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第二章 岸桥的类型

岸边集装箱装卸桥是在码头前沿进行集装箱装卸作业的装卸设备，简称岸桥。它有各种不同的结构型式。通常按不同的分类方法划分为以下类型。

下面分别介绍各种不同类型岸桥的结构特点。

第一节 按主梁的结构型式分类

主梁是岸桥金属结构的主要构件，不论采用何种型式，主梁结构必须保证足够的强度和刚度，主梁的长度应满足集装箱装卸作业的对象即集装箱船最大外伸距和后伸距的要求，便于施工建造。
一、单箱形梁结构主梁
单箱形梁结构主梁只有一根箱形梁，所配置的多是将起升机构置于小车上的载重小车，它悬挂在主梁轨道上运行。
单箱形梁的截面有矩形和梯形两种型式，如图2－1—1所示。

通常矩形断面的主梁，小车运行轨道设置在主梁上部；梯形断面的主梁，小车运行轨道设在主梁的下部。矩形断面单箱形梁主梁结构具有良好的抗弯和抗扭性能，但由于小车设置在主梁上部，因而所配置的运行小车结构悬挂的吊架较长，起制动时因小车自重产生的惯性力矩大，对小车是不利的。梯形断面的单箱梁的小车设置在梁的下部，小车架悬挂吊架较短，相对来说，小车刚性要好些。
单箱形梁结构的前主梁其支承多采用单拉杆，这种型式的主梁结构简单、自重轻，主梁具有良好的抗扭性能。由于梁下具有足够的空间，适合于将起重小车做成自行式载重小车。
二、双箱形梁结构主梁
双箱形梁结构主梁由两根箱形梁组成（图2－1—2a、b），两根箱形梁之间用横梁联接。为了加强结构的刚度，有时在横梁和主梁之间增加平面桁架。

图2－1－2 双箱梁截面形式
双箱形结构主梁的整体截面有梯形、矩形和由矩形和梯形组合的复合形。梯形断面的双箱形结构主梁的承轨梁可以方便使用轧制的T形钢，为小车车轮布置提供了较大空间。主梁断面高度不能太大，一般不超过1800 mm，通常用户对主梁的宽度要求限制在某一数值范围内。如果需要增加梁的高度H 可采用复合形断面主梁（图2-1-3）。
双箱形矩形断面结构的承轨梁布置通常采用两种型式：图2－1—4所示一种是插入矩形梁中（图2－1—4a），另一种是采用焊接组合承轨梁（图2—1—4b）。这种结构要求承轨梁面板与腹板间的焊缝要保证足够的强度和刚度，要求焊缝要平滑，避免在轮压反复辗压下发生疲劳裂纹。

双箱形结构主梁有以下优点：
1）与单箱形结构主梁比较，由于起重小车在双主梁中间，可以减小侧向迎风面积。
2）在相同起升高度情况下，由于起重小车置于两箱形梁之间，起重机总高度比单箱梁要小。一般可低3m左右。
图2－14 双箱形矩形断面承轨梁的布置形式
3）采用牵引式和自行式小车时，驱动动力距小车重心距离相对较小，起制动时，惯性力矩影响小。
4）双箱梁结构的主梁可以方便地使用主梁水平放置时的工作铰点和主梁俯仰的铰点分开的双铰点结构，使铰点处的轨道接头能采用Z形或斜接，以使小车运行通过轨道接头时平稳、无冲击。
5）双箱形结构的主梁有两根前拉杆，对承受集装箱的偏心载荷较好。
由于双箱形结构主梁具有上述优点，因此在超巴拿马型岸桥中得到广泛应用，特别在大型超巴拿马型的岸桥中，是使用最多的一种型式。

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三、板梁与桁架组合结构主梁
这种结构型式的典型结构是两边采用两根焊接组
合工字梁，上下水平平面内布置平面桁架，垂直平面
内布置桁架或框架。
板梁结构主梁小车轨道敷设有三种型式：
（l）轨道设置在板梁侧面（图2-1-5a）。
（2）轨道设置在工字梁的上面（图2-l-5b）。
（3）轨道设在工字梁的下翼缘上（图2-1-5c）

