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(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

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

我國(guó)加入世界貿(mào)易組織后，進(jìn)出口貿(mào)易不斷增加，集裝箱的吞吐量年年攀新高。國(guó)際集裝箱航運(yùn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，船舶大型化是航運(yùn)公司為力求生存而采取的降低運(yùn)營(yíng)成本的有效方法。2011年，世界航運(yùn)巨頭馬士基航運(yùn)公司宣布訂購(gòu)10艘世界上超長(zhǎng)、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(wú)法滿(mǎn)足對(duì)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(zhǎng)，軌上起升高度不夠高，起升、小車(chē)速度不夠快。如果無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成裝卸任務(wù)，滿(mǎn)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(shí)際收益。

為了適應(yīng)集裝箱船舶日益大型化的必然趨勢(shì)，需要裝卸它的設(shè)備——岸橋相應(yīng)大型化，即向超長(zhǎng)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(yùn)行速度高。岸橋的變大導(dǎo)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(jī)自重輕、操控性好、節(jié)能環(huán)保，這是傳統(tǒng)岸橋設(shè)計(jì)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(jī)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(lái)的自重控制(滿(mǎn)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(wèn)題。

岸橋的卸船過(guò)程主要是通過(guò)岸橋上的小車(chē)將集裝箱吊起，起吊小車(chē)沿著軌道將集裝箱從岸橋的一端吊運(yùn)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(chē)返回岸橋的海側(cè)集裝箱的船上方，進(jìn)行下一集裝箱的吊裝，岸橋的裝船過(guò)程即為反向作業(yè)。

因此，岸橋的主要作業(yè)方向?yàn)樾≤?chē)運(yùn)行方向，小車(chē)運(yùn)行方向的剛度和頻率尤為重要，而門(mén)框又是支撐整個(gè)岸橋上部結(jié)構(gòu)的重要部分，所以本領(lǐng)域需要設(shè)計(jì)新型的岸橋門(mén)框結(jié)構(gòu)，使在保證岸橋小車(chē)運(yùn)行方向結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)實(shí)行岸橋的輕量化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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(fù)雜的缺陷，提供一種岸橋柔性立柱。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種岸橋柔性立柱，采用門(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)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(mén)框結(jié)構(gòu)和梯形架，其中所述陸側(cè)柔性立柱的門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)框結(jié)構(gòu)還包括水平撐桿和門(mén)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(mén)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(mén)框斜撐桿的右下端與所述聯(lián)系橫梁連接。

較佳地，所述門(mén)框斜撐桿的左上端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)和所述水平撐桿的左端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)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(mén)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(mén)框斜撐桿的左上端與所述陸側(cè)立柱的連接設(shè)計(jì)成十字形節(jié)點(diǎn)板，所述節(jié)點(diǎn)板插入所述門(mén)框斜撐桿的管子內(nèi)部。

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

較佳地，所述門(mén)框斜撐桿的右下端的中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)軌道的中心。

較佳地，所述門(mén)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(mén)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(jìn)步效果在于：

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

附圖說(shuō)明

本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)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(mén)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(mén)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(mén)框斜撐桿中心線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)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(mén)框斜撐桿的左上端十字形節(jié)點(diǎn)板的示意圖。

圖8為圖7中沿k-k線(xiàn)剖開(kāi)的剖視圖。

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

圖10為圖9中沿w-w線(xiàn)剖開(kāi)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(biāo)記來(lái)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(yǔ)是從公知公用的術(shù)語(yǔ)中選擇的，但是本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所提及的一些術(shù)語(yǔ)可能是申請(qǐng)人按他或她的判斷來(lái)選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說(shuō)明。此外，要求不僅僅通過(guò)所使用的實(shí)際術(shù)語(yǔ)，而是還要通過(guò)每個(gè)術(shù)語(yǔ)所蘊(yùn)含的意義來(lái)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(mén)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(mén)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(mén)框斜撐桿中心線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)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(mén)框斜撐桿的左上端十字形節(jié)點(diǎn)板的示意圖。圖8為圖7中沿k-k線(xiàn)剖開(kāi)的剖視圖。圖9為本發(fā)明岸橋柔性立柱中門(mén)框斜撐桿的右下端十字形節(jié)點(diǎn)板的示意圖。圖10為圖9中沿w-w線(xiàn)剖開(kāi)的剖視圖。

如圖1至圖10所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種岸橋柔性立柱，采用門(mén)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(mén)框結(jié)構(gòu)30和梯形架40，其中陸側(cè)柔性立柱的門(mén)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(mén)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(mén)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(jìn)一步地，陸側(cè)柔性立柱的門(mén)框結(jié)構(gòu)30還包括水平撐桿38和門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)框斜撐桿39的左上端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)和水平撐桿38的左端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于陸側(cè)立柱31的中心截面上。

