交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求

（征求意見稿）

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)起草組

2020年11月

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2019年交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃（第一批）的通知》

（交科技函〔2019〕267號(hào)）的要求，由中國交通建設(shè)股份有限公司、中交天津

航道局有限公司等單位共同承擔(dān)交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)

設(shè)計(jì)技術(shù)要求》的編制任務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為JT2019-38，標(biāo)準(zhǔn)編制和相關(guān)技

術(shù)工作任務(wù)計(jì)劃完成時(shí)間為2020年12月。

（二）主要工作工程

2019年5月～2019年7月，成立標(biāo)準(zhǔn)起草組，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編制工作計(jì)劃和主要技

術(shù)路線、人員分工、費(fèi)用預(yù)算做了安排，編寫組進(jìn)行了相關(guān)資料的查詢，收集

了絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品現(xiàn)狀、專利與技術(shù)文獻(xiàn)和絞吸挖泥船

橋架升降系統(tǒng)產(chǎn)品的制造、使用、維修的技術(shù)特性進(jìn)行了調(diào)研與分析，編寫組

完成了標(biāo)準(zhǔn)大綱的草案編制。

2019年9月，完成標(biāo)準(zhǔn)編制大綱的審查。由主編單位內(nèi)部審查組，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)大

綱進(jìn)行討論與審查，明確標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求簡明精煉，涵蓋當(dāng)前主流新技術(shù)和新材

料應(yīng)用，提出了可行標(biāo)準(zhǔn)編制方案和技術(shù)路線，為推進(jìn)項(xiàng)目順利編寫提供了保

障。

2019年10月～2020年10月，完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

（三）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

主編單位：中交天津航道局有限公司

中國交通建設(shè)股份有限公司

參編單位：

中交上海航道局有限公司

中交廣州航道局有限公司

中交疏浚（集團(tuán)）股份有限公司

交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院

中交天航濱海環(huán)?？：焦こ逃邢薰?/p>

中交天航港灣建設(shè)工程有限公司

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中交天航南方交通建設(shè)有限公司

中交煙臺(tái)環(huán)保疏浚有限公司

（四）起草人員及其所做的具體工作

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人員為：韓士薇、鐘志生、王健、張軍清、常留紅、張

潤喜、田園、李金貴、符毅、楊舒、劉靜、李亞敏、侯鍵菲、田桂平。所做的

貢獻(xiàn)見表1。

表1標(biāo)準(zhǔn)起草人員及所做工作

序號(hào)姓名工作單位分工工作內(nèi)容

1.韓士薇中交天津航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

2.鐘志生中交天津航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

3.王健中交天津局航道建設(shè)有限公司主要起草人人員組織協(xié)調(diào)、技術(shù)總體負(fù)責(zé)

4.張軍清中交天津航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫

5.常留紅長沙理工大學(xué)主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

調(diào)研成果整理、標(biāo)準(zhǔn)報(bào)審、校

6.張潤喜中交天津局航道建設(shè)有限公司主要起草人

對(duì)、標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

7.田園交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院主要起草人標(biāo)準(zhǔn)編制說明

調(diào)研成果整理、標(biāo)準(zhǔn)報(bào)審、校

8.李金貴中交天津局航道建設(shè)有限公司主要起草人

對(duì)、標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文修訂工作

9.符毅中交上海航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

10.楊舒中交疏浚（集團(tuán)）股份有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

11.劉靜中交廣州航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)全文編寫與編制說明

12.李亞敏交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院主要起草人標(biāo)準(zhǔn)編制說明

13.侯鍵菲交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院主要起草人標(biāo)準(zhǔn)編制說明

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表1（續(xù)）

14.田桂平中交天津航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)編制說明

15.楊晨中交天津航道局有限公司主要起草人標(biāo)準(zhǔn)編制說明

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則

適用性：結(jié)合挖泥船的發(fā)展現(xiàn)狀，充分考慮了實(shí)際需求，絞吸挖泥船橋架

升降系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求結(jié)合了實(shí)際應(yīng)用加以驗(yàn)證，增強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)的可操作性和

