CN108349712B - Sts多小车门座式龙门集装箱起重机 - Google Patents

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Abstract

一种门座式龙门起重机，包括：‑在中间平面(M)的各个侧面并排延伸的两个平行的主梁(11)，‑分别位于所述中间平面(M)内的两个腿部(20，21)，‑两对小车(40)，每对小车在相应的主梁(11)上操作，每个小车承载提升机构。

Description

STS多小车门座式龙门集装箱起重机
技术领域
本发明涉及一种用于向船上装载集装箱/从船上卸载集装箱的门座式龙门起重机。
背景技术
集装箱起重机在世界各地被广泛用于在集装箱码头装载/卸载集装箱船。
为了以经济最优的方式实现码头功能，起重机具有高利用率是必要的。
在传统的集装箱码头中，船舶沿着码头停靠，并且传统的船到岸(Ship-to-Shore，STS)集装箱起重机用于从一侧装载/卸载船舶。
US 2003/0108405 A1的图2描绘了传统的码头起重机。
典型地，这种起重机包括由沿泊位在两个平行的轨道上移动的配重平衡的上部结构。横梁在码头线的上方和上部结构的后部以悬臂的方式延伸。绳线将主横梁连接至上部结构的顶点。这种传统的起重机也被称为巴拿马型起重机，超巴拿马型起重机和特超巴拿马型起重机。
由于小车在横梁上行驶的时间，这些起重机不允许如期望一样快地装载/卸载船舶。对于这些起重机来说，小车必须行驶穿过船的整个宽度，以处理距离码头最远的集装箱。
为了保持行驶时间尽可能少，小车以高速被操作，这样导致高噪音和磨损，从而增加了维护的频率和成本。
小车被相对较长的绳索牵引，其中，相对较长的绳索与长的提升机构绳索一起，由于其长度和弹性，增加了不期望的摇摆。
这些起重机还具有的缺点在于：具有限制在大风中的操作能力的相对较差的空气动力性能。
由于悬臂需要昂贵的地基工程，起重机的整体重量由码头以不平衡的方式支撑。
由于多年来集装箱船的建设趋势使集装箱船持续地增多，并且能够承载越来越多的集装箱的超大型集装箱船(Ultra Large Container Vessel，ULCV)已经建成，目前可承载超过13000TEU并且多达20000TEU。重要的是，这些非常昂贵的船在用于装载/卸载作业的港口停留尽可能短的时间。
为了使装载/卸载作业容易，很久以前已经提出使用双侧泊位(如凹入式泊位)。
1997年Liftech的出版物《Super Productive Cranes》探索了可能带给集装箱码头的各种变化，例如双小车起重机，但是指出利用两个小车的一个难点在于负载控制和微运动的控制。例如，如果一个小车需要在门架方向上移动，另一个小车不应该被打扰。
该出版物还公开了凹入式泊位允许从泊位的相对两侧同时进行装载/卸载作业。该出版物给出了在每个相对的码头具有四个起重机的凹入式泊位的例子，但是指出重叠的起重杆可能会造成干扰问题，这使得集装箱码头的操作严重地复杂化。
最后，该出版物考虑使用具有两个小车的桥式起重机，但是推断出由于各种原因，这种情况不会更好。
2001年2月，Beckett Rankine在港口和码头会议(Ports and TerminalConference)上提出类似的建议，其仅示意性地公开了跨越码头以服务于大型集装箱船的具有两个小车的门座式起重机。
EP 2 743 217 A1公开了用于在码头侧的集装箱的装载和卸载系统，该系统包括具有支撑在允许船舶净空高度的竖直的柱子上的中间部分和用于从船上提升集装箱的一对起重装置的集装箱起重机。起重机包括四对腿部以进行稳定，并且起重机非常昂贵和笨重。
US2006/0182526A1公开了具有重叠设置的至少两个小车轨道的多小车集装箱起重机，具有工作轮、驱动设备和起重设备的小车在小车轨道上行驶。起重机可包括在每条轨道上前后设置的多个小车。
在DE 43 07 254 A1、EP 0 167 235 A1和WO 00/48 937中公开了其他的多小车起重机。
因此，存在需要先进的起重机来减少现代集装箱船(尤其是ULCV)的停泊时间的需求。
发明内容
本发明旨在通过新颖的门座式龙门起重机满足这个需求。
该门座式龙门起重机的特征在于其包括：
-两个并排运行的平行的主梁，
