《挖泥船重力抓斗設(shè)計(jì)與制造技術(shù)要求》編制說明

中國(guó)水運(yùn)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

挖泥船重力抓斗設(shè)計(jì)與制造技術(shù)要求

編制說明

二〇二一年五月

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來源

廣航局2018年10月根據(jù)水運(yùn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知申報(bào)本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)編制，通過

水運(yùn)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)專家審查，按水運(yùn)協(xié)會(huì)2019年5月印發(fā)的“關(guān)于發(fā)布2019

年（第一批）中國(guó)水運(yùn)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的通知”，開始承擔(dān)編

制任務(wù)，組織編寫。

（二）主要工作工程

（1）2019年5月，成立標(biāo)準(zhǔn)編寫組，編制研究大綱，落實(shí)編寫任務(wù)，對(duì)標(biāo)

準(zhǔn)編制工作計(jì)劃和主要技術(shù)路線、人員分工、費(fèi)用預(yù)算做了安排。

（2）2019年8月28日，中國(guó)水運(yùn)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)在廣州召開了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編寫

工作大綱送審稿審查會(huì)，與會(huì)專家對(duì)《挖泥船重力抓斗設(shè)計(jì)與制造技術(shù)指南目

錄》編寫大綱進(jìn)行審查，要求團(tuán)標(biāo)更名為《挖泥船重力抓斗設(shè)計(jì)與制造技術(shù)要

求》審查并確定內(nèi)容和章節(jié)。

（3）2019年6月～12月，標(biāo)準(zhǔn)編寫組進(jìn)行了行業(yè)內(nèi)的調(diào)研及相關(guān)資料的查

詢，并對(duì)技術(shù)資料進(jìn)行研究與分析。

（4）2020年1月～6月，編寫組完成了標(biāo)準(zhǔn)草稿的編制，并研究標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

及計(jì)算公式的推導(dǎo)；

（5）2020年7月～12月，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行討論與審查，明確標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)出現(xiàn)的

公式進(jìn)行理論分析并再次推導(dǎo)，期間對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及條款進(jìn)行多次商榷，完成

標(biāo)準(zhǔn)文本征求意見初稿。

（6）2021年1月～3月，完成編制單位初稿內(nèi)部審稿。

（7）2021年4～5月，初稿與有關(guān)制造廠家討論，內(nèi)部討論，修改，形成

征求意見稿初稿。

（三）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

主編單位：中交廣州航道局有限公司

參編單位：中交廣州航道局有限公司海洋工程分公司、中交華南交通建設(shè)

有限公司

（四）起草人員及其所做的具體工作

1

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人員為：韋杏靜、劉少群、劉建、李曉燕、劉卓桓、黃

誠(chéng)昭、馬培良、鄭必前、劉靜，所有的貢獻(xiàn)見表1。

表1標(biāo)準(zhǔn)起草人員及所做工作

序號(hào)姓名工作單位分工工作內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明編

1韋杏靜中交廣州航道局有限公司主要起草人

寫，修訂工作。

2劉少群中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)總體負(fù)責(zé)

3劉建中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

4李曉燕中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

5劉卓桓中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

6黃誠(chéng)昭中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

7馬培良中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

8陳熙宇中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

調(diào)研成果整理、人員組織協(xié)調(diào)、

9劉靜中交廣州航道局有限公司主要起草人

標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和依據(jù)

（一）編制原則

適用性：抓斗是抓斗式挖泥船的專用設(shè)備，也是其關(guān)鍵設(shè)備。抓斗船是通

過抓斗實(shí)現(xiàn)破土、抓取疏浚物進(jìn)行施工作業(yè)的。抓斗的質(zhì)量好壞、耐磨性能、

易用程度，將直接影響抓斗船的施工質(zhì)量、效率和效益。為此，編制組把多年

生產(chǎn)實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)和研究成果歸納和提純，形成標(biāo)準(zhǔn)化文件，建立抓斗通

用技術(shù)要求，以規(guī)范抓斗船抓斗的設(shè)計(jì)、制造和選用，以便能制造出質(zhì)量可靠、

易用合用、耐磨的抓斗，有效提高挖泥船的施工質(zhì)量和效率，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)

2

效益；同時(shí)，通過加快標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，更好地為疏浚生產(chǎn)服務(wù)，提高我國(guó)疏浚行

業(yè)整體實(shí)力，為我國(guó)疏浚企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造有利條件。

先進(jìn)性：本標(biāo)準(zhǔn)充分考慮使用、制造、設(shè)計(jì)研發(fā)的實(shí)際需求與現(xiàn)狀。內(nèi)容

反映當(dāng)前國(guó)內(nèi)、外（尤其是國(guó)內(nèi)）疏浚工程施工與裝備技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)備

