本發(fā)明涉及港口裝卸設(shè)備，特別涉及一種岸橋柔性立柱，其采用門框斜撐式結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

岸橋是集裝箱裝卸過程中的主要設(shè)備，其在集裝箱裝卸過程中扮演著十分重要的角色。

我國加入世界貿(mào)易組織后，進出口貿(mào)易不斷增加，集裝箱的吞吐量年年攀新高。國際集裝箱航運市場競爭激烈，船舶大型化是航運公司為力求生存而采取的降低運營成本的有效方法。2011年，世界航運巨頭馬士基航運公司宣布訂購10艘世界上超長、超寬、超高(triplee型)18000箱集裝箱船。而碼頭上現(xiàn)有岸橋的能力有限，已無法滿足對triplee型船的裝卸要求。其主要原因在于：前大梁的前伸距不夠長，軌上起升高度不夠高，起升、小車速度不夠快。如果無法在短時間內(nèi)完成裝卸任務，滿足船只迅速離港的要求，這將影響到的碼頭作業(yè)效率，減少碼頭的實際收益。

為了適應集裝箱船舶日益大型化的必然趨勢，需要裝卸它的設(shè)備——岸橋相應大型化，即向超長外伸距、超大起升高度和超高作業(yè)速度的“三超型”方向發(fā)展。

新一代岸橋起升高度大于50米，外伸距大于70米，起吊載荷重、運行速度高。岸橋的變大導致自重增加，但是已投入使用碼頭的承載能力有限，所以新一代岸橋的自重須保持在與常規(guī)岸橋同一水平，要求整機自重輕、操控性好、節(jié)能環(huán)保，這是傳統(tǒng)岸橋設(shè)計技術(shù)面臨的全新課題，除了需克服超大起升高度和超大外伸距引發(fā)司機操作困難、作業(yè)效率低外，更要考慮如何解決岸橋大型化帶來的自重控制(滿足碼頭現(xiàn)有承載能力)、結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)疲勞、抗地震等一系列問題。

岸橋的卸船過程主要是通過岸橋上的小車將集裝箱吊起，起吊小車沿著軌道將集裝箱從岸橋的一端吊運到岸橋另一端的集卡的上方，然后將集裝箱安放在集卡上，放箱完畢后，起吊小車返回岸橋的海側(cè)集裝箱的船上方，進行下一集裝箱的吊裝，岸橋的裝船過程即為反向作業(yè)。

因此，岸橋的主要作業(yè)方向為小車運行方向，小車運行方向的剛度和頻率尤為重要，而門框又是支撐整個岸橋上部結(jié)構(gòu)的重要部分，所以本領(lǐng)域需要設(shè)計新型的岸橋門框結(jié)構(gòu)，使在保證岸橋小車運行方向結(jié)構(gòu)剛度的同時實行岸橋的輕量化設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中大型化岸橋的自重控制較難，結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)疲勞和抗地震等比較復雜的缺陷，提供一種岸橋柔性立柱。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

一種岸橋柔性立柱，采用門框斜撐式結(jié)構(gòu)，其特點在于，所述岸橋柔性立柱包括前大梁、后大梁、陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)和梯形架，其中所述陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述前大梁和所述后大梁之間，所述梯形架設(shè)置在所述陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)上，所述梯形架和所述前大梁之間鉸接有雙排拉桿。

較佳地，所述陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)包括陸側(cè)立柱、陸側(cè)上橫梁、陸側(cè)下橫梁、聯(lián)系橫梁、海側(cè)立柱、海側(cè)上橫梁和海側(cè)下橫梁；

所述陸側(cè)立柱、所述聯(lián)系橫梁和所述海側(cè)立柱相互連接形成一框形結(jié)構(gòu)；

所述陸側(cè)上橫梁設(shè)置在所述陸側(cè)立柱的上端，所述陸側(cè)下橫梁設(shè)置在所述陸側(cè)立柱的下端；

所述海側(cè)上橫梁設(shè)置在所述海側(cè)立柱的上端，所述海側(cè)下橫梁設(shè)置在所述海側(cè)立柱的下端。

較佳地，所述陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)還包括水平撐桿和門框斜撐桿，所述水平撐桿水平連接在所述陸側(cè)立柱和所述海側(cè)立柱之間；

