数值是一般常规防摇手段根本无法达到的。 试验表明，由于第一次摇摆周期内(通常为第三周期内)，摇晃度即达到公认的 对箱的要求，大大提高了劳动生产率。如果将箱子提高，它的效果会更好。新的防 摇系统可以做到小车停吊具即停，大车停吊具即停，根本不发生摇晃。 2.52.5 设计准则设计准则 2.5.12.5.1 设计规范设计规范：在本设计中，按照买方文件7，采用 AISC（美国钢结构协会） AWS（美国焊接协会） ASTM（美国材料和试验协会） CMAA（美国起重机制造协会） BSI（英国标准协会标准） DIN（德国工业标准） FEM（欧洲搬运工程协会）规范 NEMA（国际电气制造者协会） ISO（国际标准） JIS（日本工业标准） OSHA（职业和安全与健康管理局） SSPC（钢结构涂装标准） UL（布线标准） 2.5.22.5.2 起重机工作级别：起重机工作级别： 2.4.2.1 定义：它是表征起重机和机构工作繁重程度的参数。 确定因素：整机的工作级别：起重机的利用等级和载荷状态，及等寿命原则。 机构的工作级别：机构的利用等级和机构载荷状态， 及等寿命原则 在本设计中，买方文件7中明确提出了对起重机和机构的工作级别的要求。 2.5.2.2 整机工作级别6：根据 FEM 规范，表 T.2.1.2.4， 利用等级： U8载荷状态： Q3工作级别： A8 共 48 页 第 12 页 装 订 线 2.5.2.3 岸桥机构工作级别6：根据 FEM 规范，表 T.2.1.3.4 机构名称利用等级载 荷谱 等级工作级别电机工作级别 主 起 升 机 构LL+LLST8（50，000h）L3M8S5-60% 主 起 升 机 构LS+LLT5（6300h）L2M5S5-25% 主 起 升 机CBLS+CBRLT5（6300h）L2M5S5-25% 小 车 机 构LL+LLST8（50，000h）L3M8S5-60% 小 车 机 构LS+LLT5（6300h）L3M5S5-25% 小 车 机 构CBLS+CBRLT5（6300h）L2M5S5-25% 大车机构T6（12，500h）L2M5S2-2min 俯仰机构T5（6300h）L2M5S2-20min 图表 2 岸桥机构工作级别 注：表中的各个字母参数含义见计算载荷组合中的表格 2.5.32.5.3 传动效率传动效率 2.5.3.1 减速器（直齿或斜齿） 低温：96%-用于设计最大负载和加速情况下的电动机力矩 高温：98%-用于正常工作机构、主起升制动器以及制动器的停车和制动状 态的力矩计算。 2.5.3.2 开式传动 96%-已经包含卷筒缠绕和联轴器的损失 98%-用于制动器的停车和制动状态的力矩计算 以上数值根据 ANSI B30.27 2.5.42.5.4 计算载荷组合计算载荷组合： 根据标书中的买方规定7 （源于 Liftech 所编技术规范15） 共 48 页 第 13 页 装 订 线 2.4.4.1 稳定性 工作状态的各载荷组合的系数列表 工作状态 负载种类ST1OST2OST3OST4OST5OST1SCST2SC DL静负载1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TL小车负载1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 CBLS前 大 梁系 统 1.0 CBRL额 定负 载 1.15 LS起 升系 统1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 LL起 升 负 载1.0 1.0 1.0 IMP冲 击 负 载 LATT小 车 水 平 惯 性 力1.0 LATG大 车 水 平 惯 性 力1.5 1.5 WLO有 效 风 载 1.5 1.0 1.0 1.0 1.5 STL堵 转 载 荷 1.15 COLL碰 撞 载 荷 1.15 图表 3 稳定性计算各载荷组合系数（工作状态） 注：ST1O：任何一条支腿都不能抬起 ST2O：任何一条支腿都不能抬起 ST3O：只允许一条支腿抬起 ST4O：只允许一个支腿抬起 ST5O：任何一条支腿都不能抬起 