制造廠家加工工藝技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)品質(zhì)量提高的現(xiàn)狀，技術(shù)進(jìn)步亟待解決的相關(guān)

問題等等，為疏浚行業(yè)配套裝備業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)支持。

經(jīng)濟(jì)性：標(biāo)準(zhǔn)要求考慮了制造成本因素，在確定技術(shù)要求時(shí)，充分評(píng)估了

制造成本的影響，在保證標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求條件下兼顧了制造成本和資源節(jié)約。

（二）編制依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)為技術(shù)要求，按照交通運(yùn)輸部《水運(yùn)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》（〔2020〕

12號(hào)）和《中國(guó)水運(yùn)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法（試行）》相關(guān)要求進(jìn)行

編寫，在中交廣州航道局有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行編制，根據(jù)編制內(nèi)容需

要，本標(biāo)準(zhǔn)還引用了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要有：總則、規(guī)

范性引用文件、術(shù)語、設(shè)計(jì)、制造等。

三、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)文本共分前言和5個(gè)章節(jié)，內(nèi)容包括總則、規(guī)范性引用文件、術(shù)語、設(shè)

計(jì)與制造主要技術(shù)要求等。

1、本標(biāo)準(zhǔn)借鑒的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：

GB/T1800.2產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）極限與配合第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公

差等級(jí)和孔、軸極限偏差

GB/T8923.1－2011涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評(píng)定

第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級(jí)

和處理等級(jí)

CB/T3513船舶除銹涂裝質(zhì)量驗(yàn)收技術(shù)要求

JB/T5000.6重型機(jī)械通用技術(shù)條件第6部分：鑄鋼件

3

JB/T5000.7重型機(jī)械通用技術(shù)條件第7部分：鑄鋼件補(bǔ)焊

2、術(shù)語

(1)“3.0.1挖泥船重力抓斗”

目前，抓斗是廣泛應(yīng)用于疏浚生產(chǎn)和碼頭裝卸貨等；而且，應(yīng)用于疏浚生

產(chǎn)的抓斗包括依靠自身重力開斗、采用鋼絲繩系統(tǒng)進(jìn)行閉斗的抓斗和采用液壓

油缸進(jìn)行開閉斗的抓斗；在《疏浚工程手冊(cè)》（P.247）中對(duì)“抓斗”進(jìn)行了定

義。在標(biāo)準(zhǔn)編寫過程中，綜合調(diào)研情況和審查專家組意見，參考《疏浚工程手

冊(cè)》對(duì)“抓斗”的定義，為了區(qū)別于采用液壓油缸進(jìn)行開閉斗的抓斗和裝卸貨

所用抓斗，本標(biāo)準(zhǔn)以術(shù)語“挖泥船重力抓斗”進(jìn)行名稱統(tǒng)一，并給出其定義。

(2)“3.0.2水平容積”、“3.0.3堆積容積”

抓斗容積是設(shè)計(jì)制造抓斗的起點(diǎn)。在實(shí)際施工中，抓斗抓取水和抓取疏浚物

（泥沙與水的混合物）的裝載量是不一樣的；在《疏浚工程手冊(cè)》（P.247）

中定義了“泥斗容量”，并明確抓斗的容量有“水平容量”、“型容量”、“堆積

容量”三種。為此，本標(biāo)準(zhǔn)參考《疏浚工程手冊(cè)》相關(guān)內(nèi)容，經(jīng)過調(diào)研和聽

取專家組審查意見，根據(jù)重力抓斗設(shè)計(jì)制造的實(shí)際應(yīng)用需要，重新定義了“水

平容積”和“堆積容積”術(shù)語。

(3)“3.0.4重容比”

重力抓斗的重量與其容積之比是一個(gè)非常重要的參數(shù)，該參數(shù)的大小確定

了其破土能力及其適合施工的土質(zhì)。重容比越大，其結(jié)構(gòu)越強(qiáng)，其破土能力也

越強(qiáng)，對(duì)不同土質(zhì)采用不同的重容比抓斗。為此，本標(biāo)準(zhǔn)參考了《疏浚工程手

冊(cè)》（P.249）對(duì)C值（重容比）的描述，定義了“重容比”術(shù)語，在“分類”

中根據(jù)抓斗重容比的數(shù)值進(jìn)行抓斗類型分類。

(4.)“3.0.5鋼絲繩偏角”指上滑輪組中心與下滑輪組中心的夾角，如下圖

所示。

4

(5)“3.0.6重心高度”