所述門框斜撐桿的左上端與所述陸側(cè)立柱、所述水平撐桿相連接，所述門框斜撐桿的右下端與所述聯(lián)系橫梁連接。

較佳地，所述門框斜撐桿的左上端中心線的延長線和所述水平撐桿的左端中心線的延長線匯交于所述陸側(cè)立柱的中心截面上。

較佳地，所述陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)還包括梯形架后撐桿和梯形架立柱，所述梯形架立柱一端與所述海側(cè)上橫梁的上部連接，另一端連接至梯形架，所述梯形架后撐桿的一端與所述陸側(cè)上橫梁連接，所述梯形架后撐桿的另一端與所述梯形架連接。

較佳地，所述門框斜撐桿的左上端與所述陸側(cè)立柱的連接設(shè)計成十字形節(jié)點板，所述節(jié)點板插入所述門框斜撐桿的管子內(nèi)部。

較佳地，所述門框斜撐桿的右下端與所述聯(lián)系橫梁的連接設(shè)計成十字形節(jié)點板，所述節(jié)點板插入所述門框斜撐桿的管子內(nèi)部。

較佳地，所述門框斜撐桿的右下端的中心線的延長線匯交于海側(cè)大車軌道的中心。

較佳地，所述門框斜撐桿、所述水平撐桿和所述海側(cè)立柱形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。

較佳地，所述陸側(cè)立柱、所述陸側(cè)上橫梁、所述陸側(cè)下橫梁、所述聯(lián)系橫梁、所述海側(cè)立柱、所述海側(cè)上橫梁和所述海側(cè)下橫梁均為箱體梁結(jié)構(gòu)；

所述門框斜撐桿、所述水平撐桿、所述梯形架后撐桿和所述梯形架立柱均為圓管件結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的積極進步效果在于：

本發(fā)明岸橋柔性立柱既釋放了門框立柱的彎矩，避免了大車輪子“啃軌”現(xiàn)象，減少了大車行走機構(gòu)在海陸側(cè)方向偏斜運行的載荷，又能夠大幅提高岸橋小車運行方向的剛度、自震頻率、抗震能力，同時大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對于結(jié)構(gòu)減重起到了積極的效果。

附圖說明

本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中：

圖1為本發(fā)明岸橋柔性立柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)立柱柔性連接的門框斜撐式結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖3為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)立柱柔性連接的門框斜撐式結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿中心線延長線匯交于海側(cè)大車軌道中心。

圖5為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)柔性立柱鉸軸的主視圖。

圖6為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)柔性立柱鉸軸的側(cè)視圖。

圖7為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿的左上端十字形節(jié)點板的示意圖。

圖8為圖7中沿k-k線剖開的剖視圖。

圖9為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿的右下端十字形節(jié)點板的示意圖。

圖10為圖9中沿w-w線剖開的剖視圖。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。

現(xiàn)在將詳細參考附圖描述本發(fā)明的實施例?，F(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是本發(fā)明說明書中所提及的一些術(shù)語可能是申請人按他或她的判斷來選擇的，其詳細含義在本文的描述的相關(guān)部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實際術(shù)語，而是還要通過每個術(shù)語所蘊含的意義來理解本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明岸橋柔性立柱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)立柱柔性連接的門框斜撐式結(jié)構(gòu)的主視圖。圖3為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)立柱柔性連接的門框斜撐式結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿中心線延長線匯交于海側(cè)大車軌道中心。圖5為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)柔性立柱鉸軸的主視圖。圖6為本發(fā)明岸橋柔性立柱中陸側(cè)柔性立柱鉸軸的側(cè)視圖。圖7為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿的左上端十字形節(jié)點板的示意圖。圖8為圖7中沿k-k線剖開的剖視圖。圖9為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門框斜撐桿的右下端十字形節(jié)點板的示意圖。圖10為圖9中沿w-w線剖開的剖視圖。