非工作状态的载荷组合的系数列表 非工作状态 负载种类ST1SST2SST3SST4S DL静负载1.01.01.00.9 TL小车负载1.01.01.00.9 CBLS前大梁系统 CBRL前大梁负载 LS起升系统1.01.01.00.9 LL起升负载 IMP冲击 共 48 页 第 14 页 装 订 线 LATT小 车 水 平 惯 性 力 LATG大 车 水 平 惯 性力1.5 WLO工 作 风 载1.5 STL堵 转 载 荷 COLL碰 撞 载 荷1.15 WLS非 工 作风 载1.6 图表 4 稳定性计算各载荷组合系数（非工作状态） 注：ST1S：任何一条支腿不能被抬起 ST2S：任何一条支腿不能被抬起 ST3S：允许一条支腿抬起 ST4S：允许一条支腿抬起；当使用防风拉索时，可不考虑该状态。 2.5.4.4 轮压 工作状态及非工作状态的各载荷组合的系数列表 工 作 状 态非 工作 状态 载 荷 种 类WO1WO2WO3WO4WO5WO6WS1WS2 DL 静 负 载1.41.4 1.41.01.01.05 1.05 1.05 TL小 车 负 载1.41.4 1.41.01.01.05 1.05 1.05 CBLS 前 大 梁 系 统 1.4 CBRL前 大 梁 负 载 1.4 LS起 升 系 统1.41.4 1.01.05 1.05 1.05 LL起 升负 载1.71.7 1.01.05 STL堵 转负 载 1.0 IMP冲 击 载 荷 0.85 LATG小 车 水 平 惯 性 力 1.4 WLO有 效 风 载 1.3 1.31.0 COLL碰 撞 载 荷 1.0 WLS非 工 作 风 载 1.3 EQO工 作 地 震 载 荷 1.4 EQS非 工作 地 震 载 荷 1.4 共 48 页 第 15 页 装 订 线 3 3 岸桥的作业率岸桥的作业率 岸桥的作业率是以每小时装卸箱数（TEU）来计算的。由于实际生产率与司机的 熟练程度及码头装卸工艺、码头条件船舶装载情况、船型等有很大关系。因此，我 们所计算的是理论作业率。 我们所计算的是单程操作模式。所谓单程操作模式是指，在一个工作循环中， 半个循环是吊箱作业，半个循环是空吊具作业。它是比较普遍的一种作业方式。 装船作业和卸船作业为反过程。装船或卸船的一个流程就是一个循环。根据标 书数据，其作业过程如下（下列各速度及加速度数值均由标书给出7）： 公式： 加速运动 v=v0+at s= v0t+0.5at2 匀速运动 s=vt 3.13.1 带载上升带载上升 90m/min=0+a*t1a1=0.8m/s2 a2=1.0m/ s2 上升加速时间 t1=1.88s路程 s1=0+0.5*0.8*1.88*1.88 =1.4m 上升减速时间 t2=1.5s路程 s2=1.1m 匀速运动路程 s12=37.5-1.4-1.1=35m时间 t12=35/1.5=23.33s 3.23.2 小车运行小车运行 240m/min=0+a3*t3a3=0.8m/s2 小车运行加速时间 t3= 5s 路程 s 3=0.5*4/5*5*5=10m 小车运行减速时间 t4= 5s路程 s 4=0.5*4/5*5*5=10m 计算从船舶中心线到中转平台的距离大概为 50m 左右 小车匀速运行时间 t34=50-(10*2)/（240/60） =7.5s 3.33.3 带载下降带载下降 90m/min=0+a*ta4=0.8m/s2 a5=1.0m/ s2 下降加速时间 t5=1.88s路程 s5=0+0.5*0.8*1.88*1.88 =1.4m 下降减速时间 t6=1.5s路程 s6=1.1m 匀速运动路程 s56=37.5-1.4-1.1=35m时间 t56=35/1.5=23.33s 3.43.4 空载上升空载上升 共 48 页 第 16 页 装 订 线 空载上升行程大约是带载上升行程减去一个箱子的高度,大概在 2.438m 180m/min=0+a*ta6=a7=1m/s2 空载上升加速时间 t6=3路程 s6=0+0.5*0.8*3*3=3.6m 空载上升减速时间 t7=3路程 s7=0+0.5*0.8*3*3=3.6m 空载上升匀速路程 s67=37.5-3.6-3.6-2.438=27.86m 空载上升匀速时间 t67=27.86/3m/s=9.28s 3.53.5 空载下降空载下降 小车运行同空载上升时候一样 空载下降同空载上升时候时间一样进行计算 4.4.