全文总字数：3701字
1. 研究目的与意义（文献综述）
| 一、选题的背景与意义 随着世界贸易往来不断频繁，我国与“一带一路”沿线国家的贸易合作潜力也不断释放，航运事业发展的关注度也被提升到了一个新的高度。而港口作为航运产业链上最为重要的基础设施，其对全球范围配置资源关键节点的地位逐渐突显出来。据中国港口期刊2019年11期数据统计，截至同年10 月份，19年全国主要港口集装箱码头吞吐量内外贸箱合计达1.70亿TEU，其中外贸箱合计达1.08亿TEU。不难理解，在内外贸货物流通量大幅增长的背景下，拥有低成本、高效率、安全、便捷、环保等优点的集装箱运输也越来越被广泛应用于内外贸航运体系中…这给港口带来了新的机遇和增长点。在港口物流中，集装箱装卸桥是集装箱运输的主要设备，用于起吊、装卸或运输等作业，这样的现状对于岸边集装箱装卸桥的装载能力，作业效率提出了更高的要求。另一方面，由于岸桥常年露天，工作环境十分恶劣，受载变化频繁，受力状态复杂等，岸桥各部分金属组件结构，会受到不同程度的磨损，久而久之，很容易发生疲劳破坏等情况，从而引发各类故障失效，更严重者可能造成重大安全事故和财产损失。因此，对岸边集装箱装卸桥在不同工况下的结构性计算与校核，受力情况的分析，强度、安全性、可靠性等的详细研究是极其重要的。 |
| 二、国内外研究现状及发展动态 首先由于集装箱运输船舶的大型化的发展趋势，对岸桥的技术参数，诸如速度参数、外伸距、起升高度、吊具下额定起重量等提出了更新更高的要求；另外对于高效率的岸边集装箱装卸系统的开发设计，满足船舶大型化对起重机生产率的要求，也越来越为各大港口重视。 a)2.1国外现状和发展动态 在岸桥的控制技术上，许多国家都尤其的重视，如三菱重工业株式会社的“装卸用起重机中的集装箱位置检测方法及装置、及集装箱着地、摞放控制方法”。可以在依靠在吊具上的CCD等摄像装置获得的对象集装箱的图像数据，高精度地进行对象集装箱与悬吊集装箱的相对位置检测。又如德国西门子公司设计的一种集装箱起重机装卸的方法，即在起重机驾驶室中采用带有监视器的PC机，可以预先设一定值，使起重机自动达到预期目标。这些举措都有效地提高了集装箱装卸的效率与速度。 在岸桥的小车和大梁结构型式层面上，不同地区有不同的做法，美国公司偏爱半牵引式小车和双箱形梁型式；欧洲公司更多采用载重小车和单箱形梁型式；亚洲公司则较多地采用牵引式小车和板式单梁型式。但随着岸边集装箱起重机的不断大型化，载重小车和单箱形梁型式越发的体现出其优势。据统计，近年来一次批量采购起重机台数最多的两个用户APL los Angeles和PSA Singa—pore港订购的起重机均采用载重小车单箱形梁型式，制造商分别是生产了较多的采用载重小车单箱形梁型式的岸边集装箱起重机的Noell和Mitsubishi公司。 b) 2.2国内现状和发展动态 在岸桥远程操控方面，国内各大港口也在开展着积极研究，例如：天津港研究岸桥新型远程操控系统，深圳港探索集装箱起重机半自动改造，厦门码头研究集装箱识别与定位技术，实现岸桥陆侧作业安全监控下的“一键”着箱。如何降低司机操作难度，解放人力，提高岸桥的作业效率已经引起了国内大部分港口重视。 单箱梁结构型自行式小车岸边集装箱起重机的优势已经在众多港口中达成共识，因此国内有多个港口使用进口或国内厂家制造的载重小车单箱形梁型式岸边集装箱起重机。例如大连港曾订购了ZPMC的两台吊具下起额定重量50.88T、外伸距55m的岸边集装箱起重机采用半牵引式小车单箱形梁型式。 |
2. 研究的基本内容与方案
| 三、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 本课题是对一台65t/ 66m集装箱装卸桥及其部分组件的结构计算研究，在此基础之上进行三维建模与制图。本文主要研究内容如下： 1.查阅文献资料，了解岸桥结构的国内外发展现状；熟悉岸桥的整体结构与工作原理；分析岸桥存在的特点，包括优势与不足，思考岸桥未来的改进方向。 2.根据所给定的65t/66m集装箱装卸桥部分参数，翻阅相关手册，确定各部分零件的相关参数。 3.确定各载荷和相关系数，考虑不同工况下的载荷组合； 4.进行总体设计计算，包括在不同工况下的载荷组合作用下，合成重心，岸桥总体稳定性的计算校核、轮压计算。 5.