如圖1至圖10所示，本發(fā)明公開了一種岸橋柔性立柱，采用門框斜撐式結(jié)構(gòu)，其包括前大梁10、后大梁20、陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30和梯形架40，其中陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30設(shè)置在前大梁10和后大梁20之間，將梯形架設(shè)置在陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30上，梯形架40和前大梁10之間鉸接有雙排拉桿50。

優(yōu)選地，陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30包括陸側(cè)立柱31、陸側(cè)上橫梁32、陸側(cè)下橫梁33、聯(lián)系橫梁34、海側(cè)立柱35、海側(cè)上橫梁36和海側(cè)下橫梁37；陸側(cè)立柱31、聯(lián)系橫梁34和海側(cè)立柱35相互連接形成一框形結(jié)構(gòu)，將陸側(cè)上橫梁32設(shè)置在陸側(cè)立柱31的上端，陸側(cè)下橫梁33設(shè)置在陸側(cè)立柱31的下端。海側(cè)上橫梁32設(shè)置在海側(cè)立柱35的上端，海側(cè)下橫梁37設(shè)置在海側(cè)立柱35的下端。

進一步地，陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30還包括水平撐桿38和門框斜撐桿39，將水平撐桿38水平連接在陸側(cè)立柱31和海側(cè)立柱35之間。在門框斜撐桿39的左上端與陸側(cè)立柱31、水平撐桿38相連接，門框斜撐桿39的右下端與聯(lián)系橫梁34連接。

特別地，此處的門框斜撐桿39的左上端中心線的延長線和水平撐桿38的左端中心線的延長線匯交于陸側(cè)立柱31的中心截面上。

更進一步地，陸側(cè)柔性立柱的門框結(jié)構(gòu)30還包括梯形架后撐桿60和梯形架立柱61，將梯形架立柱61的一端與海側(cè)上橫梁36的上部連接，另一端連接至梯形架40，梯形架后撐桿60的一端與陸側(cè)上橫梁32連接，梯形架后撐桿60的另一端與梯形架40連接。

此處的門框斜撐桿39的左上端與陸側(cè)立柱31的連接設(shè)計成十字形節(jié)點板80，將節(jié)點板80插入門框斜撐桿39的管子內(nèi)部。同理，門框斜撐桿39的右下端與聯(lián)系橫梁34的連接設(shè)計成十字形節(jié)點板，將節(jié)點板80插入所述門框斜撐桿的管子內(nèi)部，并且門框斜撐桿右下端中心線的延長線匯交于海側(cè)大車軌道中心。

門框斜撐桿中心線的延長線匯交于海側(cè)大車70軌道中心，門框斜撐桿、水平撐桿、海側(cè)立柱三者形成穩(wěn)定的三點支撐結(jié)構(gòu)，無需增加門框立柱截面、板厚尺寸、海陸側(cè)上下橫梁高度的情況下即可保證岸橋在裝卸作業(yè)時小車運行方向的剛度、自震頻率和抗震能力，同時大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對鋼結(jié)構(gòu)起到減重作用。

門框斜撐桿39的右下端的中心線的延長線匯交于海側(cè)大車70軌道的中心。這里的門框斜撐桿39、水平撐桿38和海側(cè)立柱35形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，無需增加門框立柱截面、板厚尺寸、海陸側(cè)上下橫梁高度的情況下即可保證岸橋在裝卸作業(yè)時小車運行方向的剛度、自震頻率和抗震能力，同時大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對鋼結(jié)構(gòu)起到減重作用。在幾何圖形中，三角形結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高，故此種柔性立柱的門框斜撐式結(jié)構(gòu)提高了岸橋小車運行方向的剛度和自振頻率。