-两对小车，每对小车在相应的主梁上运行，每个小车承载提升机构。
根据本发明的起重机比现有的集装箱起重机提供了许多优势，并且允许以合理的成本显著地提高集装箱码头的生产率。
在优选的实施方式中，平行的两个主梁在中间平面的相应侧并排延伸，并且门座式龙门起重机包括分别位于所述中间平面的两个腿部。
根据本发明的门座式龙门起重机有利地用于包括双侧泊位(例如凹入式泊位)的集装箱码头，其中主梁跨越该泊位。
用于搬运集装箱的小车可以相互独立地操作以装载/卸载在泊位上接收的集装箱船。
本发明提供了从船舶的两侧装载/卸载的能力，并且显著地提高了装载/卸载速率，因而提高了生产率，从而减少了船舶的在港时间。起重机的小车能够在船舶的两个站台同时进行操作。
另一优势是与利用传统的STS起重机的基础设施相比，每艘船的起重机的数量减少。因此，对于起重机的最初的投资可以减少。
由于每艘船的起重机的较少的数量以及较低的小车行驶速度，维护成本也可以减少。
根据本发明的起重机导致起重机跑道上的较少的负载，因为起重机的重量在每个码头上实际上被分成了两半，并且不需要配重。这导致了基础工程的成本的减少以及在遭受地震的位置中的结构的优越性能。
尤其是由于主梁和腿部的优越的几何结构，根据本发明的起重机提供了允许在更高的风速下进行操作的优越的空气动力性能。
本发明在重型起重时也具有优越的性能，因为小车可以协同操作，如果利用两个相邻的起重机，多达四个小车协同操作。
与传统的STS起重机相比，由于较短的提升机构绳索和降低的加速度/减少制动，本发明提供更容易的摇摆控制。
优选地，与传统的STS起重机相比，小车仅行驶船舶的宽度的一半，这样允许降低小车速度而没有任何生产率损失。这样导致维护成本的降低以及在操作过程中噪音水平的降低。噪音的额外减少是由于缺少从起重杆到桥的梁轨接头，这在传统的STS起重机中是不可避免的。
优选地，小车是自力推进式的。
尤其是，起重机的所有小车在同一水平面上行驶。
主梁之间的间距可以基于ULCV中的行间距，并且可以固定在26米到30米之间(从中心到中心测量)；使得在不同的主梁上行驶的小车可以分别同时从码头到船舶搬运集装箱，反之亦然。
优选地，相对于相应的主梁的中心线，每个提升机构是可横向移动的，尤其是双向移动的。通过这种方式，起重机能够通过允许吊钩在船舶的纵向方向上的移动来平衡集装箱的行间距的差异。在每个方向上并且在每个小车上，提升机构相对于主梁的横向移动的幅度可以至少为0.5米，优选地为1米。
优选地，腿部是箱型截面，使得它们能够容纳电梯和楼梯直到主梁。
优选地，主梁被刚性连接至一个腿部，并且用销固定于另一个腿部。
两个腿部和主梁被设计为提供优越的空气动力形状因素。
优选地，腿部是不可伸缩的。
优选地，主梁具有固定的高度。换句话说，主梁的高度优选地为不可调节的。
优选地，起重机仅包括两个腿部。优选地，起重机仅包括两个主梁。起重机可以仅包括四个小车。
优选地，起重机包括延伸出主跨距的悬臂。优势在于主梁以允许小车行进到悬臂上的方式被悬挂。这可以有助于码头上的集装箱的处理。
优选地，主梁通过水平的撑杆相互连接。
优选地，主梁具有可变的深度。优选地，主梁被预加应力以减少其质量并且提高其疲劳性能。小车有利地行驶在位于主梁的顶部边缘下方的轨道上。这样减少了提升机构绳索的长度。
优选地，起重机包括连接至相应的腿部并承载主梁的悬架横梁。优选地，这些悬架横梁被预加应力以减少其质量并且提高其疲劳寿命。
优选地，主梁包括承载小车行驶的轨道的横向延伸部分或托架。
根据另一方面，本发明涉及集装箱码头，该集装箱码头包括：
-双侧泊位，优选为凹入式泊位，
-根据本发明的横跨泊位的至少一个门座式龙门起重机。
优选地，龙门起重机在沿泊位的每一侧延伸的轨道上行驶。
有利的是，集装箱码头包括根据本发明的沿前述轨道行驶的多个门座式龙门起重机，优选为三至四个起重机。
本发明的另一方面涉及用于装载/卸载在如上文所限定的根据本发明的集装箱码头的双侧泊位中接收的集装箱船的方法，包括：
-沿主梁移动小车，使得每个小车在集装箱船的大致中间的第一位置与在集装箱船的相应侧的第二位置之间移动。
每个小车能够被独立操作。
对于重型起重作业，两个门座式龙门起重机可以彼此相邻放置，该起重机的四个相邻的小车作为一个单元被同时操作。另一可能性是在一根主梁上协同操作两个小车。
