淺析港口大型起重機(jī)械如何防風(fēng)

錢偉勇

（上海振華重工（集團(tuán)）股份公司，上海 200125）

1 港口起重機(jī)風(fēng)害種類及設(shè)防

1.1 港口起重機(jī)風(fēng)害種類

臺(tái)風(fēng)作為災(zāi)害性天氣的一種，其破壞力極強(qiáng)，但是臺(tái)風(fēng)的征兆明顯，可以通過(guò)事先從氣象部門的預(yù)報(bào)中獲得征象并加強(qiáng)防范。臺(tái)風(fēng)報(bào)告的形式分為預(yù)報(bào)、緊報(bào)、緊急緊報(bào)，預(yù)報(bào)是在風(fēng)來(lái)臨48h以內(nèi)進(jìn)行報(bào)告，緊報(bào)指的是臺(tái)風(fēng)來(lái)臨24h內(nèi)進(jìn)行報(bào)告，緊急緊報(bào)則指的是臺(tái)風(fēng)來(lái)臨12h內(nèi)進(jìn)行報(bào)告。

突發(fā)風(fēng)涵蓋了龍卷風(fēng)和陣風(fēng)，它們的特點(diǎn)都在于范圍局限，突發(fā)且隨機(jī)，沒(méi)有發(fā)生之前不能很好地預(yù)報(bào)。除此以外，二者的侵襲過(guò)程不長(zhǎng)，風(fēng)力作用時(shí)間短則數(shù)分鐘，長(zhǎng)則30min，風(fēng)速變化大。突發(fā)風(fēng)作為強(qiáng)對(duì)流天氣，其風(fēng)速較高。突發(fā)風(fēng)作為災(zāi)害性天氣，不能提前了解在什么時(shí)候發(fā)生、風(fēng)速多少，因此突發(fā)風(fēng)的危害性、破壞性都很大。

1.2 動(dòng)態(tài)防風(fēng)

起重機(jī)械的防風(fēng)包括動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的防風(fēng)，這是根據(jù)起重機(jī)是否工作進(jìn)行區(qū)別的，起重機(jī)沒(méi)有工作時(shí)是靜態(tài)防風(fēng)，工作時(shí)要進(jìn)行的防風(fēng)是動(dòng)態(tài)防風(fēng)。

起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備、操作人員都正在工作，同時(shí)受到風(fēng)作用力的影響，因此一旦發(fā)生風(fēng)害將會(huì)帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果，這就是與靜態(tài)防風(fēng)相比，動(dòng)態(tài)防風(fēng)更加緊迫也更加重要的原因，開(kāi)展防風(fēng)工作時(shí)，需要從思想上形成對(duì)動(dòng)態(tài)防風(fēng)的認(rèn)識(shí)。結(jié)合保證企業(yè)設(shè)備生產(chǎn)安全、港口沿海地區(qū)季風(fēng)特點(diǎn)、防風(fēng)裝備性能、碼頭水工設(shè)施等來(lái)確定起重機(jī)的防風(fēng)等級(jí)。

2 常用防風(fēng)裝置分析

2.1 靜態(tài)防風(fēng)裝置

靜態(tài)防風(fēng)裝置有剛性與柔性的區(qū)別，靜態(tài)防風(fēng)常用防風(fēng)錨定裝置與防風(fēng)系纜裝置，現(xiàn)在對(duì)它們分別進(jìn)行探討。

對(duì)防風(fēng)錨定裝置而言，從裝置在受力形式上區(qū)別進(jìn)行區(qū)分，我們可以將此類裝置分為僅承受軌道方向水平力和同時(shí)承受垂直于碼頭面拉力與沿軌道方向水平力這兩種，二者的區(qū)別在于前者錨定坑不能扣住錨定板或錨定桿而后者可以。當(dāng)采用第一種結(jié)構(gòu)時(shí)，那么計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定性時(shí)要確保風(fēng)速超過(guò)較高時(shí)起重機(jī)各項(xiàng)載荷對(duì)傾覆邊力矩之和大于零，通過(guò)計(jì)算確保不產(chǎn)生向上傾覆力，這樣才能為整體穩(wěn)定性提供保障。穩(wěn)定力矩主要來(lái)源于起重機(jī)自重，傾覆力矩主要為風(fēng)力產(chǎn)生，假設(shè)傾覆力矩相同，那么穩(wěn)定力矩越大則靜態(tài)穩(wěn)性越好。第二種結(jié)構(gòu)形式的防風(fēng)錨定裝置由于其受力形式的特點(diǎn)可以同時(shí)克服向上傾覆拉力與水平力，這是當(dāng)起重機(jī)的自重不變時(shí)，采用第二種結(jié)構(gòu)形式的起重機(jī)穩(wěn)定性更強(qiáng)的原因。