进行部分计算，根据已知上横梁的尺寸参数，包括梁高、梁宽、腹板高度、腹板厚度等；对上横梁进行截面几何性质的计算，包括截面面积、形心、形心惯性矩、抗弯模量、静矩计算等； 6.对海、陆侧上横梁进行内力分析，校核其强度，刚度以及稳定性，其中上横梁危险截面的强度验算，考虑正应力、剪应力、挤压应力的影响；上横梁刚度计算，考虑不同情况下挠度验算；上横梁稳定性的验算，包括局部稳定性和整体稳定性的验算。 7.根据总体设计，利用CAD绘制总体方案图一张(A1)。.根据海、陆侧上横梁相关参数，利用SolidWorks建立三维模型，并.在三维模型的基础上生成海、陆侧上横梁二维施工图纸。 课题研究的方法。 主要通过文献法（通过查阅各类资料、图表等分析）。首先学习熟悉相关软硬件的使用，为课题的研究打实基础，其次在对大量文献的认真整理、学习、研究后，大致形成自己的设计思路与观点。在深入研究其可行性，进行调整和优化的过程中，可以向指导老师请教，与周边同学商讨，确保有质有量地完成整个论文的编写。 |
3. 研究计划与安排
| 三、进度安排： 第一阶段：开题（3周） （1）第一～二周：文献检索、阅读、外文资料翻译； （2）第三周：撰写开题报告； 第二阶段：设计（8周） （3）第四～七周：总体设计计算及总图绘制； （4）第八～十三周：结构设计、三维建模及绘制施工图纸； （5）第十四周：整理、提交设计资料； 第三阶段：答辩（1周） （6）第十五周：毕业答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
| 三、主要参考文献（其中近五年外文文献不少于3篇） [1] 《起重机设计手册》编写组，《起重机设计手册》，机械工业出版社，1995。 [2] 陈玮璋等编，《起重机金属结构》人民交通出版社，1985. [3] 赵罘、杨晓晋等编，《SolidWorks2016机械设计入门到精通》人民邮电出版社，2016. [4] 郭燕，颜彬.港口起重机械[M].武汉：武汉理工大学出版社，2013. [5] 彭传圣.岸边桥式起重机技术新进展. 交通部水运科学研究所. [6] 彭传圣.适应船舶大型化的集装箱码头建设. 交通部水运科学研究所. [7] 张氢，孙国正.岸边装箱装卸桥结构优化模型分析.同济大学机械工程学院，武汉交通科技大学. [8] 张祎. 港口集装箱岸桥起重机后大梁与上横梁连接的超声波检测. 上海振华检测技术咨询有限公司上海市. [9] 乌云图.岸边集装箱桥式起重机主梁疲劳寿命预测方法及软件开发.中国计量大学. [10] 林超.岸桥加高技术的应用及分析.厦门嵩屿集装箱码头有限公司. [11] 曹雄鹰.岸边集装箱起重机损伤模式与风险评价方法研究.武汉理工大学.[12] Y L Jin ;Z G Li. Theoretical design and experimentalverification of a 1/50 scale model of a quayside container crane. ProQuest期刊.2012-06-01. [13]Science - Applied Sciences; Study Results from Chonnam National UniversityUpdate Understanding of Applied Sciences (Sensitivity Analysis forShip-to-Shore Container Crane Design) .ProQuest期刊.2018. [14]PedroJ.Corral-Vega;PabloGarcía-Trivio;LuisM.Fernández-Ramírez;Design,modelling, control and techno-economic evaluation of a fuelcell/supercapacitors powered container crane. Elsevier Ltd.2019. [15]Jozef Kulka; Martin Mantic; Gabriel Fedorko; Vieroslav Molnar.Failureanalysis concerning causes of wear for bridge crane rails and wheels. ElsevierLtd.2020. |