適用性。

先進(jìn)性：以代表當(dāng)今國際先進(jìn)水平的多型號(hào)進(jìn)口絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)

為研究依托，剖析其產(chǎn)品特征和技術(shù)要求，并結(jié)合近年來我國在絞吸挖泥船橋

架升降系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造等發(fā)展和現(xiàn)狀，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。

經(jīng)濟(jì)性：標(biāo)準(zhǔn)要求考慮了制造成本因素，在確定技術(shù)要求時(shí)，充分評(píng)估了

制造成本的影響，在保證標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求條件下兼顧了制造成本和資源節(jié)約。

（二）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的說明

絞吸挖泥船的主船體平面一般縱向外形呈H型，即首端、尾端分別設(shè)有開槽，

一端開槽安裝有用于定位的鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)，另一端開槽安裝有裝備了絞刀頭的

橋架系統(tǒng)。在施工過程中，將橋架放下，使絞刀頭下放到待挖航道的底部。在

鋼樁臺(tái)車、左右橫移絞車鋼絲繩等的共同作用下，使橋架及絞刀頭在--定范圍

內(nèi)做循環(huán)弧形運(yùn)動(dòng)，從而完成施工任務(wù)。

絞吸挖泥船的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從小型到大型再到超大型的過程。早期小型

絞吸挖泥船所用的橋架是桁架式結(jié)構(gòu)，泥管布置在橋架內(nèi)部。小型挖泥船經(jīng)常

使用的還有一種管筒式橋架，即整個(gè)橋架是一個(gè)長筒形結(jié)構(gòu)，一端裝有橫移滑

輪和絞刀頭，另一端以鉸接的形式和船體連接在一起。泥管一般不是布置在橋

架內(nèi)部，而是布置在橋架外部的下方。

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一般說來，桁架式橋架與管筒式橋架主要應(yīng)用于在湖泊、內(nèi)河施工的疏浚

船舶上，這些挖泥船的尺度不大，絞刀的功率和泥管的直徑都較小，橋架上不

安裝水下泵。

隨著絞吸挖泥船的發(fā)展，橋架上需要布置的設(shè)備越來越多，同時(shí)也要承載

越來越大的作用力，桁架式和管簡式結(jié)構(gòu)逐漸不能滿足使用要求。

在主流絞吸挖泥船所用的橋架一般為各種板材和型鋼組成的鋼質(zhì)焊接箱型

殼體結(jié)構(gòu)，在左右兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)邊箱，邊箱之間利用頂部和底部的橫梁連接

