蔡 峰 上海鐵路局上海鐵路裝卸服務(wù)（集團(tuán)）有限公司

1 改造方案

改造方案維持原有的小車(chē)結(jié)構(gòu)形式，改造卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，配備四索點(diǎn)可旋轉(zhuǎn)式集裝箱吊架，門(mén)架結(jié)構(gòu)根據(jù)主梁承受的載荷進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算，確定是否需要對(duì)主梁采取補(bǔ)強(qiáng)措施，大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)按改造后的工況對(duì)各零部件進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)不能滿(mǎn)足使用要求的零部件進(jìn)行改造。司機(jī)操控方式僅需額外增加一套集裝箱吊架伸縮、旋轉(zhuǎn)控制裝置。

各機(jī)構(gòu)改造方案內(nèi)容如下：

1.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)

原機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)為單吊點(diǎn)閉式傳動(dòng)。卷筒按螺旋繩槽、雙聯(lián)卷筒、單層纏繞設(shè)計(jì)。現(xiàn)改造為四吊點(diǎn)開(kāi)式傳動(dòng)。卷筒用兩件，仍按螺旋繩槽、雙聯(lián)卷筒、單層纏繞設(shè)計(jì)。原有電動(dòng)機(jī)可以利用，新增中硬齒面減速器一臺(tái)，φ400制動(dòng)器二臺(tái)，Φ700×L1350卷筒二套，24NAT6×19W+FC1670ZS317鋼絲繩四套。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)及小車(chē)架臺(tái)面布置示意見(jiàn)圖1,改造前后主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

圖1 小車(chē)臺(tái)面布置示意圖

表1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)改造前后技術(shù)參數(shù)對(duì)照表

1.2 小車(chē)架

小車(chē)架重新設(shè)計(jì)制作，原因如下：

（1）原有小車(chē)為二中梁結(jié)構(gòu)，小車(chē)主梁為工字型梁，兩根中梁位置位于小車(chē)架中心線左右1100mm位置。根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置要求需改為四中梁，原卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)改造為雙卷筒結(jié)構(gòu)后，鋼絲繩槽位置與原小車(chē)架中梁位置重疊。

（2）卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)改為四吊點(diǎn)開(kāi)式傳動(dòng)后，鋼絲繩固定點(diǎn)支座（4個(gè)）需焊接在小車(chē)架主梁上，原小車(chē)架主梁截面為工字梁，非箱型梁，工字型梁腹板單向受力，受力結(jié)構(gòu)不合理。

（3）小車(chē)架臺(tái)面兩側(cè)需布置4套減搖裝置，寬度不夠，小車(chē)臺(tái)面需加寬。

（4）利用原小車(chē)架需要改造的內(nèi)容有：①小車(chē)臺(tái)面板氣割后更換，并根據(jù)改造方案臺(tái)面布置要求重新開(kāi)繩槽孔；②小車(chē)中梁氣割去除，重新焊接四道中梁；③小車(chē)架主梁工字型外口增加鋼板，加強(qiáng)為箱型結(jié)構(gòu)梁。

綜上所述，由于對(duì)小車(chē)架氣割和焊接量大，對(duì)小車(chē)架主梁的熱影響大，因此原機(jī)小車(chē)架不宜用于本方案改造，方案設(shè)計(jì)為小車(chē)架重新設(shè)計(jì)制作。

1.3 門(mén)架結(jié)構(gòu)

門(mén)架結(jié)構(gòu)的改造校驗(yàn)依據(jù)為主梁所承受的載荷。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)“起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范”4.3載荷組合，計(jì)算方法可以是構(gòu)建門(mén)式起重機(jī)有限元模型，通過(guò)有限元分析驗(yàn)算門(mén)架結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，也可以根據(jù)張質(zhì)文等人撰寫(xiě)的《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》一文中橋架剛度計(jì)算章節(jié)按超靜定門(mén)架計(jì)算小車(chē)位于跨中及懸臂端時(shí)主梁的撓度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于大跨度、長(zhǎng)懸臂的門(mén)式起重機(jī)，如果剛度計(jì)算能通過(guò)，強(qiáng)度計(jì)算就自然能通過(guò)，因此，計(jì)算橋架剛度時(shí)，可不進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算。

1.4 大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)

原機(jī)大車(chē)輪踏面直徑為φ800mm，小車(chē)輪踏面直徑為φ500mm，可以滿(mǎn)足32t載荷要求。電動(dòng)機(jī)、減速箱按改造后的載荷進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算，校驗(yàn)計(jì)算不能滿(mǎn)足使用要求時(shí)，可適當(dāng)加大一個(gè)級(jí)別。

