基本介紹
- 中文名：浮動起重機
- 外文名：floating crane
- 別名：起重船、浮吊
- 釋義：安裝在箱型囤船上的一種起重機
- 作用：在水上移動進行裝卸重物等
- 分類：固定式、旋轉式
簡介,分類,發展趨勢,
簡介
浮動起重機作為港務船主要用於大件貨物的裝卸。船上有起重設備，吊臂有固定式和旋轉式的。起重量一般從數百噸至數千噸。浮動起重機一般不能自航。它也可用作港口工程船。浮動起重機特別是大型浮動起重機一般是具有較大的主尺度(起重量為4000t的浮動起重機，排水量在7萬噸～8萬噸左右)。根據不同功能及甲板承載能力。對浮動起重機的結構設計應充分考慮作業狀態下可能的最不利載荷(極值)組合作用時的計算條件，應留有足夠的強度儲備。浮動起重機由於其工作的特點，決定其總體受力大，局部區域受力集中且分布不均．對船體結構強度及結構布置的要求較高。船體縱向連續構件，應儘可能自首到尾連續設定。一般全船設2道或2道以上首尾貫通的縱艙壁(或縱向桁架)。沿船長方向橫艙壁根據總體分艙的要求設定．一般在首部與尾部適當位置各設定1道水密橫艙壁。船中部對於船長小於50m的浮動起重機應至少設定1道水密橫艙壁，對大於50m的船舶至少設定2道水密橫艙壁，水密橫艙壁的布置應合理均勻。起重機支持結構處，應設定縱、橫支承艙壁或是具有足夠強度和剛度的其他有效支承結構。加強結構應能有效地傳遞應力。該處的甲板板應根據起重機起重能力的大小增加厚度。其他甲板機械及較大荷重作用處的船體結構應作局部加強。對於重要部位的典型結構節點的疲勞強度和極限強度應予以考慮評估。臂桿吊或固定吊浮動起重機一般採用單甲板非自航(或低航速作業航行，拖航調遣)箱型駁船體形式。對全迴轉浮動起重機根據其起重能力的大小、強度要求及起重機簡體下的結構加強要求可設計為雙甲板船體結構。
分類
浮動起重機按航行分為自航式與非自航式，後者又稱為起重駁；按船體的類型分為方駁、普通船與半潛式三種主要形式；按船體主體數分可分為單體與雙體兩種；按起重機部分相對於船體能否轉動可分為旋轉式與固定式。
固定式浮動起重機
固定式浮動起重機的起重臂不能水平旋轉。起重臂一般由兩根大桿組成A字形(桿的斷面形狀多為圓形或箱形)，一端鉸接在船首甲板上，另一端被一組通向後支架(又稱人字架)的纜風索拉著，調節纜風索長度可使起重臂變幅。這種起重臂又稱為扒桿，裝有這種起重臂的浮動起重機又稱為扒桿式浮動起重機。
固定式浮動起重機的扒桿有可變幅的，也有不可變幅的。變幅扒桿又分為吊重工作時變幅和空鉤時變幅兩種有的船只能在非工作狀態下變幅，以便放低扒桿通過高壓線和橋樑。但扒桿並不能無限制地放低，當低於某一定的角度即在死點角之下時，浮動起重機上自身的絞車再也無法把扒桿拉起，這是不容許的。另外為了防止變幅扒桿向後倒，一般都在變幅機構設定限位器或拉桿、拉鏈等。
同定式浮動起重機的平衡問題比較容易解決，船寬也可以較小，但是起重機的工作範圍比較狹小，機動性較差，作業效率不高，往往不能滿足起重作業的要求。
旋轉式浮動起重機
旋轉式浮動起重機的起重系統建立在一個轉盤上，吊桿與轉盤連為一體，工作時吊桿隨轉盤水平地旋轉旋轉式浮動起重機的起重機設有旋轉、起升和變幅機構，有些船上還設有行走機構 起重臂多為桁架式 旋轉式浮動起重機可在水平面上作360旋轉，作業靈活性好。其在水平面j二的旋轉既可由迴轉機構的機械傳動，也可由油馬達驅動。吊臂通過變幅絞車改變仰角獲得不同的舷外跨距，依靠電動機驅動的起升絞車實現起吊物的升降起落，動作靈活。