同時，十字形節(jié)點板插入門框斜撐桿的設(shè)計提高了門框斜撐桿兩端的嵌固能力，有效降低了門框斜撐桿的長細比，避免撐桿受壓失穩(wěn)。門框斜撐桿39兩端采用十字形節(jié)點板的設(shè)計，其管徑可以由1.3米降低到1.2米。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對于超大型大軌距岸橋，為了釋放門框立柱彎矩，避免大車輪子與軌道之間發(fā)生“啃軌”現(xiàn)象，同時為了減少大車行走機構(gòu)海陸側(cè)方向偏斜運行載荷，將陸側(cè)立柱31與聯(lián)系橫梁34連接處設(shè)計成柔性鉸連接，即鉸軸連接(如圖5所示)。這種連接的轉(zhuǎn)動自由度為釋放狀態(tài)，即陸側(cè)立柱31在鉸軸311處與聯(lián)系橫梁34可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，以釋放門框立柱彎矩，避免大車輪子“啃軌”現(xiàn)象，減少大車行走機構(gòu)在海陸側(cè)方向的偏斜運行載荷。

但是，陸側(cè)立柱設(shè)計成柔性連接后，岸橋在小車運行方向的剛度和自振頻率會有所下降。為了提高岸橋在小車運行方向的剛度和自振頻率，陸側(cè)立柱31、陸側(cè)上橫梁32、陸側(cè)下橫梁33、聯(lián)系橫梁34、海側(cè)立柱35、海側(cè)上橫梁36和海側(cè)下橫梁37均為箱體梁結(jié)構(gòu)。門框斜撐桿39、水平撐桿38、梯形架后撐桿60和梯形架立柱61均為圓管件結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本發(fā)明的岸橋柔性立柱的門框斜撐式結(jié)構(gòu)能夠滿足岸橋大車軌距大于35米的柔性立柱門框斜撐式結(jié)構(gòu)的剛度、自震頻率和抗震能力要求。陸側(cè)立柱與聯(lián)系橫梁連接處設(shè)計成柔性鉸連接，此連接的轉(zhuǎn)動自由度為釋放狀態(tài)，即陸側(cè)立柱在鉸軸311處與聯(lián)系橫梁可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。門框斜撐桿左上端中心線的延長線和水平撐桿左端中心線的延長線匯交于陸側(cè)立柱中心截面上，并且門框斜撐桿左上端與立柱的連接設(shè)計成十字形節(jié)點板，節(jié)點板插入撐桿管子內(nèi)部。門框斜撐桿的右下端傾斜向海側(cè)立柱，與聯(lián)系橫梁海側(cè)端連接，連接節(jié)點設(shè)計成十字形節(jié)點板，節(jié)點板插入撐桿管子內(nèi)部，并且門框斜撐桿右下端中心線的延長線匯交于海側(cè)大車軌道中心。所以門框斜撐桿、水平撐桿、海側(cè)立柱三者形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。故此種柔性立柱的門框斜撐式結(jié)構(gòu)提高了岸橋小車運行方向的剛度和自振頻率。同時，十字形節(jié)點板插入門框斜撐桿的設(shè)計提高了門框斜撐桿兩端的嵌固能力，有效降低了門框斜撐桿的長細比，避免撐桿受壓失穩(wěn)。

本發(fā)明岸橋柔性立柱的門框斜撐式結(jié)構(gòu)能夠滿足岸橋大車軌距大于35米的柔性立柱門框斜撐式結(jié)構(gòu)本實例的柔性立柱的門框斜撐式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式簡單，相比傳統(tǒng)的門框結(jié)構(gòu)，自重量更輕，生產(chǎn)成本更低。其避免了大車輪子“啃軌”現(xiàn)象，減少了大車行走機構(gòu)在海陸側(cè)方向偏斜運行的載荷，又能夠大幅提高岸橋小車運行方向的剛度、自震頻率、抗震能力，同時大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對于結(jié)構(gòu)減重起到了積極的效果。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。