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机数量的不断增加,起重机设备也朝着大型化、高效化方向发展,起重机的这些变化也引发港口起重机外形尺寸、迎风面积、工作风载、风力作用中心高度的增加,进而对港口起重机械尤其是大型起重机械的防风性能提出更高的要求。
国内外因风灾造成港口起重机倾覆事故时有发生。例如:1996 年湛江港遭15 号台风袭击,导致16 台港口起重机倾覆,成为新中国成立后最大的港口灾难之一;1991 年7月青岛港突发飓风,造成2台岸桥相撞倒塌,致使港口集装箱作业停产半年;2003年韩国釜山港受“蝉鸣”号台风袭击损失惨重。
本文以港口2 750 t/h卸船机为例,采用数值模拟计算的方式,分析在7级风速下卸船机工作状态防倾覆和防滑移性能,以提升港口企业大型起重机械抗风性能、抗风灾和减灾能力。
1卸船机工作状态抗风性能评估方法
依据《港口装卸机械风载荷计算及防风安全要求》(JT/T 90—2008)和《起重机设计规范》(GB/T 3811—2008)所提供的公式进行校核计算,分别从防倾覆稳定性、抗风防滑安全性2个方面进行评估。
1.1起重机械防倾覆稳定性评估方法简介
在校核计算中,当稳定力矩的代数和大于倾覆力矩的代数和时,认为该起重机整机是稳定的。由自重载荷产生稳定力矩,由除自重载荷外其他载荷产生倾覆力矩,它们都是对所规定的特定倾覆线计算的结果。
计算中要考虑起重机的结构形态及其零部件的位置,各项载荷与力作用的方向及其影响均按照实际可能出现的最不利载荷组合的原则来考虑。校核计算的假定是起重机在坚实、水平的支承面上或轨道上工作。
抗风防倾覆总力矩计算公式为
M=M重+M风+M货+M惯
式中:M为总力矩,即倾覆力矩与稳定力矩之和,N·m;M重为起重机械各部件重力产生的力矩,N·m;M风为起重机械和货物受风压产生的力矩,N·m;M惯为臂架收缩、机械回转产生的力矩,N·m;M货为货物提升产生的力矩,N·m。
防倾覆判断标准:当M>0时,不会发生倾覆;当M<0时,会发生倾覆。