卜雪奴 吳 松

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

鋼絲繩在岸橋中連接著集裝箱貨物，承載著集裝箱的重量，鋼絲繩的質(zhì)量直接關(guān)系到岸橋作業(yè)的水平。在集裝箱岸橋作業(yè)的應(yīng)用中，人們一定要做好鋼絲繩管理工作，明確鋼絲繩的使用周期，既要保障鋼絲繩在岸橋中的安全性，又要確保鋼絲繩的作業(yè)效率，促使鋼絲繩能夠滿足集裝箱岸橋的應(yīng)用需求。

1 集裝箱岸橋鋼絲繩的接觸方式

集裝箱岸橋鋼絲繩的接觸方式是指構(gòu)成鋼絲繩的鋼絲之間的接觸狀態(tài)，其可分為3類。

1.1 點(diǎn)接觸

點(diǎn)接觸是指鋼絲之間相互交叉，交叉點(diǎn)位置的鋼絲上以點(diǎn)的狀態(tài)接觸。鋼絲繩點(diǎn)接觸的應(yīng)力高但存在二次彎曲應(yīng)力，缺乏抗疲勞性能，此類接觸方式逐漸被取代。

1.2 線接觸

線接觸是指鋼絲與鋼絲之間有溝槽，鋼絲呈現(xiàn)出線性接觸的狀態(tài)。接觸應(yīng)力偏低，其具有良好的抗彎曲、抗疲勞性能，而且鋼絲繩線接觸的結(jié)構(gòu)緊湊，能夠滿足集裝箱岸橋吊裝的需求。

1.3 面接觸

面接觸是指鋼絲繩中每股鋼絲利用擠壓、拉絲的方法構(gòu)成，鋼絲之間表現(xiàn)出面接觸的狀態(tài)。面接觸的鋼絲繩不容易斷絲，具有抗磨損、抗腐蝕的性能，面接觸鋼絲繩可以承載較大的橫向作用力，其對安裝方式有要求，不適合選擇小滑輪或反向安裝的條件中。

2 集裝箱岸橋鋼絲繩的應(yīng)用分析

本文結(jié)合集裝箱岸橋的實(shí)際案例，重點(diǎn)分析鋼絲繩的具體應(yīng)用。

2.1 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)分析

集裝箱岸橋作業(yè)時的需求決定了鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，例如，岸橋中卷繞類型的鋼絲繩就可以配置銜接處鋼絲繩芯，避免鋼絲繩出現(xiàn)變形或松散的問題。現(xiàn)階段，集裝箱岸橋鋼絲繩大多使用交互捻的結(jié)構(gòu)，捻繩要反著卷筒繩槽螺旋[1]。結(jié)合岸橋鋼絲繩的使用，筆者分析了鋼絲繩的結(jié)構(gòu)配置。岸橋中牽引用的鋼絲繩，無導(dǎo)繞系統(tǒng)的也就是不繞過岸橋滑輪的，其可應(yīng)用在“6×19”“6×37”的場合中。牽引類有導(dǎo)繞系統(tǒng)的需要與起升、變輻的場合相同，鋼絲繩的起升與變輻應(yīng)用分為兩類，分別是單層卷繞和多層卷繞，多層卷繞的使用場合是“6×19W+IWR”“8×19W+IWR”，單層卷繞又可以分為起升高度大的起升機(jī)、吊鉤及抓斗起重機(jī)，前者應(yīng)用場合是“多股不扭轉(zhuǎn)”“18×7”“18×19W”“18×19S”，后者按照繩徑比分成兩部分，繩徑比低于20h的使用場合為“6×31SW”“6×37S”“6×36SW”“6×19S”“8×26SW”“8×31SW”，繩徑比高于20h的使用場合是“6×19S”“6×19W”“6×19Fi”“8×19S”“8×19W”“8×19Fi”“6V×30”。

2.2 鋼絲繩的應(yīng)用性能

鋼絲繩的制造中有明確的性能規(guī)定，鋼絲繩必須符合規(guī)定要求，才能滿足集裝箱岸橋的需求。根據(jù)相關(guān)性能規(guī)定，鋼絲繩分成一般用途、重要用途兩個級別，一般用途鋼絲繩的力學(xué)性能接近GB1102-74中的級別規(guī)定，屬于普通類的鋼絲繩[2]。集裝箱岸橋中的鋼絲繩屬于重要用途級別，與礦井、危險(xiǎn)品吊運(yùn)等同屬于重要用途，該級別下鋼絲繩的力學(xué)性能經(jīng)過彎次與扭轉(zhuǎn)的試驗(yàn)之后，其性能比GB1102-74中特級鋼絲繩的性能稍低。當(dāng)鋼絲表面的公稱抗拉強(qiáng)度與表面狀態(tài)處于相互制約的條件時，岸橋如果使用高強(qiáng)度鋼絲繩，可減少鋼絲繩的直徑，實(shí)際鋼絲繩的韌性就會降低。集裝箱岸橋要根據(jù)具體性能來選擇鋼絲繩，國產(chǎn)類鋼絲繩中強(qiáng)度等級在1570～1770MPa范圍比較合適，進(jìn)口類鋼絲繩中最為合適的強(qiáng)度等級為1770MPa，按照集裝箱岸橋的實(shí)際情況選擇鋼絲繩的性能，可以保證鋼絲繩在吊運(yùn)過程中的可靠性。