三种不同的结构型式各有优缺点：第一种型式需要设置承轨梁（图2－1－5a），且小车架悬吊长度小，具有较好的刚性；第二种型式将轨道直接设置在工字梁上，无需增设承轨梁，小车架悬吊长度大，小车的刚性较差。
四、桁架结构主梁
这种结构型式主梁断面有三角形、矩形和梯形三种型式。图2－1－6为三角形断面桁架。这种结构主梁重量轻，但结构尺寸大，制造工艺复杂，维修保养工作量大，一般在码头承载能力不大的情况下或一些需要改造的老码头上采用。适用于外伸距不大，要求自重轻、许用轮压低的岸桥。

第二节 按起重小车型式分类

按起重小车运行方式可分为自行起重小车式、全绳索牵引小车式、自行非起重式等几种型式。近年来，起升和小车运行机构共用差动式运行小车，己经得到了实际应用。
一、自行式起重小车
这种型式的起重小车是将运行小车的驱动机构和主起升机构均装在起重小车上。与牵引小车相比，它没有一整套绳索牵引装置，大大减少了钢丝绳用量和滑轮用量，起升绳长度短，钢丝绳使用寿命长，结构紧凑，吊具易于对箱，但小车自重较大（通常可达60～95 t），小车轮压也较大，驱动功率大。起重机轮压大，要求码头具有较高的承受能力。
二、绳索牵引小车
这种型式小车的运行驱动机构和主起升机构均设置在小车上，并安装在机器房中。起升和小车牵引钢丝绳经过一套卷绕系统以达到牵引小车运行和起升下降。
牵引式小车的最大优点是大大减轻了起重小车重量，小车轮压大大降低，结构简单，从而减小小车驱动功率。由于起重小车运行驱动是由牵引绳来实现的，在起制动时不受车轮轨道之间的粘着力的影响而产生打滑现象，起制动性能好。这种小车的岸桥相对载重式小车的岸桥，重量轻、轮压小。对于大伸距起重机，推荐采用这种型式。但这种型式小车增加了一套钢丝绳缠绕装置和牵引绳的张紧装置，卷绕系统较复杂，钢丝绳用量大，增加了钢丝绳和滑轮的维修工作量。
三、自行式非起重小车
这种型式小车的运行驱动设置在小车上，主起升机构设置在机器房内，起升绳从机器房中引出，经过主梁后部滑轮及小车上的滑轮，绕入吊具上架滑轮至前主梁的端部固定。它介于自行式起重小车和全绳索牵引式两者之间，因此自重介于两者之间；无需设置一套牵引绳卷绕系统和张紧装置，滑轮和钢丝绳用量比全绳索牵引式小车要少。但小车运行加速度受到打滑条件限制，要验算起制动打滑。
四、差动减速器驱动机构小车

图2—2—1 CXC244.43型差动减速箱
差动减速箱是3000型岸
桥起升与小车驱动机构的主要
装置。集装箱的起升、下降运
动和小车运动就是靠差动减速
箱来叠力完成的。ZPMC开发
的3000型岸桥采用的CXC244.4343型
差动减速箱。
差动减速箱由小车电动机
输人轴、起升电动机输入轴、
行星包、过渡齿轮副、支承轴
承等部分组成，如图2—2—
1所示。
由图可以看出，小车电动
机输入轴与小车电动机相联，按小车运行的速度要求输入一定转速，通过过渡齿轮副和行星包的外齿圈啮合，并带动两个卷筒。
起升电动机输入轴与起升电动机相联，按起升速度要求输入一定转速。通过过渡齿轮副和行星包行星轮啮合，并带动两个卷筒。
当它们同时以各自所需的速度输入不同的转速时，行星包就将它们按一定速比进行叠加，并在两个卷筒上输出相应的转速。
差动减速箱的关键部位是行星包。它由太阳轮（包括内外齿圈）、行星架、行星轮及齿轴等组成。它有专门的强制性润滑装置，以保证它在工作中能得到良好的润滑和散热。
行星轮系统对制造质量和安装要求比较高，它将直接影响到减速箱在工作时运动的平稳性、散热、噪音及啮合时的接触性能等一系列的重要指标。因此制定相应的制造工艺规程和严格的检验手段是保证其质量的关键。

