港口大型起重机在遭遇大风的袭击时经常会发生事故， 在很多情况下都是由于起重机在风力的影响下发生加速移动，然后与相邻的码头机械发生相撞，或者是与其它障碍物等相冲击而导致设备坍塌。根据在实际情况中所发生的风灾事故，对港口门座式起重机造成的损害大致可以分为三种： 整机滑移导致设备整体倾覆、金属结构件的局部失稳变形以及由风振等原因引起的门机结构件疲劳断裂。本文针对这三 种形式进行原因分析和研究，讨论并提出相应的防治方法。

整机滑移导致整机倾覆原因及防治：

门座式起重机滑移导致整机倾覆门机倾覆有两种，一种是门座式起重机在遭受大风侵袭 时，被大风直接吹倒，造成门座式起重机原地倾覆。另一种 是整机发生滑移，由于门座式起重机在水平方向上所受风的作用力超过了门座式起重机滑动所克服的阻力，起重机被风 吹动并沿大车轨道移动，积蓄了大量的动能，当撞上相起重机或在高速溜车过程中，遇到障碍物，被绊倒。整机发生滑移是港口大型起重机发生倾覆的主要形式。

门座式起重机遭受风载荷倾覆的原因：当起重机倾覆力矩>稳定力矩时，门座式起重机直接倾覆当门座式起重机遭受大风侵袭时，由于瞬间作用在门座式起重机上的强风，会使门机出现上拔力现象，导致门座式起重机出现零腿压甚至负腿压，也就是产生的倾覆力矩大于 门座式起重机本身自重和防风系缆负责装置系固力产生的稳定力矩之和，即覆力矩大于临界值，造成门座式起重机直接原地倾覆。

M_G+M_防＜M_风

式中：M_G——门座式起重机自重产生的稳定力矩；

M_防——门座式起重机防风系缆装置防风拉力产生的稳定力 矩；

M_风 ——门座式起重机遭受强风产生的倾覆力矩。

当起重机倾覆力矩≤稳定力矩时，门座式起重机溜车间接倾覆当门机自身重量所产生的稳定力矩大于或等于风载荷作用在门座式起重机上而产生的倾翻力矩时，门机在一般状况 下虽然不会原地被大风直接吹倒，但是当配备的防止门机做水平移动的安全措施完全丧失功能后，门机会沿着轨道方向被风吹动发生溜车，由于自身重量的原因，当具有一定速度后，其蓄积的动能就相当巨大，很难再被阻止，当撞到相邻设备必然会发生垮塌，或撞到码头车档等障碍物之后，另一侧门腿会被抬起，当整机重心转移到门机基距以外时，就发生了倾翻事故。

门座式起重机倾覆的预防措施： 在详细了解门机在大风作用下的倾翻主要原因，我们也就能制定具有针对性很强的防范措施。

①严把设计制造关，从设计源头抓起，加强对门座式起 重机技术规格书中防范装置和性能的审查。防风设计时应合理且兼顾整体，无论在怎样的工况条件下，风载荷造成的倾 覆力矩不能大于门机自身的稳定力矩，也就是满足FEM（欧 洲 机 械 搬 运 协 会 标 准 ）、《 起 重 机 设 计 规 范 》 的 GB/T3811-2008版本和《港口装卸机械风载荷计算及防风 安全要求》的 JT/T30-2008 版本中相关的规定和要求。在 最大风速和风压的选取时，除了按上述范围要求的选取外，各港口还应根据本地区资料记载的最大风速数据加上一定安全系数后合理选取。

②防风系缆设计时必须考虑具有有效的调节收紧功能。 在抗强风指令发出后，防风系缆必须收紧，使细缆钢丝绳具 有一定的预紧力，防止在强风冲击下，因门机窜动绷断防风 系缆装置的钢丝绳，导致门机整机稳定性被大大削弱，从而 引发门机倾翻。

③防风系缆装置拉耳应直接固定在门座式起重机的门腿 上，切忌固定在门座式起重机的行走台车结构上，以免大车 结构与整机发生拉断脱节现象。
 ④必须要保证门机的大车锚定插板与预埋的锚定插座里 的空隙不能太大，行走车轮的楔型块务必要塞到指定位置以及保证大车制动器和夹轮器（或顶轨器）要发挥有效的制动功能等。