成為橫向框架。在橋架的頂部設(shè)有一定數(shù)量的開孔，以利于泥管的進(jìn)出和泥泵

等設(shè)備的吊入、安裝。橋架尾端設(shè)有和船體連接的橋架耳軸，首端的形狀逐漸

收縮，以方便安裝絞刀頭。安裝在船體.上的橋架起橋絞車，其鋼絲繩通過門架

和橋架上的滑輪，可以使橋架圍繞耳軸旋轉(zhuǎn)，完成升降任務(wù)，船舶調(diào)遣時(shí)橋架

的固定狀態(tài)。

橋架上安裝有大量的設(shè)備，主要有絞刀頭及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、水下

泵及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、橫移絞車及橫移鋼絲繩、橫移滑輪、泥管及大量

的電纜、管路，需要通盤考慮，進(jìn)行布置。挖深是衡量絞吸挖泥船的一個(gè)重要

指標(biāo)，這決定了其可以施工的極限工況，也決定了橋架的長度，同時(shí)也決定了

臺(tái)車定位系統(tǒng)的鋼樁長度。目前，絞吸式挖泥船挖深能夠達(dá)到25～36m之間，

最小挖深則和船體的吃水有著極大的關(guān)系。對(duì)于船體的總布置而言，橋架的最

大挖深是確定船長的重要因素之一，它和對(duì)應(yīng)的橋架傾斜角直接影響船首開槽

長度。同時(shí)，由于橋架內(nèi)部設(shè)有水下泵，橋架頂部安裝有2臺(tái)體積較大的橫移絞

車等，這些都要求橋架有足夠的寬度。而橋架的寬度則直接影響船首開槽寬度。

可見，在船體設(shè)計(jì)初期的主尺度確定階段，即應(yīng)充分考慮橋架尺度對(duì)總體布置

的影響。絞刀頭在挖泥尤其是挖巖工作時(shí)，橋架受到很強(qiáng)的反震力，容易將絞

刀頭彈起，導(dǎo)致其不能正常工作，此時(shí)需要橋架具有足夠的重量，將絞刀頭壓

入泥或巖石為了使橋架具有足夠的重量，有點(diǎn)挖泥船在橋架上配置了較重的壓

鐵。

本標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)依照《GB/T1.1—2020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部

分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、《GB/T20001.10—2014標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第

10部份：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)要求進(jìn)行編制，在中交天津航道局有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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基礎(chǔ)上進(jìn)行編制，根據(jù)編制內(nèi)容需要，本標(biāo)準(zhǔn)還引用了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要有：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、系統(tǒng)組成、技

術(shù)要求等。

1.范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)的組成和技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.術(shù)語和定義

“術(shù)語和定義”在標(biāo)準(zhǔn)中是規(guī)范性技術(shù)要素。在標(biāo)準(zhǔn)中單獨(dú)列出一章“術(shù)語

和定義”，其目的就是必要時(shí)給標(biāo)準(zhǔn)使用者提供方便，如果沒有這一章就需要

在標(biāo)準(zhǔn)正文中隨著相關(guān)術(shù)語和定義的出現(xiàn)進(jìn)行解釋，這些內(nèi)容混在內(nèi)容之中不

易找到。如果將他們集中起來單獨(dú)設(shè)為一章，并對(duì)每個(gè)“術(shù)語和定義”賦予條

目和編號(hào)，則方便查找和標(biāo)準(zhǔn)的引用。

為便于對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的理解和使用，對(duì)目前已經(jīng)廣泛適用以及其他標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確

定的基礎(chǔ)性定義和術(shù)語本標(biāo)準(zhǔn)沒有進(jìn)行規(guī)定，因此在術(shù)語和定義中進(jìn)行了說明。

（1）橋架

橋架是挖泥船的重要結(jié)構(gòu)件，根據(jù)橋架的作用對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)定義。即橋架

是用于承載絞刀挖掘系統(tǒng)及輸送設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)件。

（2）橋架升降系統(tǒng)

絞吸挖泥船在作業(yè)時(shí)，橋架利用升降系統(tǒng)下放到海底，與橋架相連的絞刀

進(jìn)行旋轉(zhuǎn)作業(yè)。為便于理解，定義了橋架升降系統(tǒng)。即由絞車、滑輪組、鋼絲

繩等組成，用于橋架升降的設(shè)備組合系統(tǒng)。

（3）上滑輪組

固定于龍門架上的用于橋架升降的滑輪組。

（4）下滑輪組

與橋架聯(lián)接的用于橋架升降的滑輪組。

4.系統(tǒng)組成

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絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)由起橋絞車、滑輪組及支架、鋼絲繩等組成，用

于橋架升降的設(shè)備組合系統(tǒng)。

滑輪組由固定在龍門架上的上滑輪組及聯(lián)接橋架的下滑輪組構(gòu)成。

起橋絞車安裝在船艏部。起橋絞車引出的鋼絲繩經(jīng)上、下滑輪組用于橋架

的升降。橋架升降系統(tǒng)示意圖見圖1。

說明：

1——起橋絞車；2——鋼絲繩；

3——龍門架；4——上滑輪組支架

5——上滑輪組；6——下滑輪組；

7——下滑輪組支架；8——橋架鎖固保險(xiǎn)裝置；

9——橋架。

圖1橋架升降系統(tǒng)示意圖

5.技術(shù)要求

（1）主要性能

橋架升降系統(tǒng)也是絞吸挖泥船比較成熟的一種定位系統(tǒng)。施工過程中橋架

升降系統(tǒng)與橫移錨系統(tǒng)相配合，實(shí)現(xiàn)船舶的擺動(dòng)和前移。

5.1設(shè)計(jì)依據(jù)