在抓斗設(shè)計(jì)過程中，抓斗的重心高度比較重要，選取合適的抓斗的重心高

度，可以保證抓斗在疏浚施工過程中不易傾倒，更合理分配抓斗各部重量，以

便于抓斗正常作業(yè)，為此，本標(biāo)準(zhǔn)參考了《疏浚工程手冊(cè)》（P.250）抓斗各部

分重量分配，結(jié)合實(shí)際調(diào)研情況，定義了“重心高度”術(shù)語。

(6)“3.0.7斗體長(zhǎng)度”、“3.0.8斗體最大開度”、“3.0.9斗體寬度”

在抓斗設(shè)計(jì)過程中，選取合適的抓斗長(zhǎng)寬高，其比例合適，既可保證抓斗

在疏浚施工過程中不易傾倒，以便于抓斗正常作業(yè)，又可保證抓斗具有良好的

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不易變形。《疏浚工程手冊(cè)》（P.251）給出了“抓斗最大開度”和“抓

斗寬度”的定義。根據(jù)實(shí)際需要，結(jié)合《疏浚工程手冊(cè)》的相關(guān)內(nèi)容，并綜合

調(diào)研生產(chǎn)廠家情況和審查專家意見，本標(biāo)準(zhǔn)分別定義了“斗體長(zhǎng)度”、“斗體最

大開度”和“斗體寬度”術(shù)語。

3、設(shè)計(jì)

（1）4.1分類

根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，并綜合去生產(chǎn)廠家調(diào)研和審查專家意見，以《疏浚工

程手冊(cè)》（P.250）抓斗重容比C值表為基本依據(jù)，將重力抓斗按照抓斗重容比

的不同，分為輕型抓斗、中型抓斗和重型抓斗。

5

（2）4.2構(gòu)造

挖泥船重力抓斗統(tǒng)計(jì)表

抓斗斗抓斗主尺度抓斗設(shè)計(jì)的主要參數(shù)計(jì)算

容/水平

序號(hào)類型L/L'備注

容積3

L'LBHL'/VPL/BL/H

（m3）

17中型5.424.122.387.12.830.761.730.58

213輕型7.2552.357.93.080.692.130.63

315中型8.336.43.569.123.380.771.800.70

416輕型7.735.82.467.733.070.752.360.75

530輕型8.926.563.4410.092.870.741.910.65

630輕型8.986.483.4810.22.860.721.860.64

75.5中型5.254.452.355.762.970.851.890.77

86中型5.44.552.45.7-0.841.900.80

98中型6.55.12.556.7-0.782.000.76

109.5中型6.75.32.76.8-0.791.960.78

1110中型75.42.87.1-0.771.930.76

1211中型75.62.97.3-0.801.930.77

1313中型7.35.73.18.1-0.781.840.70

1416中型8.56.23.48.4-0.731.820.74

1517.5中型8.96.53.48.7-0.731.910.75

1618中型9.26.63.48.8-0.721.940.75

1720中型9.36.83.58.9-0.731.940.76

1825中型10.27.33.89.7-0.721.920.75

198重型6.85.32.67.3-0.782.040.73

2010重型7.55.73.057.7-0.761.870.74

2113重型8.26.33.78.7-0.771.700.72

2216重型8.66.33.79.1-0.731.700.69

注：表中所列抓斗第7項(xiàng)之后的抓斗容積為抓斗水平容積（BV）。

6

標(biāo)準(zhǔn)編寫組到國(guó)內(nèi)主要重力抓斗生產(chǎn)廠家和主要疏浚企業(yè)調(diào)研，收集了各類大中小型抓斗

船及其抓斗資料，抓斗樣品覆蓋了4方、8方、15方、16方、18方、20方、25方、27方、

30方、50方等常用輕型、中型和重型抓斗。結(jié)合調(diào)研材料，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，綜合各單位和審

查專家組意見，按照抓斗結(jié)構(gòu)、工作原理，本標(biāo)準(zhǔn)明確了設(shè)計(jì)重力抓斗的各關(guān)鍵參數(shù)要求，

包括抓斗斗體最大開度計(jì)算公式、斗體長(zhǎng)度計(jì)算公式，同時(shí)規(guī)定了抓斗其他設(shè)計(jì)參數(shù)取值范

圍、滑輪結(jié)圓直徑的確定、銷軸直徑的確定，規(guī)定了抓斗斗齒數(shù)量范圍。其中：

作為重力抓斗設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，首先確定抓斗的斗容，然后，根據(jù)斗容推算抓斗斗體最大開

度，斗體最大開度公式參考了《疏浚工程手冊(cè)》（P.251）相關(guān)內(nèi)容和結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)意見

生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)給出，所用到的斗體最大開度系數(shù)按2.5～3.2范圍取值。一般來說，

船東確定抓斗船規(guī)格，確定所需抓斗斗容（多采用抓斗堆積容積，也有采用抓斗水平容積的）

后，開始抓斗主尺度和主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)確定。從所收集到的抓斗主尺度計(jì)算（見《挖泥