该方法可包括相对于承载提升机构的小车的中心横向移动提升机构，以使其调整到船舶内的集装箱的位置。
附图说明
现将参照附图来描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1为根据本发明的集装箱码头的横截面示意图，
图2为图1的门座式龙门起重机的正视图，
图3为图2的起重机的俯视图，
图4为沿图2的IV-IV的剖面图，
图5为沿图2的V-V的具有可见的小车的剖面图，
图6为沿图2的VI-VI的具有可见的小车的剖面图，
图7示出小车的提升机构的横向位移，
图8示出属于相邻起重机的小车的协同操作，
图9示出沿同一主梁行驶的小车的协同操作，
图10示出主梁的横截面，
图11为与图10类似的变型实施方式的示图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的集装箱码头1。该码头1包括在相对的左侧码头3和右侧码头4之间延伸的凹入式泊位2。优选地，泊位2配置为用于接收如图所示的超大型集装箱船(ULCV)。这种船舶典型地承载超过13000TEU。
泊位2可包括用于运输和储存从船舶上卸载的或等待卸载的集装箱的车道和/或铁道和各种设施(未示出)。
两个轨道5在泊位2的两侧沿泊位2延伸，用于行驶根据本发明所制作的至少一个门座式龙门起重机10。优选地，轨道5上存在多于一个起重机10。可存在多达四个起重机10。
如图3所示，每个起重机10包括两个平行的水平主梁11。两个平行的水平主梁11通过撑杆12连接在一起，撑杆12可包括所示的端梁13、比端梁13的截面更小的横向中间梁14以及比中间梁14的截面更小的斜梁15。
优选地，撑杆12沿着主梁的上部线条。优选地，为了更好的空气动力学，中间梁14和斜梁15为管状设计。撑杆12提高了主梁11的稳定性和空气动力学性能。
主梁11从分别由固定腿部20和剪切腿部21支撑的悬架梁17和18上悬吊。
优选地，主梁11被预加应力以减少其质量和提高其疲劳寿命。
主梁11相对于中间平面M位置对称。
起重机10包括延伸出主跨距的悬臂22、23。
成对支架24将固定腿部20连接至悬臂22以在小车行驶的方向上稳定结构。
如从图1和图10所看到的，每个主梁11限定用于一对小车40的轨道30。
轨道30在主梁11的下部分在横向的延伸部分32上延伸。轨道30是水平的。轨道30支撑小车的质量和负载的质量。
每个横向的延伸部分32承载栏杆35。
主梁11的主体37在轨道30之间延伸。
水平的轨道30从主梁11的顶边缘11a以非零距离h延伸。
沿主梁11的长度的主要部分，主梁11具有恒定深度k，并且优选地，主梁11的深度从与其端部距离d的位置开始下降至其端部。
如图4所示，腿部20、21是箱型截面的，并且容纳升降机井和在升降机井周围的楼梯井，直至可以接近小车的通道43。
优选地，腿部20、21连接至基部支撑梁48，其中支杆49为该连接的一体部分。基部支撑梁48通过在码头轨道5上移动的行走机构(bogey)50上的平衡器47、52支撑。
每个小车40是自力推进式的，并且包括具有提升机构的机房55。驱动机构位于轨道上方。
机房55通过保持与轨道30接合的车轮的两个框架57悬吊在主梁11下方。
提升机构的绳索58承载配置为附接至集装箱C的吊箱架60。
优选地，如图7所示，由于侧移机构65，具有绳索58的提升机构能够在机房55下方沿方向T横向移动。这种机构可包括能够在垂直于主梁11的纵轴X的横向方向上移动的搬运车，该搬运车承载提升机构。
提升机构的横向移动的幅度为，例如，每个方向至少0.5米。
两个主梁11以及在每个主梁11上的一对小车40的存在允许从船舶的两侧快速装载和快速卸载，并且通过从最大船舶和向最大船舶搬运大量的集装箱使整体性能阶跃变化，同时消除传统STS起重机的船宽(vessel beam)限制。
当与目前最好的系统相比，本发明实现多于两倍的装载/卸载生产率；此外，效率/生产率随船舶尺寸的增大而提高。
起重机10也能够在重型起重作业中操作。
如图9所示，同一主梁11的两个小车40可以被协同操作，以将提升能力加倍。
如图8所示的变型实施方式中，两个起重机10相邻设置，并且相邻的主梁11的小车40被协同操作以承载共同的负载L，使得相比单个小车产生四倍的提升能力。
