履带式起重机在引桥式重件码头的应用

履带式起重机在引桥式重件码头的应用张 剑1，魏梦娇1，田丽杰2，柳玉涛1（1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222；2.交通运输部天津水运工程科学研究院，天津 300456）摘要：本文介绍了履带式起重机在引桥式重件码头应用的设计条件、出运工艺、方案分析及设计成果，总结了引桥式码头出运超长、超重件的装卸工艺设计思路，为重件码头的设计提供了借鉴。

关键词：履带式起重机；重件码头；出运工艺中图分类号：TH213.7 文献标识码：A 文章编号：1004-9592（2019）S1-0016-03 DOI: 10.16403/ki.ggjs2019S104Explore the Application of Crawler Crane in Approach Trestle Heavy CargoWharfZhang Jian 1, Wei Mengjiao 1, Tian Lijie 2, Liu Yutao 1(CC First Harbor Consultants Co., Ltd., Tianjin 300222, China; 2.Tianjin Research Institute forWater Transport Engineering, M.O.T., Tianjin 300456, China) Abstract: This paper introduces the design conditions, transportation technology, scheme analysis and design results of crawler crane used in approach trestle heavy cargo wharf. It summarizes the design ideas of loading and unloading technology for overlong and overweight parts of approach bridge wharf, which provides a reference for the design of heavy-duty wharf.Key words: crawler crane; heavy cargo wharf; transportation technology1 工程概况1.1 工程背景某重装基地码头工程，拟建码头岸线与已建围埝中心线间距为75 m ，从国家政策、平面布置、工程地质、节约投资等多方面综合考虑，确定该工程码头采用引桥式高桩梁板和高桩墩台结构，码头宽度为25 m ，后方陆域通过宽度不等的多条出运通道（即引桥）与码头连通。

该基地主要出运货物为大型海工组块、钢结构导管架及钢桩等产品。

其中，海工组块和导管架分别采用滚装、滑移的方式通过专用出运通道完成装船，均无需另设岸边装卸设备；钢桩产品的长度和重量跨度范围均较大，其基本参数如表1所示，拟采用建设单位已有的履带式起重机通过2条专用出运通道进行钢桩的装船作业。

表1 钢桩基本参数项目钢桩产品直径/cm 48、54、60、72、84、96 长度/m 25~85 重量/t 45~3001.2 设备简介现有2台750 t 履带式起重机，其主要用于后方基地场区内大型甲板片安装、拆卸使用，由于钢桩出运量较少，因此可兼顾钢桩装船作业。

该履带式起重机主要分为普通和超起两种工况，普通工况结构简单、起重量较小，超起工况起重量大，但车收稿日期：2018-09-29 作者简介：张剑（1988-），男，工程师，主要从事港口装卸工艺方面的工作。

尾需加设配重箱，配重箱最大重量400 t，回转半径20 m，最大离地间隙10 cm，且作业时需与所吊货物同起同落，使用超起工况时需要较大场地空间。

两种工况均有主臂、主臂+副臂、主臂+副臂（塔式）等多种臂架组合工况，且臂架长度均可根据使用情况调整。

2 出运方案探究短尺寸钢桩的装卸简单，可使用单台履带式起重机或配合液压平板车完成装船作业，本文不再探究；中、长尺寸钢桩的装卸较为复杂，需通过2台履带式起重机共同起吊、协作装船。

结合建设单位在后方基地场区的使用工况，同时受码头作业区场地限制，履带式起重机装卸钢桩以方便、灵活的普通工况为主，如遇特殊情况，需要在大作业半径条件下起吊大重量钢桩时再使用超起工况。

2.1 双机吊运方案本方案仅采用履带式起重机出运，通过其起吊、走行、俯仰、放置等一系列动作完成装船。

履带式起重机走行机构外尺寸为12 m×11 m，考虑两侧安全距离及栏杆基础结构需要，出运通道宽度取15 m。

结合出运钢桩长度，保证大部分中、长尺寸的钢桩均可跨置在2条出运通道上进行水平运输，将2条出运通道的中心距设为45 m。

与2条出运通道对应的陆域为待装区，钢桩通过场区设备放置于待装区。

2台履带式起重机分别对准2条出运通道就位于待装钢桩的陆侧、面向待装船舶，同时吊起钢桩后分别在2条出运通道上行驶约80 m，将钢桩运至码头区直接装船，全程动作协同。