1）船型

2）橋架重量

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3）挖深

4）作業(yè)工況

橋架是用于承載絞刀挖掘系統(tǒng)及輸送設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)件，通常在絞吸船首端

或尾端開槽安裝橋架系統(tǒng)。絞吸船的船型不同，橋架系統(tǒng)亦不相同，用于江河

湖泊的小型挖泥船，由于其主尺度、絞刀功率及泥管尺寸都較小且通常不設(shè)置

水下泵，其橋架常采用桁架式或筒式結(jié)構(gòu)，一端裝有橫移滑輪和絞刀頭，另一

端以鉸接的形式和船體連接在一起。泥管一般布置在桁架內(nèi)部或懸掛在筒式結(jié)

構(gòu)下方。而對(duì)于大型絞吸式挖泥船而言，絞刀功率及泥管尺寸較大且需布置水

下泵及驅(qū)動(dòng)軸系等部件，橋架上布置的設(shè)備更多。同時(shí)，由于挖掘工況更為復(fù)

雜多變，橋架系統(tǒng)需承載更大的作用力，此時(shí)橋架系統(tǒng)多采用由各種板材和型

鋼焊接而成的箱型結(jié)構(gòu)，泥管、水下泵、驅(qū)動(dòng)軸系等部件箱型結(jié)構(gòu)中間部位，

橋架尾端設(shè)有和船體連接的橋架耳軸，首端逐漸收縮安裝絞刀頭。

絞刀在挖泥作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向、水平方向以及垂直方向的三向作用力。絞

刀產(chǎn)生的所有作用力必須以一定的方式傳遞至外界，垂向作用力就是通過橋架

重量予以平衡的。橋架太輕絞刀頭無法壓入泥中，因此橋架設(shè)計(jì)階段就需根據(jù)

絞刀功率、扭矩、絞刀型式、尺寸、挖掘土質(zhì)等參數(shù)確定所需垂向力，并根據(jù)

橋架的荷載分布計(jì)算確定最小橋架重量。此外，橋架重量也是確定起橋絞車、

鋼絲繩及滑輪組規(guī)格、尺寸的重要參數(shù)，橋架重量確定后才能根據(jù)力、力矩平

衡原理計(jì)算起橋拉力等參數(shù)，并作為校核龍門架、滑輪組支架、橋架鎖固保險(xiǎn)

等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度依據(jù)。

絞吸挖泥船設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮最大和最小挖深，這兩者都直接影響挖泥船可

用性。絞吸船的挖深主要由橋架長度和橋架允許下放角度決定。最小挖深對(duì)絞

吸船船體吃水、冷卻水吸口位置、橋架外形和結(jié)構(gòu)都有要求。在最小水深下施

工時(shí)，橋架前端不能發(fā)生拖底，通常需將橋架前端底部上傾一定角度，同時(shí)為

使絞刀獲得最大填充率，絞刀軸線與水平面的夾角也應(yīng)陡與橋架，這都需對(duì)橋

架外形及結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。對(duì)最大挖深而言，為保證絞刀施工效率，橋架允

許下放最大角度通常不超過60°，增大最大挖深只能通過增加橋架長度或采用

切換耳軸位置的方式實(shí)現(xiàn)。

絞吸船航行或施工中會(huì)受到外部工況影響，如風(fēng)浪載荷作用，橋架系統(tǒng)設(shè)

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計(jì)時(shí)需對(duì)風(fēng)浪等額外載荷加以考慮，保證船舶安全性。