起重机的次级结构，例如栏杆或机房的片材，优选地由复合材料制成，从而有助于起重机的重量的减少以及提高耐腐蚀性能。优选地，该片材由半透明材料制成以节约能源。
本发明并不局限于公开的实施方式。例如，各种的修改也可产生主梁11的形状。
图11示出变型实施方式，其中小车行驶的轨道30由在主梁的主体37的两侧延伸的托架75限定。
小车40可通过远程控制室远距离操纵。在变型中，从小车40的机房55悬吊的机舱配置为容纳起重机司机。一个小车40可以是控制整个起重机行程的主小车。
该系统优选为全自动的。

Claims (17)

1.一种门座式龙门起重机（10），用于向集装箱船装载集装箱（C）或从所述集装箱船卸载所述集装箱（C），所述门座式龙门起重机（10）包括：
- 在中间平面（M）的各个侧面并排延伸的两个平行的主梁（11），
- 分别位于所述中间平面（M）内的两个腿部（20，21），
- 两对小车（40），每对小车在相应的主梁（11）上操作，每个小车承载提升机构，所述提升机构的绳索（58）承载配置成附接至所述集装箱（C）的吊具（60），相对于相应的主梁的中心线，每个提升机构是能够双向横向移动的，以及
- 悬架横梁（17，18），所述悬架横梁（17，18）连接至相应的腿部（20，21）并承载所述主梁（11）。
2.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述腿部（20，21）具有箱型截面。
3.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述主梁（11）刚性连接至一个腿部（20），并且用销固定于另一个腿部（21）。
4.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，包括延伸超过主跨距的悬臂（22，23），所述主梁（11）以允许所述小车（40）行进到所述悬臂上的方式被悬挂。
5.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述主梁（11）通过水平的撑杆（12）相互连接。
6.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述主梁（11）具有可变的深度（k），行驶在轨道（30）上的所述小车位于所述主梁的顶部边缘（11a）下方。
7.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述悬架横梁（17，18）被预加应力。
8.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述主梁（11）包括承载所述小车行驶的轨道（30）的横向延伸部分（32）或托架（75）。
9.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述小车是自力推进式的。
10.根据权利要求1所述的门座式龙门起重机，其中，所述主梁（11）被预加应力。
11.一种集装箱码头（1），包括：
- 双侧泊位（2），
- 至少一个沿横向方向跨越所述泊位的根据权利要求1所述的门座式龙门起重机（10）。
12.根据权利要求11所述的码头，其中，行驶在码头轨道（5）上的所述门座式龙门起重机（10）沿所述泊位的每侧延伸。
13.根据权利要求12所述的码头，包括沿所述码头轨道（5）行驶的多个门座式龙门起重机（10）（10）。
14.根据权利要求13所述的码头，包括沿所述码头轨道（5）行驶的三至四个门座式龙门起重机（10）。
15.根据权利要求11所述的码头，其中，所述泊位为凹入式泊位。
16.一种用于装载/卸载在根据权利要求11所述的集装箱码头的双侧泊位中接收的集装箱船的方法，包括：
- 沿所述主梁（11）移动所述小车（40），使得每个小车在所述集装箱船的大致中间的第一位置与在所述集装箱船的相应侧的第二位置之间移动。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，两个门座式龙门起重机（10）彼此相邻放置，所述门座式龙门起重机（10）的四个相邻的小车（40）在大型起重操作中作为一个单元同时操作。
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