蘭州市雁兒灣船舶起泊檢修系統(tǒng)機(jī)電部分設(shè)計(jì)研究

（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730050）

本文作為《蘭州市雁兒灣船舶起泊檢修系統(tǒng)土建部分設(shè)計(jì)研究》一文的姊妹篇略去了工程概況一部分，對(duì)《蘭州市雁兒灣船舶修造基地建設(shè)項(xiàng)目》的船舶起泊系統(tǒng)中的以下兩個(gè)問(wèn)題做了分析計(jì)算：

1）卷?yè)P(yáng)機(jī)噸位的選擇；

2）地錨尺寸的確定。

1 牽引、錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）卷?yè)P(yáng)機(jī)：設(shè)計(jì)采用額定牽引力為15噸的橫拉式固定卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引動(dòng)力，單索牽引，由符合生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)資質(zhì)要求的廠商供貨，并負(fù)責(zé)上門(mén)安裝。

2）拖車：設(shè)計(jì)長(zhǎng)3.5m，寬8.m，高0.7，軸距3.0m，輪中心4.0m。同時(shí)起泊檢修2只船舶，每只船舶起泊需用拖車2臺(tái)，共制作4臺(tái)。每臺(tái)拖車上配備特制固定船舶用千斤頂4只、倒鏈4套。

3）纜索：選用10t卷?yè)P(yáng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置的優(yōu)質(zhì)鋼絲繩，總長(zhǎng)約450m，由卷?yè)P(yáng)機(jī)引出，繞過(guò)固定于拖車上的定滑輪，其中1股由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，其余2股卷纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)室門(mén)口的定滑輪、安裝在拖車上的動(dòng)滑輪上。纜索中間經(jīng)過(guò)檢修平臺(tái)與斜坡段交匯處的轉(zhuǎn)向滾軸滑輪，每隔10～12m支承在翻蓋式支承滑輪（托輪）上。起泊同一只船舶的2臺(tái)拖車之間柔性聯(lián)接，采用2股Φ30普通鋼絲繩，總長(zhǎng)約50m，保證兩臺(tái)拖車之間的距離在7～55m間可調(diào)。

4）軌道：P43型重軌，軌道埋設(shè)在鋼筋砼面板內(nèi)，中心距4.0m。軌頂標(biāo)高最低端1496m，最高端1506m，軌道長(zhǎng)度約150.572m。設(shè)計(jì)采用軌頂與斜坡段、檢修平臺(tái)表面高程完全一致，確保氣囊下水的可行性。

定滑輪錨固裝置：定滑輪錨固裝置共有三套（如圖1定滑輪錨固裝置布置圖），1號(hào)地錨主要用來(lái)錨固卷?yè)P(yáng)機(jī)和牽引船舶上水的定滑輪，2號(hào)、3號(hào)地錨主要用來(lái)錨固牽引氣囊下的轉(zhuǎn)向滑輪。水拖車牽引纜索的定滑輪的錨環(huán)設(shè)置在卷?yè)P(yáng)機(jī)室門(mén)口兩鋼軌正中間，錨固裝置由地錨塊、錨架、I14槽鋼、連接鋼筋等組成。地錨壓在卷?yè)P(yáng)機(jī)室后墻的正下方，使得卷?yè)P(yáng)機(jī)室的建筑重力和室內(nèi)地下土體參與受力。錨架采用個(gè)別設(shè)計(jì)，埋置在室內(nèi)地坪以下，只露出錨環(huán)部分。地錨施工時(shí)，必須與機(jī)電安裝施工同步配合進(jìn)行。

圖1 定滑輪錨固裝置布置圖

5）轉(zhuǎn)向滑輪錨固裝置：轉(zhuǎn)向滑輪錨固在斜坡軌道段與檢修平臺(tái)連接處的枕梁預(yù)埋件上，枕梁端部承受斜坡段和檢修平臺(tái)上軌道梁傳來(lái)的荷載，跨中承受轉(zhuǎn)向滑輪傳來(lái)的斜壓力，按支承在彈性地基上的深梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。

6）起泊固定裝置：每臺(tái)拖車上配備特制固定船舶用千斤頂4只、倒鏈4副（套）。拖車肩長(zhǎng)8.0m,千斤頂設(shè)計(jì)噸位60t，配備拖拉力70t四輪滑子2組。

7）卷?yè)P(yáng)機(jī)錨固：卷?yè)P(yáng)機(jī)室的地坪表面預(yù)埋2塊長(zhǎng)3.5m的I14工字鋼，間距3.0m，與供貨廠家制作的金屬結(jié)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)底座固結(jié)。

8）移動(dòng)式門(mén)式吊機(jī)：用于檢修平臺(tái)上船舶的起吊檢修，由門(mén)式吊車、軌道等組成，土建施工準(zhǔn)備時(shí)，由供貨廠家另行設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。

9）拉環(huán)：固定船舶用的地面錨拉環(huán)設(shè)置63個(gè)，分3路安裝，中路17個(gè)，兩側(cè)每路23個(gè)，檢修平臺(tái)上每路間距6.5m，同一路錨拉環(huán)相鄰間距4.0m；斜坡段左路間距5.5m，右路間距6.5m。拉環(huán)頂面與砼面板表面一致。

另外，為防止纜索鋼絲繩磨損，設(shè)置翻蓋式托輪9組（套），位于軌道中心線上?；瑒?dòng)裝置安裝在托輪蓋上，翻開(kāi)時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)，合蓋后頂面標(biāo)高與地面標(biāo)高一致。斜坡軌道段每隔10m布置1組（套），檢修平臺(tái)上托輪間距12m。

2 卷?yè)P(yáng)機(jī)噸位的選擇問(wèn)題

在以前設(shè)計(jì)中選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)噸位時(shí)是按滑動(dòng)摩擦考慮拉力的，應(yīng)按滾動(dòng)摩擦考慮拉力，希望引起注意。

輪子要向上發(fā)生滾動(dòng)（如圖2牽引系統(tǒng)受力分析圖）所示，輪子發(fā)生斜向上滾動(dòng)的條件即:F>δG垂/r+G沿

式中：F-為沿斜面向上的拉力；δ-為滾動(dòng)摩阻系數(shù),取0.5mm；

G垂、G沿-分別為船的自重與托車的自重之和垂直斜面的分力與平行斜面的分力；r-為托車輪半徑，取300mm。

由坡度i=1:11，利用反三角函數(shù)得出坡角a=5.1944°

則sina=0.090535、cosa=0.995893、tana=0.090909。

圖2 牽引系統(tǒng)受力分析圖

由力的正交分解法對(duì)船舶進(jìn)行受力分析，可得：

重力垂直斜面的分力：

G垂=G×cosa=2400000×0.995893=2390143.805 KN；

重力沿斜面的分力：

G沿=G×sina=2400000×0.090535=217284.5809 KN

最后得出卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩的牽引力：

F>G垂×δ/r+G沿=2390143.8050.5/300+217284.5809

=221284.5809KN

由以上計(jì)算可知采用10t卷?yè)P(yáng)機(jī)時(shí)，需要1動(dòng)1定滑輪按（圖3為船舶牽引鋼絲繩穿繞方法示意圖）布置即可。

圖3 船舶牽引鋼絲繩穿繞方法示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

船舶起泊檢修系統(tǒng)涉及道橋，房建、機(jī)電等專業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要綜合考慮。