上述內(nèi)容根據(jù)代爾夫特大學(xué)教材《DesigningDredgingEquipment》第三

章《CutterSuctionDredger》、論文《絞吸式挖泥船橋架發(fā)展概述》并結(jié)合我

司多年絞吸船設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)確定。因此，橋架系統(tǒng)應(yīng)考慮船型、橋架重量、挖

深、作業(yè)工況等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.2一般要求

1）橋架吊點(diǎn)升降速度

根據(jù)疏浚工程手冊(cè)P61所述，絞吸挖泥船絞刀頭升降速度2-3.5m/min。吊點(diǎn)

升降速度設(shè)計(jì)需綜合考慮安全性、絞車功率以及對(duì)施工的影響，若速度太低會(huì)

大大影響產(chǎn)量，在頻繁更換絞刀齒時(shí)，就需要多次提升橋架。隨著技術(shù)的進(jìn)步，

并結(jié)合最新設(shè)計(jì)“天鯤號(hào)”吊點(diǎn)升降速度（5m/min）以及以往設(shè)計(jì)建造的幾種

典型絞吸船津航浚216（4.33m/min）、天雕（4m/min）、天波（5m/min）、天

驊（5m/min）、天麒（5m/min）經(jīng)驗(yàn)，將橋架吊點(diǎn)升降速度推薦為2.5-5m/min。

2）橋架升降系統(tǒng)布置

部分自航絞吸船橋架系統(tǒng)布置在船艏側(cè)，根據(jù)《國際海上人命安全公約》

第1部分第5張第22條規(guī)定，橋架布置不得影響駕駛室可視范圍，不得影響航行

安全。此外，絞吸船駕駛室設(shè)有挖泥控制臺(tái)，施工作業(yè)時(shí)操作人員需實(shí)施觀測(cè)，

參照公約要求，橋架升降系統(tǒng)布置同樣不得影響控制臺(tái)視線。

3）鎖固保險(xiǎn)裝置

橋架是絞吸船除船體外最大的部件，大型絞吸船橋架重達(dá)上千噸。海上調(diào)

遣時(shí)，橋架易受到船舶搖晃以及風(fēng)浪沖擊而上下顛簸和左右晃動(dòng)，導(dǎo)致橋架變

形甚至船體撕裂，橋架墜海等嚴(yán)重海損事故。參照中國船級(jí)社《海上拖航指南》

第2章第11節(jié)第2.11.2條“被托物如浮船塢和工程船舶的設(shè)備，如起重機(jī)、挖泥

設(shè)備、鋪管設(shè)備和打樁機(jī)等，及其甲板上及艙室內(nèi)的設(shè)備、機(jī)械等應(yīng)予以綁扎

和固定”。因此，橋架應(yīng)設(shè)置調(diào)遣鎖固保險(xiǎn)裝置。

5.3起橋絞車及鋼絲繩

1）額定拉力

起橋絞車?yán)?yīng)滿足橋架正常升降施工需求。根據(jù)橋架重量及載荷分布可

計(jì)算橋架重心位置，再結(jié)合吊點(diǎn)位置、重心位置、重力大小按照力、力矩平衡

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原理計(jì)算耳軸及吊點(diǎn)處受力，最后根據(jù)動(dòng)滑輪數(shù)量確定絞車的額定拉力。因此，

額定拉力應(yīng)根據(jù)橋架承載物重量、滑輪組數(shù)量和吊點(diǎn)位置確定。

2）剎車制動(dòng)力

參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2篇第2章（P96）制動(dòng)器選擇部分內(nèi)容，對(duì)于M5、

M6工作級(jí)別起升機(jī)構(gòu)和重要起升機(jī)構(gòu)選取安全系數(shù)。

3）剎車裝置

參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T3811第10.5.3.2小節(jié),對(duì)發(fā)生事故后可能造

成重大危險(xiǎn)或損失的起升機(jī)構(gòu)，其每一套驅(qū)動(dòng)裝置都應(yīng)設(shè)2個(gè)相互獨(dú)立的機(jī)械式