集装箱岸桥总体设计集装箱岸桥总体设计 4.14.1 各独立载荷引起的轮压各独立载荷引起的轮压 根据第二章所列载荷组合中的各项计算载荷，分别进行计算各载荷对各支腿产 生的轮压。以便计算稳定性和轮压。 轮压和自重的关系：设轮压为 W、每腿轮数为 n G=nW=n（W1+W2+W3+W4）1 在相同的轨距、基距、伸距、吊重和风在等设计的条件下岸桥的轮压不仅 取决于自重还取决于重量分布即重心位置。根据第二章中客户给出的岸桥的基本参 数和技术数据，参照以往相类似的岸桥机型，对起重机的各独立载荷进行初步估算， 在实际计算设计中再对这些数据进行修改。 新泽西马士基（2005.4）岸边集装箱起重机稳定性以及轮压计算（轨上起升高 度 37.5m） ，不考虑加高 4m。 计算简图见附录 2 4.1.14.1.1 起重机整机（起重机整机（DLDL） 整机重量及重心计算（以下数据均来自经验值，参见附录 1） 序号工作状态重量 G(t)XG(m)YG(m)高度 ZG(m) 1 前大梁水平1529.5015.310.1635.75 2前大梁仰起 80O1529.5012.660.1638.80 3前大梁仰起 45O1529.5014.330.1637.89 图表 5 整机重量及重心 共 48 页 第 17 页 装 订 线 4.1.24.1.2 小车小车(TL),(TL),吊具和吊具上架吊具和吊具上架(LS)(LS) TL（小车自重）注意：小车自重偏心距为 0.000 名称重量 G(t)XG(m)YG(m)高度 ZG(m) 1小车在前伸距90.0080.980.0043.00 2小车在后伸距90.00-23.000.0043.00 3小车在停机位置90.008.500.0043.00 图表 6 小车自重及重心 4.1.84.1.8 工作风载：工作风载： 1 工作所允许风速 VS=24.60m/s工作风压5 Q=0.613 VS 2=370.7N/m2=37.82 kg/m2 轮压计算式 WPX=风载*高度 /(轨距*2*车轮数*1000) WPY=风载*高度/(基距*16*1000) WPXO=风载*高度 /(轨距*2*车轮数*1000) WPYO=风载*高度/(基距*16*1000) 列表如下： 大梁状态风向风载荷 kg高度 m轮压 t 垂直大车轨道5653731.08 WPX=3.60大梁水平 平行大车轨道5926937.59 WPY=10.11 垂直大车轨道6388935.31 WPXO=4.63大梁仰起 45 度 平行大车轨道5926940.20 WPYO=10.81 图表 7 工作风压引起风载 4.1.94.1.9 非工作所允许风压非工作所允许风压 9.1 非工作风速 VS=53.60m/s 非工作风压5 Q=0.613 VS 2=1759.7N/m2 =179.56kg/m2 轮压计算式 WSX=风载*高度 /(轨距*2*车轮数*1000) WSY=风载*高度/(基距+2.952)*16*1000 列表如下： 大梁状态风向风载荷 kg高度 m轮压 t 垂直大车轨道 30331036.25 WPX=22.55大梁水平 平行大车轨道 28137441.50 WPY=43.70 共 48 页 第 18 页 装 订 线 图表 8 非工作风压引起的风载 4.24.2 总轮压总轮压 4.2.14.2.1 定义及假设定义及假设 4.2.1.14.2.1.1 定义定义：轮压是一个车轮对码头行走轨道的压力。分为工作状态轮压和非工 作状态轮压。当不要求指出轮压分布值时，通常指 4 腿中最大的轮压值。 4.2.1.24.2.1.2 假设假设：起重机的运行机构、支承结构、轨道和承放起重机的码头结构等等 的设计都需要根据轮压和支点压力来进行设计。四支点起重机的轮压分布是个静不 定问题，它与起重机的结构和道路的平整性和弹性性质都有很大的关系，要精确计 算是十分困难的。