第三节 按可限制岸桥高度分类

有些码头周围、飞机场附近，对岸桥高度有一定限制，因此岸桥的前主梁可做成限制高度的俯仰式、滑移式、弯折式和主梁升降式等型式。
一、俯仰式主梁
在工作风情况，主梁仰起45°，其主梁下的净空能安全避开船的上层建筑。主梁的顶部高度就不会影响航线，一旦在非工作风时，主梁仰至80°、挂好钩（图2－3－1）。
二、伸缩式主梁
这种型式的前主梁可通过一套驱动机构进行伸缩，作业时，前主梁向海侧方向伸出，非工作时，可将前主梁滑移收缩到陆侧框架内。这种岸桥主要适用于对净空高度要求较严的场所。这种型式的前主梁是悬臂梁，受的弯矩大，因此主梁断面尺寸大，重量大，通常采用桁架结构，以减轻主梁重量（图2－3－2）。

图2－3—2 伸缩式主梁
1. 非工作状态 2. 工作状态
三、弯折式主梁（鹅颈式）
这种型式主梁是将前主梁做成可弯折的形式，装卸作业时，主梁可放置水平位置，仰起呈弯折形式，可保证起重机最高点不超过允许的净空高度，因其形状像鹅颈，俗称鹅颈式主梁（图2－3－3）。

图2－3－3 弯折式主梁
1. 非工作状态 2. 工作状态

四、主梁升降式岸桥
岸桥的大型化、高速化对司机操作提出了更高的要求。ZPMC提供的产品目前起升高度已达轨上40 m，起升速度满载90m／min，空载 180 m／min，小车速度240 m／min，由于悬吊的钢丝绳的长度增大，钢丝绳在垂直和水平两个方向的速度提高，司机视距的不断加大如何稳定吊具、平稳操作是人们共同关注的问题。传统的机械式防摇系统在超巴拿马型岸桥上难以取得满意的减摇效果，电子防摇装置因加速冲击，司机多不适应。在这种情况下，有人提出了一种主梁升降式的岸桥构想（图2—3—4、2—3—5）。起重机的主梁以上部分可根据装卸作业需要进行升降，装卸高位箱时，主梁升起；装卸低位箱或小船时，主梁可下降至较低的作业位置。

图2—3—4 主梁升降式岸桥（一）（主梁位于最高位置）

图2—3—5 主梁升降式岸桥（二）（主梁位于最低位置）
这种岸桥主要结构件与普通的岸桥基本相同，其特点是在海陆侧门框的4个立柱上设置导轨及主梁升降装置，以便实现上部结构沿着导轨作垂直升降运动，且在任何高度位置均设有锁定装置。它具有以下特点：
（1）工作时，根据集装箱运输船的尺寸大小，可以将上部高度位置进行适当调整，使小车至集装箱之间的距离达到最佳值，这样，有利于在作业过程中减少吊具摇晃，提高生产效率。
（2）整机发运，加固简单，工作量小，大大减少了到港后的拆绑工作和费用。
（3）发运时，上部结构放至最低位置，使其重心下降，大大提高了航运的安全可靠性。
（4）由于可以根据作业需要调节，使司机与箱位的垂直距离始终是最小，保证司机有很好的视距，准确地对位。
（5）上部结构复杂，自重大，工作时产生很大的倾覆力矩，要实现上部结构平稳升降，保证安全工作，技术上有一定的难度。由于增加了一套大梁升降机构，导致结构复杂化，费用增加。
目前这种主梁升降式的岸桥尚在设计方案阶段。

第四节 按供电方式分类

岸桥采用电力驱动，供电方式有两种，一是使用外接电源，即直接从电网获得动力；另一种方式，是采用配置在起重机上的柴油发电机组供电。
一、外接电源供电
这种供电方式具有经济、简单、清洁、维修量少、减少环境噪声污染等许多优点，是广泛采用的一种供电方式。按照受电形式不同，有滑触线供电和软电缆供电两种形式。
这种供电方式具有经济、简单、清洁、维修量少、减少环境噪声污染等许多优点，是广泛采用的一种供电方式。按照受电形式不同，有滑触线供电和软电缆供电两种形式。

