双起升岸边集装箱起重机小车改造

李恩德

宁波大榭招商国际码头有限公司

1 引言

宁波大榭招商国际码头(简称大榭招商码头)现有16台岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)，其中4～7#岸桥起升高度为43 m，15～16#岸桥起升高度为49 m(2016年投用)，其余10台起升高度均为41 m。根据我司码头规划，1～3#泊位靠泊大型船舶，4#泊位靠泊小型船舶。随着超大型船舶航次的逐年增加，起升高度43 m的4台岸桥只能覆盖2#、3#泊位作业范围，无法满足1#泊位超大型船舶作业要求。

经计算，靠泊我司的最大船舶在全空箱、设计水位工况时，岸桥作业起升极限高度需达46.76 m。为满足生产需要，对岸桥加高和侧面吊具进行调研，初步得出结论：通过安装侧面吊具，起升高度提高3.7 m，基本上可以满足该船舶在2#、3#泊位的作业要求。但是1#泊位岸桥起升高度仅为41 m，即使采用侧面吊具，其起升高度也无法满足超大型船舶的作业要求，需进行岸桥加高改造或者采购起升高度更高的岸桥。

为获取更加合理的方案，通过技术图纸核算，我司双起升岸桥(10～14#)大梁净空高度为49.3 m，而4～7#岸桥大梁净空高度为48.3 m，由于双起升岸桥主小车结构复杂，起升高度比4～7#岸桥低。经过理论计算，如将双起升岸桥小车进行改造，其起升高度可在41 m基础上提升3 m，即起升高度可达44 m，再配合侧面吊具，便可满足1#泊位生产需求。

经过技术论证和经济可行性分析，对2台双起升岸桥进行了小车改造，有效地提高了岸桥的起升高度，增加了前伸距。改造后的岸桥性能更加稳定，维护成本更低，用最短的时间、最少的改造成本解决了岸桥作业存在的瓶颈，提升了船舶作业效率。

2 小车改造方案介绍

2.1 更换小车架总成

此次改造主要是把原来的小车架拆除，换成单起升的小车架总成，保留原有的司机室，拆除副起升机构、双吊具上架连接机构，调整相关的附属机构位置，更换司机室联动台，修改程序等，以实现既定的功能。改造后，起升高度由原来的41 m提高到44 m，前伸距由63 m增加到65 m。小车改造前后示意图见图1。

图1 改造前后对比示意图

2.2 起升卷筒绳槽核算

主起升机构卷筒直径1 480 mm，每个角的绳槽32圈，预留安全圈数3圈，卷筒绳槽可用起升高度=(32-3)/2×1.480×3.141 6=67.4 m，改造后起升高度为44+18=62 m，卷筒绳槽圈数满足改造要求。

2.3 轮压及稳定性核算

小车改造后，整机减少重量约104 t，每轮平均减少3 t。起升安全载荷由双起升吊具下80 t减少至吊具下65 t，有效的减少了整机重量、小车重量、吊具上架、吊重等引起的轮压。经核算，改造后轮压和稳定性均满足要求。

轮压核算见表1。

表1 小车改造后轮压计算(节选)

整机稳定性核算见表2。

表2 小车改造后整机稳定性核算(节选)

3 小车改造实施

3.1 小车机械改造步骤

提前制作好小车总成，到货验收后启动现场改造。改造前，制定好施工计划与进度表，编制施工风险与应急预案，确保改造任务顺利完成，减少施工对现场船舶装卸作业的影响。此次小车总成的吊装租用1 200 t浮吊完成，需要确定好吊装时间。

拆除旧小车总成多余机构和主副起升钢丝绳、主副吊具上架等。提前做好浮吊的海事报备，浮吊在指定的海域待命。小车开到大梁最前端，拆除小车钢丝绳、小车防跳结构、拖令电缆、大梁前端护栏等，浮吊到位后把小车架连同司机室吊装放到地面准备的胎架上。

把旧小车架上的司机室、吊具电缆总成、水平轮、起升滑轮组等备件拆装到新小车架上，再用浮吊把小车总成吊装到位。

安装起升、小车钢丝绳，前大梁小车车档移位，司机室跳水平台、维修平台抬高，安装小车架附属机构。

3.2 小车电气改造

对小车的电气控制部分改造内容见表3。

表3 小车电气改造内容

4 小车改造效果分析

我司的双起升岸桥投用至今基本上只用到单起升功能，另外一套起升机构一直闲置，液压系统老化严重，故障率很高。改造后，小车、起升结构更加简单，不仅提高了起升高度，还降低了设备故障率。小车架及吊具上架重量大幅减少，有效降低了小车轨道和小车牵引钢丝绳的载荷，延长其使用寿命。

4.1 改造成本对比

对比岸桥加高、采购新岸桥，此次改造成本较低。3种改造方案的对比见表4。

表4 小车改造增高与其它方式对比

由于超大型船舶配载舱顶为空箱，小车改造后配合侧面吊，岸桥起升高度达到47.7 m，基本满足作业要求。对比岸桥加高方案，小车改造方案加上侧面吊价格仅为岸桥加高方案的37.6%，且侧面吊可以灵活调配使用，提高利用率。新购岸桥价格为双改单配合侧面吊的33.3倍，且岸桥上岸后位置相对固定，不能灵活调配。对比岸桥加高，小车改造时间控制在20 d内，对码头船舶作业影响较小。

4.2 小车改造后的节能分析

本次改造后，小车重量(含吊具及上架重量)减少42 t，根据动能公式计算，改造后小车运行节能1.484 kWh/Mov。改造后，2016年2台岸桥作业次数262 072 Mov，目前电价0.64元/kWh，故理论上改造后2016年2台岸桥小车运行节约金额为1.484×262 072×0.64=248 905.5元。

起升、大车机构运行情况不好估算和对比，忽略不计。

4.3 改造后节约维保成本

改造后，每台岸桥每年节约的维保成本见表5。

表5 小车改造后每台岸桥减少的维保费用

4.4 其他作用

改造后，小车自重减轻，小车后牵引钢丝绳寿命预计可由10万TEU延长至18万TEU，节约了钢丝绳的消耗成本。改造后，拆除的1套起升机构可以当备件，也可用在新购设备上，物尽其用，减少闲置浪费。

5 结语

通过小车改造，拆除了闲置的机构，提高了岸桥的起升高度，提升了岸桥的作业能力，与其他加高方式相比，节约了大量的改造成本，并降低了维保成本，具有很好的性价比，可进一步提升港口的竞争力。该改造方案可供其他码头参考借鉴。