港口大型起重機(jī)動(dòng)態(tài)防風(fēng)等級(jí)研究

港口大型起重機(jī)動(dòng)態(tài)防風(fēng)等級(jí)研究

有效抗風(fēng)災(zāi)港口大輪箱的災(zāi)害率是促進(jìn)安全生產(chǎn)，保障裝卸作業(yè)順利開(kāi)展的一項(xiàng)重要工作。上海港本著堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，多年來(lái)從自身的安全預(yù)控與安全防范實(shí)際需要出發(fā)，制訂并實(shí)施了一整套大型起重機(jī)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(jī)動(dòng)態(tài)防臺(tái)風(fēng)的量值由于大型起重機(jī)作業(yè)時(shí)，操作者和機(jī)械設(shè)備都處于工作狀態(tài)，同時(shí)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(jī)的動(dòng)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(diǎn)，結(jié)合碼頭水工設(shè)施和防風(fēng)裝備的性能，現(xiàn)時(shí)界定：大型起重機(jī)作業(yè)動(dòng)態(tài)抗風(fēng)的安全設(shè)防等級(jí)（上限）為蒲福風(fēng)力11級(jí)，取其最大風(fēng)速值32.6米/秒；大型起重機(jī)非作業(yè)靜態(tài)抗風(fēng)的安全設(shè)防等級(jí)為大于11級(jí)蒲福風(fēng)力；對(duì)防臺(tái)、抗臺(tái)的安全設(shè)防等級(jí)則以1990年為時(shí)點(diǎn)，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。基于以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，上海港將大型起重機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)防突發(fā)風(fēng)定為三級(jí)，具體量值如下：第1級(jí)：按照GB6067《起重機(jī)械安全規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)風(fēng)力大于7級(jí)時(shí)，沿海起重機(jī)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(jí)：以制造廠對(duì)大型起重機(jī)設(shè)計(jì)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(jí)：短時(shí)出現(xiàn)的龍卷風(fēng)，風(fēng)力達(dá)到11級(jí)時(shí)（認(rèn)定的最大設(shè)防等級(jí)），即風(fēng)速Vmax=32.6米/秒———此屬設(shè)防上限（極限要求）。說(shuō)明：(1)當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)速大于32.6米/秒以上的天象時(shí)，應(yīng)歸屬起重機(jī)靜態(tài)抗臺(tái)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(shì)必存在差異；(3)樹(shù)立整合資源發(fā)揮聯(lián)防作用的抗風(fēng)抗臺(tái)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(shí)78米/秒）設(shè)防。由此明確：所有抵抗水平力裝置的動(dòng)態(tài)防御等級(jí)不得低于起重機(jī)設(shè)計(jì)工作風(fēng)速，就是說(shuō)必須超過(guò)上述第1級(jí)（最低要求）動(dòng)態(tài)防風(fēng)要求、滿足第2級(jí)（常態(tài)要求）風(fēng)速設(shè)防的基本條件，并要求達(dá)到或超過(guò)第3級(jí)（極限要求）抗風(fēng)能級(jí)。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(jī)上使用（質(zhì)量不保證的產(chǎn)品，使用后患無(wú)窮）。同時(shí)又規(guī)定，所有抵抗上拔力（垂直力）裝置、設(shè)施的單個(gè)防風(fēng)拉索地拎（亦即地錨）的最小抗拉值≥98kN(10噸），單臺(tái)大型起重機(jī)必須配置≥4個(gè)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(jì)算出臺(tái)風(fēng)作用時(shí)大型起重機(jī)產(chǎn)生的上拔力值來(lái)確定）。二、大型起重機(jī)防風(fēng)防臺(tái)裝置防風(fēng)防臺(tái)裝備由兩部分組成：安裝于大型起重機(jī)設(shè)備上的部分稱之為防風(fēng)防臺(tái)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(dòng)器、慣性制動(dòng)器、從動(dòng)輪液壓式輪邊制動(dòng)器（夾輪器）、行走制動(dòng)器、頂軌器、防爬器、防風(fēng)塞鐵和防風(fēng)預(yù)（警）報(bào)裝置等。防臺(tái)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(jī)上的各類型防風(fēng)防臺(tái)裝置、設(shè)施，歸結(jié)起來(lái)不外乎要達(dá)到以下兩種保護(hù)目的：一是抵御風(fēng)害作用對(duì)大型起重機(jī)產(chǎn)生的水平力；二是抵御風(fēng)害作用對(duì)大型起重機(jī)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(tái)裝置組成，有防跑制動(dòng)器、從動(dòng)輪液壓式輪邊制動(dòng)器（夾輪器）、行走制動(dòng)器（含二級(jí)制動(dòng)、主動(dòng)輪制動(dòng)）、頂軌器、防爬器、防風(fēng)塞鐵、防風(fēng)預(yù)（警）報(bào)裝置、夾軌器、錨定（鉤）、拉索，拉桿、索具螺旋扣、卸扣/栓銷等。1.動(dòng)態(tài)防風(fēng)裝置除了不用防臺(tái)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(jī)械化、自動(dòng)化水平。