更進(jìn)一步地，陸側(cè)柔性立柱的門(mén)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(mén)框斜撐桿39的左上端與陸側(cè)立柱31的連接設(shè)計(jì)成十字形節(jié)點(diǎn)板80，將節(jié)點(diǎn)板80插入門(mén)框斜撐桿39的管子內(nèi)部。同理，門(mén)框斜撐桿39的右下端與聯(lián)系橫梁34的連接設(shè)計(jì)成十字形節(jié)點(diǎn)板，將節(jié)點(diǎn)板80插入所述門(mén)框斜撐桿的管子內(nèi)部，并且門(mén)框斜撐桿右下端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)軌道中心。

門(mén)框斜撐桿中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)70軌道中心，門(mén)框斜撐桿、水平撐桿、海側(cè)立柱三者形成穩(wěn)定的三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，無(wú)需增加門(mén)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(shí)小車(chē)運(yùn)行方向的剛度、自震頻率和抗震能力，同時(shí)大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)起到減重作用。

門(mén)框斜撐桿39的右下端的中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)70軌道的中心。這里的門(mén)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(wú)需增加門(mén)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(shí)小車(chē)運(yùn)行方向的剛度、自震頻率和抗震能力，同時(shí)大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對(duì)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(jiǎn)單、穩(wěn)定性高，故此種柔性立柱的門(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)提高了岸橋小車(chē)運(yùn)行方向的剛度和自振頻率。

同時(shí)，十字形節(jié)點(diǎn)板插入門(mén)框斜撐桿的設(shè)計(jì)提高了門(mén)框斜撐桿兩端的嵌固能力，有效降低了門(mén)框斜撐桿的長(zhǎng)細(xì)比，避免撐桿受壓失穩(wěn)。門(mén)框斜撐桿39兩端采用十字形節(jié)點(diǎn)板的設(shè)計(jì)，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(duì)于超大型大軌距岸橋，為了釋放門(mén)框立柱彎矩，避免大車(chē)輪子與軌道之間發(fā)生“啃軌”現(xiàn)象，同時(shí)為了減少大車(chē)行走機(jī)構(gòu)海陸側(cè)方向偏斜運(yùn)行載荷，將陸側(cè)立柱31與聯(lián)系橫梁34連接處設(shè)計(jì)成柔性鉸連接，即鉸軸連接(如圖5所示)。這種連接的轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以釋放門(mén)框立柱彎矩，避免大車(chē)輪子“啃軌”現(xiàn)象，減少大車(chē)行走機(jī)構(gòu)在海陸側(cè)方向的偏斜運(yùn)行載荷。

但是，陸側(cè)立柱設(shè)計(jì)成柔性連接后，岸橋在小車(chē)運(yùn)行方向的剛度和自振頻率會(huì)有所下降。為了提高岸橋在小車(chē)運(yùn)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(mén)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(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足岸橋大車(chē)軌距大于35米的柔性立柱門(mén)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(jì)成柔性鉸連接，此連接的轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。門(mén)框斜撐桿左上端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)和水平撐桿左端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于陸側(cè)立柱中心截面上，并且門(mén)框斜撐桿左上端與立柱的連接設(shè)計(jì)成十字形節(jié)點(diǎn)板，節(jié)點(diǎn)板插入撐桿管子內(nèi)部。門(mén)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(diǎn)設(shè)計(jì)成十字形節(jié)點(diǎn)板，節(jié)點(diǎn)板插入撐桿管子內(nèi)部，并且門(mén)框斜撐桿右下端中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)匯交于海側(cè)大車(chē)軌道中心。所以門(mén)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(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)提高了岸橋小車(chē)運(yùn)行方向的剛度和自振頻率。同時(shí)，十字形節(jié)點(diǎn)板插入門(mén)框斜撐桿的設(shè)計(jì)提高了門(mén)框斜撐桿兩端的嵌固能力，有效降低了門(mén)框斜撐桿的長(zhǎng)細(xì)比，避免撐桿受壓失穩(wěn)。

本發(fā)明岸橋柔性立柱的門(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足岸橋大車(chē)軌距大于35米的柔性立柱門(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)本實(shí)例的柔性立柱的門(mén)框斜撐式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，相比傳統(tǒng)的門(mén)框結(jié)構(gòu)，自重量更輕，生產(chǎn)成本更低。其避免了大車(chē)輪子“啃軌”現(xiàn)象，減少了大車(chē)行走機(jī)構(gòu)在海陸側(cè)方向偏斜運(yùn)行的載荷，又能夠大幅提高岸橋小車(chē)運(yùn)行方向的剛度、自震頻率、抗震能力，同時(shí)大幅降低了聯(lián)系橫梁的截面高度及板厚尺寸，對(duì)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(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)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(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)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(hù)范圍。