制動(dòng)器，每一個(gè)制動(dòng)器都要滿足制動(dòng)要求。對(duì)于重大上百、上千噸的橋架而言，

若發(fā)生滑落事故造成的后果及損失將非常嚴(yán)重。因此，推薦起橋絞車宜設(shè)置兩

套剎車裝置。

4）繩速

起橋鋼絲繩速根據(jù)橋架升降速度要求以及動(dòng)滑輪組數(shù)通過計(jì)算確定。

5）容繩量

起橋絞車容繩量需滿足最大挖深及最小挖深要求，通過動(dòng)滑輪組數(shù)及挖深

計(jì)算確定絞車所需容繩量。根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》及以往起橋絞車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，

為減小鋼絲繩對(duì)固定壓板的作用力，在固定裝置之前必須在卷筒上留有一定圈

數(shù)安全繩，目前起橋絞車通常留有5圈安全繩。

6）絞車

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時(shí)，由于繩槽保證第一層鋼絲繩

整齊排列，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞，減小鋼絲繩磨損。因此，推薦

起橋絞車選用帶繩槽的卷筒。根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T3811第7.3.3.1小

節(jié)滑輪、卷筒的卷繞直徑規(guī)定D=h*d。D為按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小卷繞直

徑，d為鋼絲繩公稱直徑，h鋼絲繩最小纏繞直徑與鋼絲繩直徑之比。參照規(guī)范

內(nèi)容并結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，起橋絞車卷筒的工作級(jí)別可按M6考慮。由于卷筒屬

于起橋絞車結(jié)構(gòu)件，因此其安全級(jí)別比鋼絲繩（M5）、滑輪（M5）提高了一級(jí)。

根據(jù)規(guī)范推薦h應(yīng)選擇20，而卷筒繩槽底徑應(yīng)比按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小卷

繞直徑小1。因此，推薦卷筒繩槽底徑不小于鋼絲繩直徑的19倍。

7）絞車結(jié)構(gòu)及底座強(qiáng)度

9

結(jié)合絞車廠家設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及船體強(qiáng)度校核要求，推薦絞車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按不小

于剎車制動(dòng)力的1.2倍校核。

8）鋼絲繩

鋼芯鋼絲繩比纖維芯鋼絲繩耐磨，抗擠壓，具有較高的使用壽命，破斷拉

力也相對(duì)較高。因此，鋼芯鋼絲繩一般適用于吊機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)上使用。根據(jù)以往

經(jīng)驗(yàn)，起橋鋼絲繩同樣采用鋼芯鋼絲繩，其性能應(yīng)符合GB8918重要用途鋼絲

繩要求。

9）鋼絲繩的破斷力

橋架系統(tǒng)特點(diǎn)與起重機(jī)械有一定相似性，橋架鋼絲繩破斷力選取標(biāo)準(zhǔn)可參

照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷第8篇第1章起重機(jī)械零部件，可按鋼絲繩所在機(jī)構(gòu)

工作級(jí)別有關(guān)的安全系數(shù)選擇鋼絲繩直徑，所選鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足F≥Sn

要求，式中F為所選鋼絲繩破斷拉力，n為鋼絲繩最小安全系數(shù)。參照手冊(cè)內(nèi)容

并結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，橋架機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別可按M5考慮，鋼絲繩破斷力安全系

數(shù)n取5。因此，鋼絲繩的破斷力不小于起橋絞車額定拉力的5倍。

10）起橋絞車的出繩擺角

同上所述，起橋絞車鋼絲繩擺角設(shè)計(jì)同樣可參照起重機(jī)械。根據(jù)《起重機(jī)

設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T3811第7.3.3.3節(jié)鋼絲繩允許偏斜角第2條規(guī)定，鋼絲繩繞進(jìn)或

繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩中心線偏離螺旋槽中心線兩側(cè)的角度推薦不大于3.5°。為

提高安全性及可靠性，因此推薦起橋絞車的出繩擺角不大于3°。

11）應(yīng)急停止功能、12）應(yīng)急起升動(dòng)力系統(tǒng)13）、升降限位

為保證橋架系統(tǒng)工作安全，結(jié)合以往橋架系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，起橋絞車應(yīng)設(shè)有