门座式起重机金属结构局部变形焊缝开裂原因及防治：

门座式起重机构件的局部失稳的原因门座式起重机很多结构件都采用了薄板组合而成，承载 有压应力、剪切应力或局部压应力作用构件的翼板和腹板。 对于厚度偏小的薄型板材，在其应力值上升到一定数值后，板材平面稳定的平衡状态就会逐渐消失。加上一点点的干扰 因素，例如震动、外加载荷或来自稳定平面以外的力等，就会使板材发生波形屈曲。而且在外界干扰消失后，板材无法 复原到初始的平面平衡，我们将这种现象被定义为构件的局 部失稳。构件的局部失稳会导致相关区域的承载能力下降，从而消弱了构件的截面性能，增大了构件的变形量，降低了 结构构件的稳定性和结构的力学性能，最终破坏了构件的结构。

 门座式起重机构件的局部失稳的防治措施：

门机构件的稳定性对整机工作性能和承载能力都有重要的影响。如果门机的结构件发生局部失稳现象，将大大滴降低设备的工作能力和结构件的力学性能。为了防止局部失稳所带来的构件破坏，在薄壁构件的设计上，我们须保证板件的局部屈曲抗力大于或等于整个构架的屈曲压力，即构件的 局部稳定性是保证门机整体稳定性的前提。 为了提高构件的局部稳定性可采取的措施：

适当增加板材厚度，合理控制板材的宽厚比值；

采用增加筋板和肋板，起到局部加强作用，以此增加 结构件的局部的抗屈曲性能。

门座式起重机结构或结构件的疲劳破坏原因及防治措施：

门座式起重机四连杆结构特点 随着门机的大型化发展，门机的幅度和起重量不断增加， 这就导致在设计四连杆时，其结构尺寸也相应地增长。这些细长比增大的柔性构件具有较低的振动频率，因而对风载荷作用非常敏感，在风力的作用下非常容易发生振动和变形的情况，从而导致结构件的疲劳损坏。近年来，由风振引起的细长构件的疲劳而损坏问题也时有发生，对港口码头的安全生产造成了极大的威胁。

构件的风振影响原因

经研究门座式起重机大拉杆的固有频率都大1HZ我们平时遇见的风速多在 10～30m/s 之间，而脉动风的频率段约为0.018～0.054Hz之间，远远低于普通结构件的固有频率。所以在日常风速范围内，顺风向的阵风脉动无法造成结构件的共振响应，也不会对门机结构造成巨大的威胁。 而当作用在结构件上的脉动风为横风向时，则会在结构表面的两侧背后引起接替涡旋，而且会发生交替脱落，形成所谓的卡门涡旋。结构物表面的压力会随着卡门涡旋的发生而发生周期性变化，从而导致作用在结构件上的力也是周期性变化的，且力的作用方向垂直于风向，这就是我们通常所称的横风向作用力。在横风向力的作用下，构件会发生垂直于风向的振动，这种振动是由于交替涡流引起的，按发生原因又称为涡激振动。在风载荷引起的各种振动响应中，导致构件破坏的主要因素是由涡流脱离引起的横风向振动。风振 动作用的不断重复发生，最终导致了结构件的疲劳损坏。

风振的防范措施 门座式起重机的四连杆机构，特别是大拉杆结构的固有频率较低，受对风载荷作用的影响很高，容易产生风振响应。所以主要针对大拉杆这类细长构件进行防范。通过破坏涡旋 脱落的规律性的这种方法，可以避免横风向共振的产生要达到这一目的，其中一种方法就是在结构件的特定表面加装干扰设施。目前普遍应用且比较有效的干扰器有螺旋箍条、带空的套筒、扰流板等，但是各种干扰器的布置形式需要通过实验验证，以取得最好的效果。 在设计门座式起重机时尽量避免采用圆形杆件，尽可能采用矩形截面的结构，可以在大拉杆结构上采取开减振孔的形式（如图1），既可以减少迎风面积，直接降低风的作用力， 也可以改变形状，破坏涡旋脱落的规律，避免横风向的共振发生。

门座式起重机在风载荷作用下，会发生整机滑移导致整机倾覆、金属结构局部变形焊缝开裂以及起重机结构件疲劳 破坏这三种破坏形式。本文通过对这三种破坏形式的原因分析，提出相对应的防范措施与防治手段，最大程度地避免发生此类破坏情形。

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