岸边集装箱起重机投光灯支架标准化的研究

岸边集装箱起重机投光灯支架标准化的研究

马建亮

上海振华重工（集团）股份有限公司 上海市 200125

摘要：随着集装箱起重机发展至今，其大梁投光灯一直是确保码头生产的重要照明设备，承载灯具的支架

种类型式也一直都随着灯具品牌、安装位置在不停变化，这也导致支架种类多样、结构复杂，生产耗时耗

力，批量生产难度大，美观程度有待提高。通过对现有投光灯支架现状进行分析研究，以探究当前支架在

设计、生产、安装上的不足之处，并针对性地采取措施加以优化和规范，对投光灯支架按部位进行标准化设计，有利于新技术、新工艺开发，有助于企业标准化工作开展，也同时能降低生产成本和安装施工难度，

从而提高企业产品整体形象，推动电气行业长远发展。

关键词：岸桥；投光灯；支架；标准化

1. 引言：

随着科技日益进步、绿色能源持续发展，港口起重机也与时俱进，在各个方面不断推陈出新。无人化码头、自动化岸边集装箱起重机（后面简称“岸桥”）的兴起，对于岸桥投光灯的照度也就有着更高的要求，这就使得投光灯数量需求增加，导致一些非常规的部位也需要安装投光灯照明，以确保岸桥能在夜晚有足够的照度，便于CCTV、扫描仪等传感器能精准识别吊具和箱号，从而使得码头能更高效率运行。目前岸桥照明系统中投光灯的灯源已经从传统的钠灯、金卤灯发展到现在的LED光源，原来的灯具、镇流器、灯管也被模块化的集成为一体，LED投光灯更注重轻量化设计，灯具尺寸缩小了1/3，从原来的20kg降低到现在的12kg。各类新老品牌也相继推出不同造型的新款的港口用LED投光灯。面对以上种种，标准化的投光灯安装支架设计就显得尤为重要。

2. 岸桥投光灯支架现状分析

2.1 目前投光灯主要基础信息如下：

1. 投光灯支架组成：槽钢、无缝钢管、花盘角钢、钢板、圆钢扎线条等。
2. 投光灯支架材质：碳素钢Q235B。
3. 投光灯支架制作工艺：断料折弯，焊接，去毛刺，锐角倒钝，倒角去棱，表面打磨、整体冲砂、镀锌、油漆等。
4. 投光灯安装部位：前大梁、中后梁、联系梁、擦窗平台、小车架、司机室平台、立柱平台、中转平台等。
5. 投光灯支架固定形式：单肢体圆钢支架、双肢体角钢支架、斜拉门架式支架、吊拉斜式支架、斜撑式支架，底部安装式支架等。

2.2 目前投光灯支架存在的问题

1. 支架形式多样。现有的投光灯支架无论从外形、材质、功能上都因为安装位置不同、品牌规格不同而五花八门。具体见图1

图1 现有投光灯支架

2. 订制化率高，无法通用。就从设计角度来讲目前各种支架都是定制化设计，耗时耗力，无法做到简便通用，不利于企业新技术、新工艺开发。

3. 耗材成本高、制作工序复杂。从生产制作角度来讲耗材成本增加、生产周期不可控，不同规格产品占据不必要的生产资源，且无法做到库备，不利于产品灵活快速调用，不利于企业有序、高效、健康地运行和发展。

这就需要对投光灯支架进行标准化设计和标准化制作，解决上述问题，使得从设计角度能统一支架形式，能够直接降低生产成本，从生产角度能标准生产工艺，降低施工难度，降低了企业生产及管理成本。有效执行这些标准可以提高企业生产效率、减少生产损耗、浪费。

2.3 导致投光灯支架多样化的原因如下：

1. 大梁走道平台宽度不一，栏杆高度高低不一，安装尺寸多样
2. 安装位置不固定。避震要求不也一样。
3. 各个品牌投光灯支架开孔距离、开孔尺寸不统一。
4. 投光灯离大梁中心距位置不同，照射角度不一样。
5. 机械结构干涉。
   2.4 支架安装部位实例分析：

图2是岸桥前大梁3个安装位置的投光灯布局，以此为例，做一下具体分析和比较，

图2 前大梁局部投光灯布置

图3 单肢体支架                         图4 斜拉门架式支架                 图5 吊拉斜式支架

上图中投光灯编号01-02为单肢体支架形式，投光灯编号03-04为斜拉门架支架形式。投光灯编号05为吊拉斜式支架形式。在同一个结构中，相邻位置出现了3种投光灯安装形式，通过下面结构安装侧视图分析发现造成这种主要原因是由于结构走道平台发生了变化导致相应栏杆位置发生了改变，在图3 A-A视图中，由于前拉杆占据了一定的走道平台，使得走道平台向外扩展，栏杆立柱安装在结构外侧，投光灯支架安装在结构侧面，且需要一定延伸，所以采用类似鹅颈式的单肢体支架A，采用无缝钢管作为支架主体。在B-B视图中，走道没有被侵占，栏杆立柱安装在结构上方，投光灯支架也安装在结构上方，采用双槽钢支撑固定。在C-C视图中，平台走道面较小，导致栏杆立柱安装在结构侧面，投光灯支架也安装在结构侧面，也采用双槽钢支撑并利用护栏吊拉形式固定。前大梁两侧投光灯高于平台面，主要是为了防止起升钢丝绳回弹，并确保小车机构运行时不干涉，而这类支架要比之前两个支架低，那是因为这类支架投光灯安装在小平衡梁上，而小平衡梁高于大梁两侧近1米，为了确保更好更亮的照度，平衡梁的投光灯相对要低。通过以上三个安装位置，可以发现机械结构不同，也会导致支架在形式及结构上做出改变。