1、滑触线供电
沿着岸桥大车运行轨道的全程长敷设裸导线（滑线），岸桥上装有集电器（滑接器），集电器沿裸导线（滑线）滑动或滚动，将电流引上岸桥。这种市电供电方式在岸桥上无需装价格昂贵的电缆卷筒装置和几百米长的昂贵电缆。滑触线有硬滑线（如角钢、圆钢）、软滑线（如铜葫芦线）等。滑线可架空也可敷设在沿轨道并与轨道平行的地沟内（地沟必须加盖）。滑线有架在海侧轨道边，也有架于陆侧轨道的陆侧边（图2—4—1），具体采

用方式应根据码头布置而定。
架空或地沟的滑触线有水平置式和垂直置式，如图2－4－2、图2－4－3所示。

上述的滑线供电型式，由授电器与滑触线的接触授电，往往因使用磨损导致授电故障，又占用码头空间，因此己很少采用。

2、电缆供电
电缆供电的岸桥是目前使用外接电源的岸桥中最为普遍的。它克服了滑触线中接触不良的缺点，占用码头空间小，并能与通讯光电缆组合在一起，虽价格较贵，但它具有无可比拟的优点，因而得到广泛应用。其最典型形式是电缆卷筒式（图2－4－4）。
电缆卷筒式供电是在岸桥相应的海侧门框或陆侧门框处配置一电缆卷筒装置。电缆长度根据码头需要配置，一端与电缆卷筒的集电滑环授电器联接，另一端盘绕在卷筒上，并从卷筒拉出经导缆器与码头的电缆接线箱联接，将外接电源送到起重机。
岸桥向着接线箱方向运行时，岸桥上的电缆卷筒装置能有效地将电缆卷起，岸桥向离开接线箱方向运行时，电缆卷筒装置能有效地将电缆放出，电缆卷筒始终使电缆保持着必要的张力，保证电缆被拉直，平放在码头的槽内（或码头面上），以免电缆在码头上搁放混乱和被过柱车辆压断。

电缆在卷筒上的盘绕有两种型式，一种是“蚊香”式排列的卷绕式（在一个垂直平面内盘，图2－4－5），另一种是卷筒式，如图2－4－6所示。

图2－4－5的盘绕方式，电缆在盘入盘出过程中，没有受到扭曲，有利于提高电缆的使用寿命，但在一定电缆拉力下，电缆卷筒的阻力矩发生变化，要求配置的驱动功率大。图2－4－6的电缆卷筒在盘入盘出过程中电缆受扭曲，但电缆卷筒的阻力矩不变，配置驱动功率可小些。
二、柴油发电机组供电的岸桥
由柴油发电机组供电有两种型式，一种型式是柴油发电机组装在岸桥上。另一种是柴油发电机组装在码头上，与外拉电源组合使用，一旦外电中断，可由柴油发电机组供电。
柴油发电机组装在岸桥上，不需要配置电缆卷筒装置、高压柜、变压器等。柴油机发电机组和燃油供给系统直接配置在机上，其机械成本要比电缆卷筒供电高。
柴油机发电机组可设置在海陆门框横梁处，也可设在后大梁上。
供油系统（油泵、各种阀、管路）→从地面供油车向主油箱供油→补助泵和阀→从主油箱到辅助油箱→向柴油机供油。因此向主油箱供油的供油泵设置在离码头面不高的门框处。主油箱有的设在海陆侧门框横梁上，也有的设在后大梁上，辅助油箱设在柴油机旁。这类供电方式的岸桥在国外和一些外电供应困难的地区有一定的市场。
柴油发电机组设在码头上，有固定式和流动式两种。使用这种动力的岸桥与使用外接电源类似，也可以将外接电源和柴油发电机组供电组合使用。
岸桥除按上述的主要结构型式分类外，目前随着集装箱船朝大型化方向发展，出现了船宽大于32.2 m以上的超巴拿马船型。可以接卸超巴拿马型船的岸桥称为超巴拿马型岸桥，一般将外伸距大于40 m的岸桥称为超巴拿马型岸桥。

思考题

1、岸桥按不同类型分为哪几类？
2、绳索牵引小车的特点有哪些？
3、电缆供电方式岸桥的特点是什么？
4、按主梁结构型分类可分为哪几种？
5、按起重小车型式分类可分为哪几种？
6、按可限制岸桥高度分类可分为哪几种？
7、按供电方式分类可分为哪几种？
8、主梁升降式岸桥具有那些特点？