因此，实用计算中常用一些简化假定，其中较为简便的是刚性车 架假定。假定如下： a起重机支承结构（车架）是绝对刚体，其支点位于同一个平面内； b路面或轨道面理想平整； c支点下的基础变形与支点压力成正比。 4.2.24.2.2 计算计算 基于以上假定，再根据本章第一节所得的各载荷在各支腿引起的轮压，以及第 二章所提供的各工况的安全设计系数列表，可进行以下计算： 1 允许轮压海侧 WSP=108 x S=108x1.4=151.2t 陆侧 LSP=108 x S=108x1.4=151.2t S=平均间距, 单位（米）, 在每一边的外侧 2 独立负载引起的轮压 负载在外伸距负载在后伸距 载 荷种类LEG ALEG BLEG CLEG DLEG ALEG BLEG CLEG D DL 静负载48.68 47.35 49.11 46.04 48.68 47.35 49.11 46.04 TL小车负载14.94 14.94 -9.32 -9.32 -4.24 -4.24 9.87 9.87 CBLS 货物大梁系统1.16 1.16 -0.72 -0.72 -0.33 -0.33 0.77 0.77 CBRL额定负载15.11 15.11 -9.42 -9.42 -4.29 -4.29 9.98 9.98 LS起升系统2.99 2.99 -1.86 -1.86 -0.85 -0.85 1.97 1.97 LL起升负载10.13 10.13 -6.32 -6.32 -2.88 -2.88 6.69 6.69 共 48 页 第 19 页 装 订 线 STL堵转负载25.44 25.44 -15.86 -15.86 -7.23 -7.23 16.80 16.80 IMP冲击载荷5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATG小 车 水 平 惯 性 力7.20 -5.74 5.74 -7.20 5.74 -7.20 7.20 -5.74 WLO有效风载10.73 -8.31 8.31 -10.73 8.31 -10.73 10.73 -8.31 COLLY碰撞载荷16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 WLS非工作风载49.18 -28.50 28.50 -49.18 28.50 -49.18 49.18 -28.50 EQO地震载荷29.15 -19.26 19.26 -29.15 19.26 -29.15 29.15 -19.26 EQS装载地震载荷26.90 -16.22 16.22 -26.90 16.22 -26.90 26.90 -16.22 图表 9 独立负载引起的轮压 4.34.3 稳定性稳定性 4.3.14.3.1 定义定义 港口起重机，无论在吊货工作时还是非工作时（遇到台风时）都应该保证不会 翻倒。起重机的这一性能称为起重机的稳定性。稳定性是起重机的重要技术性能之 一。 4.3.24.3.2 稳定性稳定性 露天工作的集装箱岸桥，在沿轨道方向的风力和惯性力的作用下，如果起重机 的自重不足或者轮距（基距）太小，就会有向轨道方向倾覆的可能性。在垂直轨道 方向的风力和惯性力的作用下以及在伸臂极端位置处工作的小车自重和额定起重量 的作用下，起重机有朝桥架伸臂一端倾覆的可能性。 起重机的稳定性验算应在最不利于起重机稳定的载荷组合条件下进行，根据标 书提供的力夫特克15所编写的工况系数列表进行计算。 1 各载荷组合系数见第二章（第 8 页） 2 独立负载引起的轮压 大梁水平小车位于外伸距小车位于后伸距 负载种类LEG ALEG BLEG CLEG DLEG ALEG BLEG CLEG D DL静负载48.68 47.35 49.11 46.04 48.68 47.35 49.11 46.04 TL小车负载14.94 14.94 -9.32 -9.32 -4.24 -4.24 9.87 9.87 CBLS货物大梁系统1.16 1.16 -0.72 -0.72 -0.33 -0.33 0.77 0.77 CBRL额定负载15.11 15.11 -9.42 -9.42 -4.29 -4.29 9.98 9.98 LS起升系统2.99 2.99 -1.86 -1.86 -0.85 -0.85 1.97 1.97 共 48 页 第 20 页 装 订 线 LL起升负载10.13 10.13 -6.32 -6.32 -2.88 -2.88 6.69 6.69 IMP冲击5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATT小 车 水 平 惯 性 力5.01 4.56 -3.12 -2.84 5.01 4.56 -3.12 -2.84 LATG大 车 水 平 惯 性 力7.20 -5.74 5.74 -7.20 5.74 -7.20 7.20 -5.74 WLO有 效 风 载10.73 -8.31 8.31 -10.73 8.31 -10.73 10.73 -8.31 STL堵 转载 荷25.44 25.44 -15.86 -15.86 -7.23 -7.23 16.80 16.80 COLL碰 撞 载 荷16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 16.71 -16.71 图表 10 独立负载引起的轮压 大梁仰起 45 度 WPSC 大梁仰起 80 度 WPS 负 载 种 类LEG ALEG BLEG CLEG DLEG ALEG BLEG CLEG D DL静 负 载45.62 44.28 52.18 49.11 40.37 39.04 57.43 54.35 TL小 车 负 载 1.57 1.57 4.06 4.06 1.57 1.57 4.06 4.06 CBLS货 物 大 梁 系 统 CBRL额 定 负 载 LS起 升 系 统0.31 0.31 0.81 0.81 0.31 0.31 0.81 0.81 LL起 升 负 载 IMP冲 击 LATT小 车 水 平 惯 性 力 LATG大 车 水 平 惯 性 力6.08 -7.63 7.63 -6.08 6.23 -7.81 7.81 -6.23 WLO有 效 风 载11.76 -8.12 8.12 -11.76 6.00 -10.35 10.35 -6.00 STL堵 转 载 荷 COLL碰 撞 载 荷17.71 -17.71 17.71 -17.71 18.13 -18.13 18.13 -18.13 WLS非 工 作 风 载 28.50 -49.18 49.18 -28.50 图表 11 独立负载引起的轮压（稳定性计算 WPS XG,YG,ZG 的原点按下图. 根据标书：每一边的车轮数： 8 （总数） （32）外伸距 50.5m 后伸距23 m轨距30.48m 基距13.775 m停车位置8.50m 2 2 金属结构金属结构: : 2.1 门框结构： 序号名称重量G(t)XG(m) 高度 ZG(m)YG(m) 1海侧上横梁45.8630.4851.340.00 2海侧联系横梁27.8230.4848.500.00 3海侧立柱102.8830.2023.800.00 4海侧下横梁47.9330.485.000.00 5水平撑杆17.9815.365 44.700.00 6门框斜撑 118.2315.365 47.320.00 7门框斜撑 233.1415.365 29.910.00 8门框横梁52.4615.5418.350.00 9门框构架41.1315.2451.840.00 10陆侧上横梁46.580.0051.340.00 11陆侧加高立柱（载人电梯）20.990.0048.50-10.53 12陆侧加高立柱（梯子）21.040.0048.5010.53 13陆侧立柱（载人电梯）75.890.0023.80-10.53 14陆侧立柱（梯子）76.580.0023.8010.53 15陆侧下横梁58.330.005.000.00 16其余3.1615.2425.000.00 XG(m) 陆侧轨道 YG(m) A 机器房 陆侧 B C D 起重机中心线 海侧 共 48 页 第 39 页 装 订 线 合计690.0013.5