2.3 計(jì)算鋼絲繩的直徑

鋼絲繩直徑計(jì)算是岸橋鋼絲繩應(yīng)用中不可缺少的內(nèi)容，計(jì)算好鋼絲繩的直徑后才能選出優(yōu)質(zhì)的鋼絲繩。鋼絲繩直徑計(jì)算時，要結(jié)合集裝箱岸橋的應(yīng)用需求，采用以下兩種方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。

2.3.1 安全系數(shù)法

運(yùn)用安全系數(shù)法選擇岸橋鋼絲繩時，其具有明確的要求，選用鋼絲繩的破斷拉力F必須遵循一定的條件，其規(guī)定范圍是F0/F≥n，n表示最小安全系數(shù)，安全系數(shù)根據(jù)鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度確定出來。例如，鋼絲繩的工作級別是M3，鋼絲繩工程抗拉強(qiáng)度分別為0.093MPa、0.890MPa、0.850MPa時，安全系數(shù)n=4。

2.3.2 選擇系數(shù)法

選擇系數(shù)法中，鋼絲繩的直徑計(jì)算公式如式（1）所示。

式中，d為岸橋鋼絲繩的最小直徑，mm，c為選擇系數(shù)，mm/N，F(xiàn)為鋼絲繩在岸橋吊運(yùn)工作中的最大工作靜壓力，N。

2.4 鋼絲繩的應(yīng)用破壞

應(yīng)用破壞是集裝箱岸橋鋼絲繩管理中不能忽視的項(xiàng)目，新鋼絲繩在岸橋中可以不用考慮斷裂破壞的情況，鋼絲繩運(yùn)行年限較長時或者極限超載時就要考慮鋼絲繩的破壞問題，避免影響鋼絲繩在岸橋中的安全性。本文主要分析鋼絲繩發(fā)生應(yīng)用破壞時的過程及特征。鋼絲繩穿過岸橋的卷繞系統(tǒng)時經(jīng)過了多次彎曲、伸直操作，鋼絲繩重復(fù)和滑輪、卷筒相互摩擦，導(dǎo)致集裝箱岸橋鋼絲繩的工作環(huán)境越來越差，而且鋼絲繩在工作中會進(jìn)入惡性循環(huán)的狀態(tài)，進(jìn)而對鋼絲繩內(nèi)部的繩芯造成破壞，整個鋼絲繩的不同位置會有不同程度的磨損、疲勞問題。岸橋鋼絲繩的應(yīng)用破壞具有滲透性作用，表面發(fā)生破壞后會逐步發(fā)展到內(nèi)部，降低鋼絲繩的承載，最終鋼絲繩會報(bào)廢。如果集裝箱鋼絲繩應(yīng)用過程中不能預(yù)測鋼絲繩的報(bào)廢情況，很容易發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 鋼絲繩的注意事項(xiàng)

在集裝箱岸橋鋼絲繩應(yīng)用過程中，人們要注意以下事項(xiàng)，以延長鋼絲繩在岸橋中的使用壽命，提升鋼絲繩在岸橋吊運(yùn)中的安全性。

（1）集裝箱岸橋的牽引、變輻、起升操作中以面接觸、線接觸鋼絲繩為主，在選擇鋼絲繩形式時，要注意鋼絲繩的失效方式，控制好鋼絲繩在集裝箱岸橋中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。岸橋鋼絲繩中最容易發(fā)生彎曲疲勞斷絲的情況，在維護(hù)鋼絲繩安全的前提下，可以選用8股面、9股面的接觸類鋼絲繩。鋼絲繩在集裝箱岸橋中超過使用年限1年后，人們應(yīng)根據(jù)其工作頻率和環(huán)境更換新的鋼絲繩，預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）在集裝箱岸橋卷繞結(jié)構(gòu)中，人們要控制好鋼絲繩的彎曲頻率，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，避免出現(xiàn)反向彎曲的情況。在集裝箱岸橋工作環(huán)境中，人們應(yīng)盡量為鋼絲繩配置大直徑的滑輪、卷筒，通過提高繩徑比減少鋼絲繩的彎曲破壞，減輕鋼絲繩相互接觸時的壓力。在集裝箱岸橋鋼絲繩中，人們要準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)滑輪、卷筒繩槽的槽底半徑，半徑選擇關(guān)系到鋼絲繩的壽命，還要注意選擇滑輪的材料，促使岸橋鋼絲繩能夠緊密貼合到滑輪槽內(nèi)，最大化地預(yù)防擠壓、摩擦的情況。