船重力抓斗統(tǒng)計(jì)表》，下同），這些抓斗的“斗體最大開度系數(shù)”多在2.83～3.07之間，最大

為3.38；剔除某些特殊的數(shù)值，本標(biāo)準(zhǔn)斗體最大開度系數(shù)取值范圍確定為2.5～3.2。

接著，需要計(jì)算抓斗斗體長(zhǎng)度。通過選取合適的斗體長(zhǎng)度系數(shù)計(jì)算得出；所用到的斗體長(zhǎng)度

系數(shù)按0.70～0.85范圍取值。從所收集到的抓斗主尺度計(jì)算，這些抓斗的“斗體長(zhǎng)度系數(shù)”

多在0.69～0.85之間，最小為0.69，最大為0.85；為此，斗體長(zhǎng)度系數(shù)取值范圍確定為0.70～

0.85。

之后，依次推算重力抓斗斗體寬度、斗體高度，計(jì)算其主尺度，還需分別確定其中關(guān)鍵

參數(shù)，包括抓斗重心高度、滑輪組倍率、上下滑輪組節(jié)圓偏角、滑輪節(jié)圓直徑、銷軸直徑、

斗齒數(shù)量等。通過選取合適的長(zhǎng)寬比（L/B），結(jié)合上面已確定的斗體長(zhǎng)度可計(jì)算得出斗體寬

度；所用到的長(zhǎng)寬比（L/B）按1.75～2.50范圍取值（其中，輕型和中型抓斗取值范圍為

2.00～2.50；重型抓斗取值范圍為1.75～1.95）。從所收集到的抓斗主尺度計(jì)算，這些抓斗

的“長(zhǎng)寬比”多在1.80～2.36之間，最小為1.70，最大為2.36；剔除某些特殊的數(shù)值，抓

斗長(zhǎng)寬比取值確定為1.75～2.50。還有，通過選取合適的長(zhǎng)高比（L/H），結(jié)合上面已確定

的斗體長(zhǎng)度可計(jì)算得出抓斗高度；所用到的長(zhǎng)高比（L/H）按0.60～0.85范圍取值。從所

收集到的抓斗主尺度計(jì)算，這些抓斗的“長(zhǎng)高比”多在0.58～0.80之間，最小為0.58，最

大為0.80；剔除某些特殊的數(shù)值，抓斗長(zhǎng)高比取值確定為0.60～0.85。另外，抓斗滑輪組倍

率的確定參考了《疏浚工程手冊(cè)》（P.250~251）對(duì)“滑輪組倍率”的推薦數(shù)值，結(jié)合實(shí)際使

用經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。抓斗其他一些參數(shù)選值都是根據(jù)所收集到的抓斗主要參數(shù)經(jīng)過計(jì)算分析

7

和依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)得出。通過選定這些參數(shù)，可確定抓斗的其他主要技術(shù)參數(shù)。

（3）4.3：材料

主要依據(jù)設(shè)計(jì)和使用維修經(jīng)驗(yàn)，通過調(diào)研生產(chǎn)廠家和疏浚企業(yè)，并綜合審查專家組意見，

提出各主要部件材料要求。其中：

由于斗唇部位既要較高強(qiáng)度，又要較高硬度和耐磨性能，還要求具有較好的焊接性能。

由于斗齒座需要承受較大的沖擊載荷，需要有很高的強(qiáng)度、一定的韌性和焊接性能良好。

由于銷軸需要承受較大的沖擊載荷，需要有很高的強(qiáng)度、較好的韌性，還要應(yīng)用于水下

惡劣環(huán)境，需要較好的耐磨性能，與銷軸套形成配合良好。

由于斗齒主要用于破土，既要很高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性能，又要有一定的韌性（不易

折斷）。

由于重力抓斗主要是鋼結(jié)構(gòu)，要符合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T1591）規(guī)定的要求。

4、制造

（1）鑄造：

主要依據(jù)設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)以及廠家的制造經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合抓斗使用要求和抓斗維修經(jīng)驗(yàn)確

定抓斗制造過程的鑄造要求。由于重力抓斗多是重型機(jī)械，根據(jù)《重型機(jī)械通用技術(shù)條件第

6部分：鑄鋼件》（JB/T5000.6）的規(guī)定提出第5.1條要求。

（2）焊接：

由于斗唇需要焊接在斗體上，制造時(shí)焊接工作量非常大（更換斗唇不容易），而抓斗使用

過程中斗唇易磨損，而且，重力抓斗多是重型機(jī)械，根據(jù)《重型機(jī)械通用技術(shù)條件第7部分：

鑄鋼件補(bǔ)焊》（JB/T5000.7）的規(guī)定提出第5.2.1