浮動(dòng)起重機(jī)

浮動(dòng)起重機(jī)按航行分為自航式與非自航式，后者又稱為起重駁；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(shù)分可分為單體與雙體兩種；按起重機(jī)部分相對(duì)于船體能否轉(zhuǎn)動(dòng)可分為旋轉(zhuǎn)式與固定式。

浮動(dòng)起重機(jī)固定式浮動(dòng)起重機(jī)

固定式浮動(dòng)起重機(jī)的起重臂不能水平旋轉(zhuǎn)。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，另一端被一組通向后支架(又稱人字架)的纜風(fēng)索拉著，調(diào)節(jié)纜風(fēng)索長(zhǎng)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(dòng)起重機(jī)又稱為扒桿式浮動(dòng)起重機(jī)。

固定式浮動(dòng)起重機(jī)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(shí)變幅和空鉤時(shí)變幅兩種有的船只能在非工作狀態(tài)下變幅，以便放低扒桿通過(guò)高壓線和橋梁。但扒桿并不能無(wú)限制地放低，當(dāng)?shù)陀谀骋欢ǖ慕嵌燃丛谒傈c(diǎn)角之下時(shí)，浮動(dòng)起重機(jī)上自身的絞車再也無(wú)法把扒桿拉起，這是不容許的。另外為了防止變幅扒桿向后倒，一般都在變幅機(jī)構(gòu)設(shè)置限位器或拉桿、拉鏈等。

同定式浮動(dòng)起重機(jī)的平衡問(wèn)題比較容易解決，船寬也可以較小，但是起重機(jī)的工作范圍比較狹小，機(jī)動(dòng)性較差，作業(yè)效率不高，往往不能滿足起重作業(yè)的要求。

浮動(dòng)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)式浮動(dòng)起重機(jī)

旋轉(zhuǎn)式浮動(dòng)起重機(jī)的起重系統(tǒng)建立在一個(gè)轉(zhuǎn)盤上，吊桿與轉(zhuǎn)盤連為一體，工作時(shí)吊桿隨轉(zhuǎn)盤水平地旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式浮動(dòng)起重機(jī)的起重機(jī)設(shè)有旋轉(zhuǎn)、起升和變幅機(jī)構(gòu)，有些船上還設(shè)有行走機(jī)構(gòu) 起重臂多為桁架式 旋轉(zhuǎn)式浮動(dòng)起重機(jī)可在水平面上作360^。旋轉(zhuǎn)，作業(yè)靈活性好。其在水平面j二的旋轉(zhuǎn)既可由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)，也可由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。吊臂通過(guò)變幅絞車改變仰角獲得不同的舷外跨距，依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升絞車實(shí)現(xiàn)起吊物的升降起落，動(dòng)作靈活 。

源于內(nèi)河、港區(qū)水上裝卸的浮動(dòng)起重機(jī)，在近幾十年有了很大的發(fā)展，其趨勢(shì)或方向大致可從以下幾個(gè)方面來(lái)看。

浮動(dòng)起重機(jī)用途重心轉(zhuǎn)向海洋工程

市場(chǎng)需求導(dǎo)致浮動(dòng)起重機(jī)用途重心轉(zhuǎn)向海上油氣開發(fā)、大型海上工程和海上沉船及其他沉海物打撈，并因此促進(jìn)了浮動(dòng)起重機(jī)大型化、作業(yè)水域向海上發(fā)展以及隨之帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步。隨著海洋油氣開發(fā)、大型海上工程和海難救助事業(yè)的發(fā)展，大型浮動(dòng)起重機(jī)作為不可缺少的工程船舶之一，近幾十年來(lái)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)自改革開放以來(lái)，在這方面發(fā)展很快，特別是近年來(lái)，勢(shì)頭更迅猛。在我國(guó)，海上平臺(tái)吊裝工程已有不少，海上平臺(tái)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(dòng)起重機(jī)；我國(guó)最近大型橋梁工程很多，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(shè)計(jì)建造中，還有一些大橋正在規(guī)劃論證。這些橋梁的橋面板吊裝主要靠大型浮動(dòng)起重機(jī)。此外，又發(fā)展了大型浮動(dòng)起重機(jī)快速打撈沉船的新概念。海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)吊裝也可以使用大型浮動(dòng)起重機(jī)。這些市場(chǎng)需求促使大型浮動(dòng)起重機(jī)成為發(fā)展熱點(diǎn)。

浮動(dòng)起重機(jī)趨于大型化

隨著對(duì)船載起重機(jī)起重量的要求越來(lái)越高，促使搭載起重機(jī)的浮動(dòng)起重機(jī)平臺(tái)及其設(shè)備的大型化。浮動(dòng)起重機(jī)已由起重量幾十噸、百余噸的內(nèi)河扒桿起重駁船發(fā)展到起重量2×7100噸超大型半潛平臺(tái)浮動(dòng)起重機(jī)(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(tǒng)。