浮動起重機的設計
浮動起重機設計與一般船的考慮有所不同。一般先確定起重業務範圍，如起重載荷的種類、重量、體積、外形大小與數量；然後決定起重能力、起吊速度、旋轉半徑、旋轉速度、跨距、俯仰速度與水平速度等；再按工作條件(如吊運距離、場所、循環時間)定出起重機的形式與尺度，按此形式設計合適的船型。對起重機的驅動方式，要按甲板電源控制方式來決定，由此估算出發電機與電動機的容量。根據發電機的要求，決定機艙和主、輔機。
船體主尺度主要根據起重機的起重能力與允許的橫傾角，並同時考慮甲板作業區的大小，甲板機械、生活區、機艙區以及甲板貨物載荷等要求，綜合考慮決定。再根據海況條件，校核船舶性能。
起重速度一般千噸級的約為1m/rain，百噸級約為4m/rain，十噸級約為8m/min。
浮動起重機在丁作時的搖盪要小。主要是橫搖、縱搖和垂盪。這些搖盪對吊鉤的上下運動速度與吊索的下降速度有密切關係，必須合理設計。
發展趨勢
源於內河、港區水上裝卸的浮動起重機，在近幾十年有了很大的發展，其趨勢或方向大致可從以下幾個方面來看。
用途重心轉向海洋工程
市場需求導致浮動起重機用途重心轉向海上油氣開發、大型海上工程和海上沉船及其他沉海物打撈，並因此促進了浮動起重機大型化、作業水域向海上發展以及隨之帶來的技術進步。隨著海洋油氣開發、大型海上工程和海難救助事業的發展，大型浮動起重機作為不可缺少的工程船舶之一，近幾十年來有了長足的發展。我國自改革開放以來，在這方面發展很快，特別是近年來，勢頭更迅猛。在我國，海上平台吊裝工程已有不少，海上平台的拆卸也提上議事日程，這些工程所需最主要的裝備就是大型浮動起重機；我國最近大型橋樑工程很多，杭州灣大橋、上海崇明橋隧等已建成通車，粵港澳大橋等也已設計建造中，還有一些大橋正在規劃論證。這些橋樑的橋面板吊裝主要靠大型浮動起重機。此外，又發展了大型浮動起重機快速打撈沉船的新概念。海上風電場的風力發電機吊裝也可以使用大型浮動起重機。這些市場需求促使大型浮動起重機成為發展熱點。
趨於大型化
隨著對船載起重機起重量的要求越來越高，促使搭載起重機的浮動起重機平台及其設備的大型化。浮動起重機已由起重量幾十噸、百餘噸的內河扒桿起重駁船發展到起重量2×7100噸超大型半潛平台浮動起重機(Very Large Semi—submersible Crane Vessel，VLSSCV)。此外，還有比這更大的特殊類型的海上起重系統。
作業水域進入近海
浮動起重機的作業水域從港區、內河進到海上，也就是海洋開發中常說的近海(Offshore)，也可以說大型浮動起重機的“主戰場”已是在近海了。說是“近海”(也稱作“離岸”)，其實與風大浪急的曠海也並無確切的劃分和不同，海洋油氣開發已將著名的風暴海域北海、颶風出沒的墨西哥灣、颱風每年光顧的南海列入其中；巴西的坎波斯灣被認為是風浪較小，其實它就是面向南大西洋的近海。
多功能化
由於海上大重量起吊是很多海洋工程中所必需的作業內容，加之大型浮動起重機造價不菲，而使用工程安排又比較少，裝備閒置不可避免。為儘量減少閒置率，提高使用率，配置大型浮動起重機時都會考慮多功能設定。
另一方面鋪管船也承擔大型海上吊裝工程；專門設計的起重/打撈船在承擔海上沉船打撈之餘，也大量承接海上油氣開發裝備的海上吊裝業務等。這幾種大型工程船的功能已經相互交叉通用了。