防風(fēng)系纜裝置是一種在承擔(dān)了水平力的同時(shí)還能承擔(dān)垂直拉力的裝置，當(dāng)使用這種裝置時(shí)為了進(jìn)一步提高抗風(fēng)性能，需要在使用這種裝置的同時(shí)聯(lián)合應(yīng)用防風(fēng)錨定裝置。

靜態(tài)防風(fēng)裝置包括機(jī)上與地面或碼頭這兩部分，設(shè)計(jì)、制造這兩部分時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范制造，要重視二者的銜接。靜態(tài)防風(fēng)裝置的地面或碼頭部分為土建部門或水工建造，機(jī)上部分則為廠方制造，當(dāng)二者協(xié)調(diào)不足時(shí)容易帶來(lái)很多配合誤差，因此要注意避免出現(xiàn)錨定孔偏移或移位等情況的發(fā)生，這樣才能確保防風(fēng)裝置的正常使用。為了預(yù)防錨桿被拉斷等情況發(fā)生，要高度重視防風(fēng)裝置穩(wěn)定性。

2.2 動(dòng)態(tài)防風(fēng)裝置

起重機(jī)械正常工作過(guò)程中突遇陣風(fēng)，這時(shí)需要在最短的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定起重機(jī)，來(lái)不及系固防風(fēng)系固裝置，也不能及時(shí)移動(dòng)到錨定位置在碼頭地面錨定坑插入錨定插銷或插板。無(wú)論起重機(jī)承受哪個(gè)方向的風(fēng)，都不可能出現(xiàn)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)在風(fēng)力影響下被吹壞或吹倒的情況，即便設(shè)計(jì)存在缺陷造成起重機(jī)抬腿，但是配重裝置與防風(fēng)系固的作用可以確保起重機(jī)的牢固性。起重機(jī)的防風(fēng)措施沒(méi)有事先做好，或正在工作時(shí)突發(fā)臺(tái)風(fēng)而造成起重機(jī)不能很好地控制，這時(shí)起重機(jī)就會(huì)沿著軌道緩慢運(yùn)動(dòng)，受到風(fēng)的影響，起重機(jī)運(yùn)行速度逐漸加快，與緩沖器或臨近起重機(jī)碰撞，這樣一來(lái)，就會(huì)增加傾翻力矩增加，一旦該力矩超過(guò)穩(wěn)定力矩，那么就會(huì)出現(xiàn)傾覆事故。

對(duì)以往發(fā)生的起重機(jī)風(fēng)災(zāi)事故進(jìn)行分析，事故的發(fā)生主要在于強(qiáng)風(fēng)作用下起重機(jī)移動(dòng)，當(dāng)發(fā)生移動(dòng)后起重機(jī)運(yùn)行速度加快，增加了動(dòng)能而引起事故。通過(guò)以上分析，我們認(rèn)識(shí)到預(yù)防起重機(jī)在強(qiáng)風(fēng)下出現(xiàn)事故的關(guān)鍵在于保持起重機(jī)的穩(wěn)定，預(yù)防起重機(jī)的移動(dòng)，而為了起重機(jī)移動(dòng)，強(qiáng)風(fēng)天氣下有必要采用防爬裝置，通過(guò)這些裝置來(lái)限制、杜絕整體位移?，F(xiàn)對(duì)常用裝置探討如下。

防爬靴屬于增力型制動(dòng)裝置，這種裝置有一定動(dòng)態(tài)防風(fēng)作用，但局限性較大（圖1）。防爬靴的缺陷主要包括：（1）對(duì)靜態(tài)防風(fēng)幾乎沒(méi)有價(jià)值；（2）風(fēng)水交加時(shí)，防爬靴自重本身較小，外加軌道與防爬靴的摩擦系數(shù)進(jìn)一步減少，一旦車輪移動(dòng)經(jīng)就時(shí)常造成防爬效果喪失；（3）防爬靴要想發(fā)揮作用，需要對(duì)多個(gè)車輪配備相應(yīng)防爬靴。

圖1 防爬械圖示

夾軌器夾緊軌道，通過(guò)摩擦力來(lái)抵抗風(fēng)力。夾軌器的缺陷主要包括：（1）不能應(yīng)用于國(guó)標(biāo)重軌上，原因在于軌道頭部為錐形，不能可靠夾?。唬?）槽內(nèi)障礙物會(huì)影響使用效果；（3）夾軌器接觸面積小，剛性連接也決定了容易出現(xiàn)滑動(dòng)而影響使用效果；（4）起重機(jī)運(yùn)行時(shí)使用效果較差；（5）軌道狀態(tài)差可影響使用效果 。