對(duì)作業(yè)過(guò)程中需經(jīng)常移動(dòng)大車(chē)行走的大型起重機(jī)，應(yīng)用電動(dòng)鐵鞋（即防跑制動(dòng)器類）取代手動(dòng)防風(fēng)塞鐵；并限定處于動(dòng)態(tài)防風(fēng)中的大型起重機(jī)遇突發(fā)風(fēng)時(shí)，必須堅(jiān)持就地防風(fēng)的原則，切不可盲目回開(kāi)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(lái)保障大型起重機(jī)的安全。這里簡(jiǎn)要介紹一下動(dòng)態(tài)防風(fēng)的幾種裝置：(1)GBS-II型防跑制動(dòng)器。該產(chǎn)品不改變?cè)O(shè)備原結(jié)構(gòu)，僅在行走輪邊加裝一套電動(dòng)鐵鞋裝置，利用液壓推動(dòng)器的動(dòng)作使落在軌道面上帶齒板的鐵鞋提起或放下，達(dá)到阻止行走輪的滾動(dòng)或滑動(dòng)目的。其最大優(yōu)點(diǎn)是不改變?cè)Y(jié)構(gòu)，調(diào)試和維護(hù)保養(yǎng)非常簡(jiǎn)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(diǎn)是：當(dāng)風(fēng)力不大時(shí)能防止大型起重機(jī)在軌道上跑動(dòng)、滑動(dòng)；當(dāng)風(fēng)力增大時(shí)，防風(fēng)能力也隨之增強(qiáng)（技術(shù)理論創(chuàng)新點(diǎn)：變摩擦系數(shù)）。(2）液壓式輪邊制動(dòng)器（或稱夾輪器）。該產(chǎn)品亦不改變?cè)O(shè)備原結(jié)構(gòu)，而是在從動(dòng)行走輪邊加裝一套電動(dòng)液壓制動(dòng)裝置，利用液壓推動(dòng)器動(dòng)作使閘瓦松開(kāi)或抱緊，起到阻止從動(dòng)行走輪滾動(dòng)。(3）頂軌器。產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠家較多。該產(chǎn)品亦不改變?cè)O(shè)備原有結(jié)構(gòu)，將其安裝在兩個(gè)行走臺(tái)車(chē)中間，利用液壓推動(dòng)器的作用使鉗口頂住軌道面或脫開(kāi)軌面。2.靜態(tài)抗臺(tái)裝置防臺(tái)是在防風(fēng)基礎(chǔ)上的再設(shè)防，因此，大型起重機(jī)必須回到自己錨定位并錨定住，同時(shí)栓緊防風(fēng)拉索（拉桿），條件允許時(shí)門(mén)機(jī)采用單機(jī)設(shè)防（旋轉(zhuǎn)制動(dòng)器上鎖到帶阻尼狀態(tài)），岸橋前大梁置水平狀態(tài)，按防臺(tái)要求做好一切防范工作。這里再簡(jiǎn)要介紹幾種靜態(tài)抗臺(tái)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(tái)風(fēng)作用于大型起重機(jī)時(shí)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(shí)僅承受上拔力；與地面成角度使用時(shí)，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(duì)大型起重機(jī)防風(fēng)防臺(tái)工作帶來(lái)隱患，因而已研制出錨定鉤來(lái)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(jī)上的防風(fēng)用具，因其簡(jiǎn)便實(shí)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(tái)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(yàn)證（模擬法）防風(fēng)防臺(tái)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(jì)大學(xué)、海事大學(xué)和振華港機(jī)公司的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)用的門(mén)機(jī)和岸橋上的防跑制動(dòng)器、慣性制動(dòng)器、防風(fēng)拉索、從動(dòng)輪制動(dòng)器、主動(dòng)輪二級(jí)制動(dòng)器等裝備進(jìn)行過(guò)性能測(cè)定。由驗(yàn)測(cè)結(jié)論推斷：上海港大型起重機(jī)所裝備的防風(fēng)防臺(tái)裝置、設(shè)施，都是經(jīng)得起考驗(yàn)、能在風(fēng)害襲擊中發(fā)揮作用的安全保障支柱。實(shí)物性能測(cè)定結(jié)論：(1)M02型10t-30m門(mén)機(jī)單一方向裝2只防跑制動(dòng)器，其抗風(fēng)能力大于38.6噸，相當(dāng)可抗15級(jí)風(fēng)力作用所產(chǎn)生的水平推力。(2)M60型20/40t-35/20m門(mén)機(jī)單一方向裝2個(gè)防跑制動(dòng)器，其抗風(fēng)能力為26噸，相當(dāng)可抗11級(jí)風(fēng)力作用；如裝4個(gè)防跑制動(dòng)器（單一方向），其抗風(fēng)能力為44噸，相當(dāng)可抗14級(jí)風(fēng)力作用。(3)50t-50m超巴拿馬型岸橋同方向加裝2個(gè)防跑制動(dòng)器時(shí)，就能抗擊≥8級(jí)風(fēng)襲擊（對(duì)應(yīng)的風(fēng)力24.92噸；實(shí)測(cè)值25.95噸，此時(shí)測(cè)試用的牽引設(shè)備已達(dá)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(gè)防跑制動(dòng)器(即兩套防風(fēng)裝置),以確保安全。(4)單個(gè)防風(fēng)塞鐵的實(shí)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(shí)測(cè)值超過(guò)了規(guī)定的最小抗拉值10噸。(6)61t-63m岸橋,只要大車(chē)全部車(chē)輪有效地制動(dòng)(主、從動(dòng)輪不滾動(dòng)),就能有效地防止工作情況下的陣風(fēng)(35米/秒),不被吹動(dòng)。四、防風(fēng)措施實(shí)施防風(fēng)防臺(tái)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(shí)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(xiǎn)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)