應(yīng)急起升動(dòng)力系統(tǒng)，當(dāng)主起升機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)確保橋架能起升至水平位置。同

時(shí)起橋絞車應(yīng)具有機(jī)旁和遙控應(yīng)急停止功能。對(duì)橋架升降而言，當(dāng)橋架到達(dá)最

高位以及最低位時(shí)宜設(shè)有限位裝置，防止操作人員疏忽導(dǎo)致安全事故。

5.4滑輪與支架

1）滑輪

絞吸船橋架滑輪主要起到支撐鋼絲繩、改變鋼絲繩走向、平衡鋼絲繩分力、

組成動(dòng)滑輪減小起橋絞車額定拉力的作用，具有轉(zhuǎn)速低、載荷大的特點(diǎn)。根據(jù)

《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷第8篇第4章滑輪部分章節(jié)介紹，滑輪設(shè)計(jì)主要考慮滑輪

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載荷、滑輪轉(zhuǎn)速及工作環(huán)境等因素。結(jié)合橋架滑輪特點(diǎn)，滑輪載荷和滑輪轉(zhuǎn)速

與橋架及承載物的重量、橋架的升降速度和起橋絞車的拉力、繩速相關(guān)，因此

提出滑輪的設(shè)計(jì)依據(jù)橋架及承載物的重量、橋架的升降速度和起橋絞車的拉力、

繩速確定。根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P214頁介紹，滑輪直徑D≥e*d。D為滑輪直

徑，e為輪繩直徑比系數(shù)，d為鋼絲繩直徑。橋架系統(tǒng)特點(diǎn)與起重機(jī)械有一定相

似性，橋架滑輪結(jié)構(gòu)可參照起重機(jī)械。參照手冊(cè)內(nèi)容，橋架機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別在

M5（對(duì)應(yīng)系數(shù)e=20）、M6（對(duì)應(yīng)系數(shù)e=22.4）左右，同時(shí)結(jié)合以往多艘絞吸船

滑輪設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出滑輪繩槽底徑不小于鋼絲繩直徑的20倍的要求，該參數(shù)同

樣符合國標(biāo)GB/T27546-2011“起重機(jī)械滑輪”第4條規(guī)定。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手

冊(cè)》第2卷第6篇第1章第1.3節(jié)軸的常用材料，對(duì)于光軸或軸段直徑變化不大的

軸、不太重要的軸，可選用軋材圓棒做軸的毛坯，有條件的可直接用冷拔圓鋼；

對(duì)于重要的軸、受載較大的軸、直徑變化較大的階梯軸，一般采用鍛坯；對(duì)于

形狀復(fù)雜的軸可用鑄造毛坯。軸的常用材料推薦表中優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼使用廣泛。

而橋架滑輪受載較大，其軸多為光軸，因此參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》滑輪軸選用

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛造，材料化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)滿足GB/T699的要求。同樣

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷第7篇軸承部分介紹，低速重載工況下推薦選用圓

柱滾子軸承，橋架滑輪具有轉(zhuǎn)速低、載荷大的特點(diǎn)，因此其軸承宜采用低速重

載滾動(dòng)軸承。下滑輪會(huì)隨著橋架下放進(jìn)入水中，所以滑輪滑輪、軸及軸承裝配

面應(yīng)水密，防止海水進(jìn)入損壞軸承組件。而滑輪軸及軸承組件需要潤滑，通常

采用油脂潤滑，需要設(shè)置方便日常維護(hù)保養(yǎng)的手動(dòng)或自動(dòng)潤滑裝置。除上述要

求外，橋架滑輪還應(yīng)滿足GB/T27546起重機(jī)械滑輪的要求。

2）支架

橋架滑輪通過滑輪軸安裝在滑輪支架上，滑輪支架再與龍門架、橋架焊接

固定。橋架自身重量及橋架上各種機(jī)械設(shè)備的重量都需通過滑輪傳遞到絞吸船

船體結(jié)構(gòu)上，此外絞吸船施工作業(yè)時(shí)橋梁系統(tǒng)可能受到動(dòng)力沖擊，這部分載荷

也需通過滑輪傳遞。因此提出滑輪支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)依據(jù)橋架及承載物的全部重