完成装船后，走行机构不动，上部结构回转180°驶回待装区。

本方案中2条出运通道均为重载区，如图1所示。

图1 双机吊运2.2 定点（区）吊运方案本方案采用400 t液压平板车水平运输钢桩，借助钢结构门架承载钢桩，履带式起重机完成吊装作业。

2条出运通道宽度仍取15 m，其中心距同为45 m。

首先，将1#钢结构门架（4~6组）放置在码头区预设的位置，保证中心线一致。

随后通过场区设备分别将1座2#钢结构门架吊放至2辆液压平板车上，再将钢桩吊装、跨放在2座门架上。

2台平板车分别行驶在2条出运通道上，共同将载有钢桩的2#门架运至码头区预设位置，再通过平板车液压顶升机构将钢桩顶起放至1#门架上。

此时平板车驶离码头，2台履带式起重机空载行驶至钢桩陆侧、面向待装船舶，同时吊起钢桩后通过俯仰臂架完成装船，如有需要可负载向船侧短距离走行。

本方案重载区设在出运通道码头侧的40 m范围及2条通道间的部分码头区，其余通道部分及2条通道外侧5 m范围按履带吊空载、液压平板车重载考虑（后称“轻载区”），如图2所示。

图2 定点（区）吊运2.3 回转吊运方案本方案同样采用液压平板车配合履带式起重机进行装船，钢结构门架辅助作业。

2条出运通道宽度仍取15 m，其中心距增大至60 m。

首先，2台履带式起重机空载驶至码头重载区就位，面向陆域区。

随后2台液压平板车分别走行2条出运通道、共同将载有钢桩的钢结构门架运至出运通道中部预设的位置，平板车驶离后，2台履带式起重机同时吊起钢桩，再通过相反的回转路径将钢桩由陆侧转向海侧，完成装船，本方案重载区设在通道对应的码头区及其外侧20 m范围，其余通道部分为轻载区，如图3所示。

17图3 回转吊运本方案关键点在于钢桩从陆侧转向海侧。

2台履带式起重机首先面向陆侧抬吊钢桩，起吊点距离钢桩外边缘5~10 m，吊起后一侧起重机向内回转，同时另一侧起重机相应的向外回转，在分别绕过相反的回转路径后将钢桩回转至面向海侧，最后完成装船作业。

整个回转过程中，单台起重机需向一侧回转约188°，向另一侧回转约37°完成钢桩掉头动作，钢桩端头行走路径如图4所示。

图4 双机回转路径3 出运方案分析出运方案的设计需满足各工艺设备相互配套、各流通环节能力相互适应，更应当在确保货运质量、减轻劳动强度和改善劳动条件的前提下，保证整个作业方案安全可靠、经济合理、简便高效。

3.1 性能分析前述三种方案均可实现钢桩出运，但各有千秋，表2分别从安全性、适用性、协调性、可操控性、时效性、作业环节和连续性等方面对出运方案进行了对比。

表2 出运方案对比项目双机吊运定点（区）吊运回转吊运安全可靠性安全性较低安全可靠安全性较低产品适用性适用范围较大适用范围大适用范围小协调统一性要求严格要求一般要求严格可操控性低较高较低作业时效性效率极低效率较高效率低作业环节少较多较少作业连续性差一般好由表2可以看出，双机吊运和回转吊运的安全性均较低，主要在于二者在作业工程中分别需要2台履带式起重机协同负载行走约80 m和回转约225°，这些均需要双机在作业过程中高度协调，对司机的操控也要求较高。

虽然定点（区）吊运作业环节较多、连续性一般，但总体而言，其生产效率最高，且可操控性和可靠性更好。

3.2 投资对比根据出运需求布置各方案荷载区，计算范围按照2条出运通道所在装船泊位所占用岸线，其水工结构投资如表3。

表3 水工结构投资对比出运方案投资/万元双机吊运 4 874定点（区）吊运 4 895回转吊运 4 9043.3 方案总结三种方案工程投资相差不大，在生产营运中，安全、好操控、低成本、高效率是企业追求的主要目标，由上述对比可见，定点（区）吊运方案更为合理，可较好地满足产品的出运需求。

鉴于出运方案的设计依托建设单位已有设备，受其作业半径限制，在装船过程中可能无法覆盖整个船舶宽度，需借助船上设备完成装船。

4 结语履带式起重机多服务于重件码头的后方装配基地，用于大尺寸、高起升的大型零配件吊装，较其他起重设备更加灵活方便，通过调整臂架组合、更改起重工况可以满足各类货物的吊装需求。

码头装卸货物通常采用岸边装卸设备或船吊，采用履带式起重机进行码头装卸的工程实例较少，应用于引桥式码头的更是微乎其微。

该工程利用履带式起重机完成大型钢桩在引桥式码头的装船操作，充分利用了已有资源，节约了投资成本，更落实了国家严格管控围填海的政策，同时也为未来引桥式重件码头的设计提供了新思路。

参考文献：[1] 王皓, 程建棠. 履带起重机安全技术现状调查与思考[J]. 工程机械与维修, 2016, (10): 88-91.[2] 王杨健, 张发, 刘佳, 等. 履带式起重机在海洋石油钻采平台建设中的应用[J]. 建设机械技术与管理, 2018, 31(04): 56-58.18。