頂軌器通過(guò)摩擦阻力發(fā)揮防風(fēng)效果。頂軌器的缺陷包括：（1）動(dòng)態(tài)防風(fēng)效果較差；（2）接觸壓力會(huì)在很大程度上影響摩擦力；（3）軌道波浪度會(huì)影響頂軌器使用效果。

夾輪器的原理是將一套輪邊制動(dòng)器裝在大車動(dòng)輪上，當(dāng)大車停止在某個(gè)位置時(shí)，這時(shí)碟形彈簧夾緊作用車輪兩側(cè)，剎住車輪從而阻止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)（圖2）。每個(gè)從動(dòng)輪上都可以安裝夾輪器，這樣一來(lái)，就能明顯提高夾緊效果，磨損也比較均勻，輪與軌道的摩擦力比較穩(wěn)定，當(dāng)大車運(yùn)行后可通過(guò)制動(dòng)停止運(yùn)行。

圖2 夾輪器圖示

3 防風(fēng)措施

（1）當(dāng)處于容易發(fā)生臺(tái)風(fēng)的季節(jié)時(shí)，就要經(jīng)常了解相關(guān)信息。當(dāng)風(fēng)力較強(qiáng)，風(fēng)速較快時(shí)，動(dòng)態(tài)防風(fēng)時(shí)要確保風(fēng)速儀能報(bào)警；當(dāng)風(fēng)速較快且持續(xù)數(shù)秒時(shí)，要求風(fēng)速儀能自動(dòng)切斷大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電源，當(dāng)大車運(yùn)行制動(dòng)器、防風(fēng)制動(dòng)器先后制動(dòng)。通過(guò)這一措施來(lái)規(guī)避突然制動(dòng)引起的慣性，從而讓起重機(jī)緩慢停止。強(qiáng)化檢測(cè)起重機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，定期檢查、記錄。

（2）對(duì)起重機(jī)配備錨定裝置及夾軌器。夾軌器分別配置在起重機(jī)四個(gè)臺(tái)車的對(duì)角線上，當(dāng)起重機(jī)位于臺(tái)風(fēng)風(fēng)口時(shí)，要分別在臺(tái)車端頭增加夾軌器以提高緊急防風(fēng)能力。靜態(tài)防風(fēng)時(shí)起重機(jī)要在規(guī)定位置停留，聯(lián)合應(yīng)用相應(yīng)錨定裝置及夾軌器。加強(qiáng)對(duì)已損壞結(jié)構(gòu)的觀測(cè)，及時(shí)進(jìn)行更換。加強(qiáng)對(duì)軌道狀態(tài)的檢查，及時(shí)清除軌道兩側(cè)異物，消除軌面不平。

（3）放置防爬靴時(shí)，要將其放置于大車被動(dòng)輪逆風(fēng)側(cè)，確保防爬靴與舌尖與軌道及車輪踏面的接觸效果。

（4）將主動(dòng)輪式行走輪應(yīng)用于起重機(jī)對(duì)提高防風(fēng)性能具有良好的效果。

（5）加大防風(fēng)管理力度。完善安全管理制度，涵蓋日常維護(hù)保養(yǎng)、安全操作、安全使用管理、定期檢查、崗位責(zé)任、事故應(yīng)急預(yù)案、職工培訓(xùn)及交接班等各個(gè)方面。對(duì)相關(guān)工作人員要定期開(kāi)展以防風(fēng)為主題的培訓(xùn)，務(wù)必確保這些人員掌握起重機(jī)的防風(fēng)重要作用，了解防風(fēng)裝置的原理、特點(diǎn)、維護(hù)保養(yǎng)特點(diǎn)等。定期進(jìn)行應(yīng)急演練。

（6）增強(qiáng)工作人員責(zé)任心。相關(guān)工作人員要認(rèn)識(shí)到防風(fēng)工作的重要作用，認(rèn)識(shí)到風(fēng)害對(duì)正常生產(chǎn)帶來(lái)的威脅。消除自身存在的僥幸心理，凡事想到最壞的可能。當(dāng)發(fā)生臺(tái)風(fēng)引起斷電及風(fēng)速儀聯(lián)鎖引起大車行走斷電時(shí)，及時(shí)采取應(yīng)急措施，杜絕起重機(jī)被風(fēng)吹移動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

港口起重機(jī)械開(kāi)展防風(fēng)工作時(shí)，要由專業(yè)的人員開(kāi)展工作，這樣才能為高質(zhì)量開(kāi)展工作提供保障。做好設(shè)備管理、檢驗(yàn)、使用以及維護(hù)等方面的工作，積極與氣象部門溝通以了解氣象變化，嚴(yán)格按照規(guī)程作業(yè)，在實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，這樣才能提高港口起重機(jī)防風(fēng)工作成效。