量和動(dòng)載荷進(jìn)行核算，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析的要求，這也是目前國內(nèi)滑輪支

架設(shè)計(jì)采用的常規(guī)方法。而在材料及焊接工藝方面則引入中國船級(jí)社《材料與

焊接規(guī)范》進(jìn)行要求，主要考慮滑輪支架與船體焊接固定，適用于船體、機(jī)械、

11

海上設(shè)施等的材料或產(chǎn)品的制造、試驗(yàn)和檢驗(yàn)，其材料力學(xué)性能及焊接應(yīng)符合

中國船級(jí)社《材料與焊接規(guī)范》要求。為檢測(cè)評(píng)定滑輪支架結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量，要

求對(duì)結(jié)構(gòu)焊縫應(yīng)進(jìn)行100%無損探傷檢驗(yàn)，對(duì)可采用射線檢測(cè)部位優(yōu)先采用射線

檢測(cè)，對(duì)某些部位不具備拍片檢測(cè)條件的可采用超聲檢測(cè)，因此引用CB/T3558

船舶鋼焊縫射線檢測(cè)工藝和質(zhì)量分級(jí)或CB/T3559船舶焊縫超聲檢測(cè)工藝和質(zhì)

量分級(jí)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，參照中國船級(jí)社《船舶焊接檢驗(yàn)

指南》第7章焊接檢驗(yàn)7.1.7驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，可接受的船體結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)

收等級(jí)，要求焊縫質(zhì)量不低于2級(jí)?；嗕摻z繩偏角對(duì)鋼絲繩使用壽命至關(guān)重

要，偏角越大使用壽命越低。絞吸船起橋鋼絲繩承受很高的動(dòng)態(tài)負(fù)載，應(yīng)嚴(yán)格

控制滑輪鋼絲繩偏角，根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)《DIN15020PrinciplesRelatingtoRope

Drives》推薦，鋼絲繩最大允許偏角為1.5°。同時(shí)，考慮橋架升降鋼絲繩有很

高的動(dòng)態(tài)載荷，結(jié)合“天鯤號(hào)”及國外絞吸船設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，推薦滑輪鋼絲繩偏角

應(yīng)不大于1.2°，這樣更加有利于延長鋼絲繩的使用壽命，提高可靠性。

該系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

施工過程中僅靠適當(dāng)收放絞車鋼纜，調(diào)節(jié)絞刀切削厚度，操縱簡便；

a)橋架吊點(diǎn)升降速度宜為2.5m/min～5.0m/min；

b)橋架升降系統(tǒng)布置不影響挖泥控制臺(tái)視線；

c)橋架應(yīng)設(shè)置調(diào)遣鎖固保險(xiǎn)裝置。

d）在滿足以上布置要求基礎(chǔ)上，布置設(shè)計(jì)需與絞吸挖泥船總體布置相適應(yīng)；

起橋絞車的數(shù)量、排布位置可根據(jù)需要靈活掌握。

三、主要試驗(yàn)的分析綜述報(bào)告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證或預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

橋架升降系統(tǒng)是絞吸船上不可或缺的設(shè)備，其主要功能是承擔(dān)船舶挖掘定

位與橋架固定，工作條件比較惡劣，是工程船舶安全、正常施工的關(guān)鍵。通過

《絞吸挖泥橋架升降系統(tǒng)技術(shù)要求》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制與推廣，將進(jìn)一步規(guī)范我

國絞吸挖泥船橋架升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)水平，對(duì)提高絞吸挖泥船橋架升

降系統(tǒng)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命，保障可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，減少能源消耗和維修成本

起到重要