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岸橋的世界千篇一律,除了大小、顏色不同,它們就像是異父異母的親兄弟,但是細(xì)品之下,還是有一些差異,比如上圖的幾臺(tái)岸橋,你能品出區(qū)別嗎?答案將在下文揭曉。
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現(xiàn)代集裝箱岸橋有同一個(gè)祖宗,1959年,美國(guó)Paceco公司制造了全球首臺(tái)高速集裝箱岸橋,在美國(guó)加州阿拉米達(dá)英賽納(Encinal Terminals)碼頭投用,后來(lái)賣給了南京港,退役后進(jìn)入中國(guó)港口博物館。
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a、b分別為A型、H型岸橋
當(dāng)時(shí),這批初代機(jī)將船舶周轉(zhuǎn)時(shí)間從三周縮短至十八小時(shí),一舉奠定了日后岸橋設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),其A字型的框架結(jié)構(gòu)是早期岸橋的標(biāo)配。隨著船舶大型化,岸橋也不斷發(fā)育,骨架更大,手臂(外伸距)更長(zhǎng),個(gè)頭(高度)更高,繼續(xù)使用A字型框架會(huì)站立不穩(wěn),因此橫向縱向同步生長(zhǎng),變成了H型身材。
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圖1,Paceco公司制造的岸橋
岸橋老一輩還有一個(gè)經(jīng)典設(shè)計(jì),就是鏤空的大梁,外觀看起來(lái)像眾多三角形拼在一起,輕盈骨感,但如今主流岸橋的大梁看起來(lái)都是實(shí)心的,只有利勃海爾等極少數(shù)廠家還在堅(jiān)持使用這種鏤空結(jié)構(gòu),是鋼板不值錢了還是技術(shù)倒退了?
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左側(cè)為科尼制造的箱型梁岸橋,右側(cè)為利勃海爾制造的桁架梁岸橋
都不是,主流的岸橋稱作箱型梁,鏤空的設(shè)計(jì)是桁架梁。箱型梁是“肌肉男”,用厚實(shí)鋼板焊接而成,用材更多、更重、輪壓更大,對(duì)碼頭的承載力要求高,而且箱型梁的側(cè)面擋風(fēng)面積更大,防風(fēng)防臺(tái)的要求也更高。但是,箱型梁有一個(gè)不可替代的好處,就是更適合現(xiàn)代工業(yè)化流水線設(shè)計(jì),可以直接用大量鋼板焊接,工期短,焊接簡(jiǎn)單,具備規(guī)模化的成本優(yōu)勢(shì)。
桁架梁更“精瘦”,具備箱型梁沒(méi)有的各種優(yōu)點(diǎn),用鋼量少,設(shè)備自重輕,重心低,岸橋輪壓低(對(duì)碼頭承載力要求低),風(fēng)力影響小,但輕量化設(shè)計(jì)的代價(jià)就是焊接復(fù)雜、工期更長(zhǎng)。桁架梁的各個(gè)焊接節(jié)點(diǎn)容易產(chǎn)生金屬疲勞,同時(shí)由于成千上百個(gè)鋼架接觸面更廣,長(zhǎng)期暴露在高腐蝕性的海洋環(huán)境中,后期維護(hù)成本更高。
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選擇哪種岸橋,全看碼頭需求,新建碼頭批量使用箱梁式的岸橋,不想對(duì)基建進(jìn)行大規(guī)模改造的老碼頭則是桁架式岸橋的忠實(shí)用戶。德國(guó)不萊梅港就曾選擇了極致輕量化的全桁架式岸橋,即使立在用木樁建起的百年老碼頭上,也不用擔(dān)心超重。
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還有更小眾的設(shè)計(jì),中國(guó)制造的首批岸橋,出自上海港機(jī)廠,采用了板梁桁架組合結(jié)構(gòu),大梁的兩側(cè)是鋼板,中間是焊接的鏤空式鋼架。這批岸橋在天津港服役了30余年,直到2018年才退役。
回到主流的箱型梁,這些岸橋又可以分成單箱梁(mono box boom)和雙箱梁(Twin box boom),顧名思義,就是大梁是一根還是兩根。單箱梁是一根筋,雙箱梁的的主梁由兩根箱梁組成,中間用橫梁連接。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),桁架型岸橋也可以這么區(qū)分。比如Paceco公司早期制造的岸橋就是雙梁+桁架式設(shè)計(jì)(如圖1),但后來(lái)該公司做了違背祖宗的決定,棄用桁架式,全部使用單箱梁。而利勃海爾制造的岸橋,使用的則是單梁+桁架式設(shè)計(jì)。
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文章開(kāi)頭的問(wèn)題也有了答案,左右兩側(cè)的岸橋是單箱梁,中間的黃色岸橋則是雙箱梁。從設(shè)計(jì)上看,單箱梁自重較低,岸橋總體較輕;迎風(fēng)面積小;小車就跑在一條軌道上,不容易偏移。不過(guò)隨著岸橋的外伸距變長(zhǎng),單箱梁也得增肌,進(jìn)行加固加重,重量?jī)?yōu)勢(shì)不那么明顯。
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為此,振華重工推出了半圓形大梁設(shè)計(jì),將岸橋的大梁截面從矩形改為半圓形,減輕大梁自重、降低碼頭輪壓的同時(shí),減少岸橋迎風(fēng)面積、降低岸橋工作風(fēng)載荷,適用于設(shè)備輪壓和抗風(fēng)性能有要求的碼頭。
不過(guò),個(gè)性化的需求就意味著制作復(fù)雜、成本高。如今,雙箱梁是大型岸橋設(shè)計(jì)的主流,比起單箱梁,雙箱梁的小車在主梁中間,可以減少側(cè)面迎風(fēng)面積;在相同起升高度下,由于小車的軌道在主梁中間,岸橋總高度更低,一般約3米左右;主梁有兩根前拉桿,受力更均衡,可以更好的應(yīng)對(duì)集裝箱的偏載問(wèn)題。
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左為伸縮式岸橋,右側(cè)紅色為俯仰式岸橋
當(dāng)然,除了以上這些岸橋,還有一些更少見(jiàn)的設(shè)計(jì),比如地處機(jī)場(chǎng)附近的碼頭,對(duì)岸橋高度有限制,大梁就會(huì)設(shè)計(jì)成俯仰式、伸縮式或者鵝頸式,低頭作業(yè)。
港口圈(ID:gangkouquan)認(rèn)為,個(gè)性化、便宜、實(shí)用是岸橋的不可能三角,不能既要桁架式岸橋骨感式的顏值與輕盈,又要箱梁式岸橋的低價(jià)與穩(wěn)重。沒(méi)有完美的岸橋,只有最適合碼頭的設(shè)計(jì)。你在碼頭開(kāi)的岸橋是哪種?歡迎在評(píng)論區(qū)與我們分享。
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