2.5 投光灯安装尺寸分析：

下列三种品牌投光灯是目前岸桥常用规格和型号，通过支架开孔尺寸做一下分析比较。下图是3个品牌安装尺寸图（俯视图），可以看出支架形状各不相同，支架安装孔孔距也不一样，图6投光灯安装支架孔距在72—146mm，图7投光灯安装支架孔距在150—210mm，图8投光灯安装支架孔距372±14mm。虽然各个品牌对开孔尺寸都预留了调整范围，但这三种尺寸却互相独立，也造成投光灯支架需要为这三种灯具单独开具不同的安装孔距，孔距不统一，也造成支架无法做到通用，无法库备。

图6 灯具1                                图7 灯具2

图8 灯具3

2.5 投光支架结构分析：

单肢体无缝钢管和门架式角钢拼接分别为两种投光灯支架主体结构，两种形式都有其安装特点，从生产角度来讲，无缝钢管生产工序相对简单，涉及的焊接件较少，主要是根据走道平台尺寸进行相应角度的弯管，安装强度好，制作成本低。但由于无缝钢管在结构水平面上焊接的垂直度较难把握，所以基本都是在结构侧面进行焊接，另外由于前大梁投光灯照射角度尽可能是垂直朝下照射，为避开结构下方承轨梁，所以采用鹅颈式，尽可能挑出去。但是由于圆钢直径及弯管角度等原因需要对外延伸一定空间距离，导致该支架上的投光灯不能紧贴平台安装，造成维护不便，所以适用场景不算太多。 角钢拼接在生产制作过程中工序较多，涉及切割、打磨、打孔，还有焊接，而且所涉及多种型材，制作工艺相对复杂且耗时，安装强度没有圆钢类的强，在实际使用中有些偏软，支架越高晃动越厉害，往往需要依靠栏杆进行拉固才能固定，制作成本和安装人工也比圆钢类高。但是这类支架能紧贴着平台安装，安装范围较广，结构水平面、侧面等均能安装。

3. 投光支架标准化的设计方向及应用：

通过对安装部位、灯具支架开孔、支架结构三个方面的分析说明，我们可以找到投光灯支架标准化的方向：

3.1 规范投光灯具体安装部位，规范安装形式，减少支架多样化。  

具体实施：按照岸桥技术规格书中照度要求，通过照度软件计算，初步确认投光灯数量和位置，对每个结构都做好投光灯安装位置预留。避开各类机械干涉，同时对于栏杆形式尽量固化，防止因为栏杆形式多样导致投光灯支架多样。结合岸桥大梁结构及现有安装形式，确定高低两种支架形式。

3.2 统一灯具支架开孔尺寸。

具体实施：制定合理的统一的开孔孔距尺寸，提交各个灯具品牌方，让其按照要求开孔，同时制定投光灯支架承托钢板上的开孔尺寸，需和灯具一致，开腰形孔确保有误差能进行微调。同时预留更大范围的可调节孔距，防止灯具出现非标的开孔。

3.3 规范投光灯支架主体结构，简化设计，优化水平面安装工艺，降低施工难度和制作成本，主推无缝钢管类支架为主，角钢类支架为辅。

具体实施：大梁投光灯基本集中在前大梁，因为要避开起升钢丝绳反弹，投光灯照射面要抬高，所以前大梁主体基本采用单肢体圆钢投光灯支架。后大梁、小车架投光灯都是装在梁体结构外侧和平台外侧，基本没有干涉，采用角钢拼接支架，拉栏杆固定，同时优化角钢类支架设计工艺，减少生产工序，简化安装方式。

3.4 标准化支架的应用

结合上述投光灯支架标准化设计思路，从实际应用出发，目前已经在一些项目上进行应用，整体效果显著，具体体现在下面几点：

（一）经济效益方面

通过对支架的革新及优化设计，支架本体重量减轻34%；整体焊缝长度缩减80%；生产周期缩减约50%以上。单件支架成本节省按454元/件计算，根据近年平均年产量，按年适用岸桥台数160台，每台机平均使用20件估算，年节约价值=454*160*20=145.28万元。

（二）环保生产方面

标准化支架待油漆表面积减少50%，打磨焊缝长度缩减80%以上，对于支架制作、生产过程中的VOC排放起到显著降低作用。

（三）支架适用性方面

标准化支架改善了现行安装形式需要根据不同项目结构参数，不同灯具外形尺寸，分别进行定制的现状。一个支架能安装多种灯具，具有适用性强，应用范围广的优势。

（四）施工安全性、质量提升方面

标准化支架通过降低支架体积、重量，极大地提高了转运，安装，定位的施工便利性及安全性，从而进一步提升产品整体质量。

4 结束语：

其实我们并不是单一地对投光灯支架进行标准化，在对支架标准化的研究过程中也是对岸桥走道、栏杆进行标准，对灯具自身开孔进行了标准，对施工安装工艺进行了标准。投光灯标准化支架的实施及应用有利于企业去推动更多项目的标准化，符合企业改革创新要求，更能推动企业向更高质量发展。

参考文献：

[1]电气工艺安装规范. 上海振华重工（集团）股份有限公司 2016.07

[2]起重机设计规范 GB/T 3811-2008.

[3]张勇，李文锋.港口起重机照明改造[J].企业技术与开发.2011（6）:111-112.

[4]刘彬，曹逸荣，顾佳晨.基于DALI-BUS技术的起重机照明节能设计[

J].起重运输机械.2011（12）:55-60.