（3）岸橋鋼絲繩使用中要配置好潤滑油，規(guī)定潤滑的方式及周期，保護(hù)好工作中的鋼絲繩，預(yù)防鋼絲繩銹蝕的問題。在集裝箱岸橋中作業(yè)時，鋼絲繩盡量不要與周圍的作業(yè)設(shè)備發(fā)生碰撞，以減少鋼絲繩的維修頻率。鋼絲繩使用期間要做好防護(hù)措施，岸橋鋼絲繩吊運(yùn)底部禁止站立行人，還要積極排除鋼絲繩吊運(yùn)過程中的人為失誤，保障集裝箱岸橋鋼絲繩的高效應(yīng)用。

3 集裝箱岸橋鋼絲繩的應(yīng)用維護(hù)

針對集裝箱岸橋鋼絲繩的應(yīng)用，人們采取有效的維護(hù)措施，促使鋼絲繩在集裝箱岸橋中能夠保持最佳的工作狀態(tài)。

3.1 明確鋼絲繩的更換條件

人們要規(guī)定鋼絲繩的更換條件，集裝箱岸橋鋼絲繩出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、打結(jié)等情況，說明鋼絲繩在集裝箱岸橋吊運(yùn)中已經(jīng)受到很大的應(yīng)力，尤其是鋼絲繩兩端，鋼絲繩不斷運(yùn)動的過程中，應(yīng)力逐步集中到鋼絲繩的兩端，致使鋼絲繩提前發(fā)生損壞。

3.2 科學(xué)選擇鋼絲繩在集裝箱岸橋中的纏繞方式

人們要維護(hù)鋼絲繩在集裝箱岸橋中的纏繞方式，規(guī)定鋼絲繩穿過卷筒、滑輪時的方向，注意把控鋼絲繩的彎曲程度。鋼絲繩纏繞時盡量采用同向彎曲，雖然鋼絲繩彎曲存有反向彎曲的情況，但是在集裝箱岸橋鋼絲繩的彎曲操作中不建議使用反向彎曲，因?yàn)榉聪驈澢鷷r鋼絲繩同時受到彎曲壓力與側(cè)向壓力，嚴(yán)重降低了鋼絲繩的使用壽命。當(dāng)集裝箱岸橋鋼絲繩必須設(shè)計(jì)成反向彎曲時，此時應(yīng)該拉開滑輪的間距。

3.3 利用滑輪維護(hù)集裝箱岸橋鋼絲繩的方法

根據(jù)滑輪對集裝箱岸橋鋼絲繩的影響而制定維護(hù)措施，滑輪在集裝箱岸橋鋼絲繩應(yīng)用中節(jié)省了用力，同時起到支撐鋼絲繩的作用。鋼絲繩起升過程中會受到滑輪的反復(fù)作用，鋼絲繩上產(chǎn)生了一次彎曲應(yīng)力。為了減小彎曲應(yīng)力對鋼絲繩使用壽命的影響，需調(diào)控滑輪的直徑，因?yàn)榛喼睆皆阡摻z繩的彎曲應(yīng)力中起到?jīng)Q定性作用。所以，從鋼絲繩的彎曲疲勞度方面來看，滑輪直徑和鋼絲繩直徑的比值最好不要低于1000，最少也要控制在600，預(yù)防彎曲應(yīng)力對鋼絲繩的破壞干擾，維護(hù)鋼絲繩在集裝箱岸橋吊裝中的應(yīng)用。

3.4 集裝箱岸橋鋼絲繩應(yīng)用維護(hù)中的換繩操作

鋼絲繩換繩必須采取規(guī)范的操作方式，以維護(hù)鋼絲繩的性能。集裝箱岸橋鋼絲繩換繩維護(hù)的具體操作為：操作人員拆掉軸頭限位，吊具放松后，需在鋼絲繩的卷筒上使用倒閥，預(yù)防鋼絲繩脫開掉落，接下來放松卷筒上的鋼絲繩，松掉鋼絲繩結(jié)構(gòu)中的壓板；操作人員沿著換繩的順序從舊繩頭上焊接新繩，利用舊繩帶動新繩上升，待新繩到達(dá)卷筒上時，操作人員使用天車設(shè)備掛好舊繩，再從新繩上使用倒閥，接下來切斷舊繩，把舊繩拋到地面上；操作人員順著岸橋吊具緩慢放下新繩，其間注意避免新繩打結(jié)；換繩完成后，操作人員焊接鋼絲繩的兩端，利用吊具調(diào)整鋼絲繩的起升，促使鋼絲繩能夠緊固壓貼到岸橋的卷筒上，安裝好軸頭限位，清零主升起的編碼器即可。

4 結(jié)語

在集裝箱岸橋中，鋼絲繩屬于一類柔性的機(jī)械設(shè)備，同時也是易損耗物品。在岸橋應(yīng)用中，人們一定要做好鋼絲繩的維護(hù)工作，避免出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。在集裝箱岸橋鋼絲繩的應(yīng)用過程中，人們要明確其分類和接觸方式，從而確保鋼絲繩在集裝箱中的可靠性，完善港口集裝箱岸橋的作業(yè)環(huán)境。

[1]彭曉光.岸橋鋼絲繩的使用維護(hù)及換繩工藝[J].港口裝卸，2008，（1）：6-7.

[2]何平.集裝箱岸橋鋼絲繩應(yīng)用的思考[J].港口科技，2006，（9）：17-21.