1.5 減搖裝置

減搖裝置的工作原理是在小車(chē)和吊具之間設(shè)置一組輔助減搖鋼絲繩 ,通過(guò)在4個(gè)對(duì)角線方向布置減搖鋼絲繩產(chǎn)生的斜拉力對(duì)吊具及載荷的阻尼作用,使擺動(dòng)的懸掛物在盡可能短的時(shí)間停止擺動(dòng) ,便于司機(jī)對(duì)位。本方案選用力矩電機(jī)雙向柔性防搖。減搖裝置技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 減搖裝置技術(shù)參數(shù)表

1.6 集裝箱吊架

本方案集裝箱吊架選用振華港機(jī)索具有限公司SR02型液壓伸縮旋轉(zhuǎn)式集裝箱吊具，可以同時(shí)滿(mǎn)足20ft、40ft集裝箱吊裝作業(yè)要求，且?guī)D(zhuǎn)功能。為盡量減輕起重機(jī)載荷，經(jīng)與生產(chǎn)廠家協(xié)商，采用特種鋼材制作時(shí)，該吊架最低重量可減少到8.5t。

2 改造實(shí)例

依據(jù)本方案對(duì)蘇州西站和北郊站2臺(tái)36t門(mén)吊實(shí)施集裝箱專(zhuān)用門(mén)吊改造。

蘇州西站36t門(mén)式起重機(jī)的原機(jī)主要技術(shù)參數(shù)是U型單鉤變頻起重機(jī)，吊鉤下起重量為36t，跨度為26m，懸臂長(zhǎng)為11m，有效懸臂為8m，起升高度為11m。主梁截面：梁高 1750mm，梁寬 1200mm，上下蓋板10mm，小車(chē)主梁高840mm。主梁計(jì)算按小車(chē)23T+吊架8.5T+額定載荷32T=62.5T，跨中彈性下?lián)蠟?0.81mm≤許用下?lián)?6mm，懸臂彈性下?lián)蠟?9.72mm≥許用下?lián)?4mm，故懸臂須補(bǔ)強(qiáng)。懸臂補(bǔ)強(qiáng)方案按程文明等人在《20tU型門(mén)式起重機(jī)增噸改造方案與實(shí)施》一文中提出的方案組織實(shí)施。大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算符合使用要求，未做變動(dòng)。

北郊站40t門(mén)式起重機(jī)的原機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為U型單鉤變頻起重機(jī)，吊鉤下起重量為40t，跨度為22.5m，懸臂長(zhǎng)為10/9.6m，有效懸臂為7/6.6m，起升高度為11m。主梁截面：梁高1750mm，梁寬1200mm，上下蓋板12mm，小車(chē)主梁高700mm，主梁截面參數(shù)與蘇州36t門(mén)吊相同。由于北郊站40t門(mén)吊為移位安裝，跨度及懸臂分別變更為26m及11m，因此起重機(jī)主梁按程文明等人在《20tU型門(mén)式起重機(jī)增噸改造方案與實(shí)施》一文中提出的方案組織實(shí)施主梁補(bǔ)強(qiáng)。該項(xiàng)目實(shí)施時(shí)與科研院所合作，對(duì)補(bǔ)強(qiáng)后的門(mén)架結(jié)構(gòu)用有限元分析方法進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。門(mén)架結(jié)構(gòu)有限元模型主要采用板殼單元，共有單元21303個(gè)，節(jié)點(diǎn)19505個(gè)。校驗(yàn)結(jié)論為：按照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB3811-2008》及相關(guān)要求，補(bǔ)強(qiáng)后的32t—26m集裝箱門(mén)式起重機(jī)的門(mén)架結(jié)構(gòu)的最大VonMises應(yīng)力及變形均在許用范圍以?xún)?nèi)，門(mén)架結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度均滿(mǎn)足使用要求。大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算符合使用要求，未做變動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）原有36t門(mén)式起重機(jī)經(jīng)過(guò)改造完全可以滿(mǎn)足集裝箱專(zhuān)用門(mén)式起重機(jī)的要求，是一種投資少，充分利用原有設(shè)備的可行方法，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

（2）對(duì)鐵路貨場(chǎng)原有36t門(mén)式起重機(jī)的改造，應(yīng)對(duì)每一臺(tái)起重機(jī)具體分析，視其狀況采用不同的補(bǔ)強(qiáng)改造方案。對(duì)狀況較差的應(yīng)慎重，不宜改造的應(yīng)予放棄。

（3）為保證改造后的設(shè)備能正常使用，改造方案、施工工藝均需考慮焊接對(duì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的變形影響，如主梁的上翹度、旁彎等。