浮動(dòng)起重機(jī)作業(yè)水域進(jìn)入近海

浮動(dòng)起重機(jī)的作業(yè)水域從港區(qū)、內(nèi)河進(jìn)到海上，也就是海洋開發(fā)中常說(shuō)的近海(Offshore)，也可以說(shuō)大型浮動(dòng)起重機(jī)的“主戰(zhàn)場(chǎng)”已是在近海了。說(shuō)是“近?！?也稱作“離岸”)，其實(shí)與風(fēng)大浪急的曠海也并無(wú)確切的劃分和不同，海洋油氣開發(fā)已將著名的風(fēng)暴海域北海、颶風(fēng)出沒(méi)的墨西哥灣、臺(tái)風(fēng)每年光顧的南海列入其中；巴西的坎波斯灣被認(rèn)為是風(fēng)浪較小，其實(shí)它就是面向南大西洋的近海。

浮動(dòng)起重機(jī)多功能化

由于海上大重量起吊是很多海洋工程中所必需的作業(yè)內(nèi)容，加之大型浮動(dòng)起重機(jī)造價(jià)不菲，而使用工程安排又比較少，裝備閑置不可避免。為盡量減少閑置率，提高使用率，配置大型浮動(dòng)起重機(jī)時(shí)都會(huì)考慮多功能設(shè)置。

另一方面鋪管船也承擔(dān)大型海上吊裝工程；專門設(shè)計(jì)的起重/打撈船在承擔(dān)海上沉船打撈之余，也大量承接海上油氣開發(fā)裝備的海上吊裝業(yè)務(wù)等。這幾種大型工程船的功能已經(jīng)相互交叉通用了 。

浮動(dòng)起重機(jī)作為港務(wù)船主要用于大件貨物的裝卸。船上有起重設(shè)備，吊臂有固定式和旋轉(zhuǎn)式的。起重量一般從數(shù)百噸至數(shù)于噸。浮動(dòng)起重機(jī)一般不能白航。它也可用作港口工程船。浮動(dòng)起重機(jī)特別是大型浮動(dòng)起重機(jī)一般是具有較大的主尺度(起重量為4000t的浮動(dòng)起重機(jī)，排水量在7萬(wàn)噸～8萬(wàn)噸左右)。根據(jù)不同功能及甲板承載能力。對(duì)浮動(dòng)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮作業(yè)狀態(tài)下可能的最不利載荷(極值)組合作用時(shí)的計(jì)算條件，應(yīng)留有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備。浮動(dòng)起重機(jī)由于其工作的特點(diǎn)，決定其總體受力大，局部區(qū)域受力集中且分布不均．對(duì)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)布置的要求較高。船體縱向連續(xù)構(gòu)件，應(yīng)盡可能自首到尾連續(xù)設(shè)置。一般全船設(shè)2道或2道以上首尾貫通的縱艙壁(或縱向桁架)。沿船長(zhǎng)方向橫艙壁根據(jù)總體分艙的要求設(shè)置．一般在首部與尾部適當(dāng)位置各設(shè)置1道水密橫艙壁。船中部對(duì)于船長(zhǎng)小于50m的浮動(dòng)起重機(jī)應(yīng)至少設(shè)置1道水密橫艙壁，對(duì)大于50m的船舶至少設(shè)置2道水密橫艙壁，水密橫艙壁的布置應(yīng)合理均勻。起重機(jī)支持結(jié)構(gòu)處，應(yīng)設(shè)置縱、橫支承艙壁或是具有足夠強(qiáng)度和剛度的其他有效支承結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)應(yīng)能有效地傳遞應(yīng)力。該處的甲板板應(yīng)根據(jù)起重機(jī)起重能力的大小增加厚度。其他甲板機(jī)械及較大荷重作用處的船體結(jié)構(gòu)應(yīng)作局部加強(qiáng)。對(duì)于重要部位的典型結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度和極限強(qiáng)度應(yīng)予以考慮評(píng)估。臂桿吊或固定吊浮動(dòng)起重機(jī)一般采用單甲板非自航(或低航速作業(yè)航行，拖航調(diào)遣)箱型駁船體形式。對(duì)全回轉(zhuǎn)浮動(dòng)起重機(jī)根據(jù)其起重能力的大小、強(qiáng)度要求及起重機(jī)簡(jiǎn)體下的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)要求可設(shè)計(jì)為雙甲板船體結(jié)構(gòu) 。

浮動(dòng)起重機(jī)設(shè)計(jì)與一般船的考慮有所不同。一般先確定起重業(yè)務(wù)范圍，如起重載荷的種類、重量、體積、外形大小與數(shù)量；然后決定起重能力、起吊速度、旋轉(zhuǎn)半徑、旋轉(zhuǎn)速度、跨距、俯仰速度與水平速度等；再按工作條件(如吊運(yùn)距離、場(chǎng)所、循環(huán)時(shí)間)定出起重機(jī)的形式與尺度，按此形式設(shè)計(jì)合適的船型。對(duì)起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，要按甲板電源控制方式來(lái)決定，由此估算出發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的容量。根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求，決定機(jī)艙和主、輔機(jī)。

船體主尺度主要根據(jù)起重機(jī)的起重能力與允許的橫傾角，并同時(shí)考慮甲板作業(yè)區(qū)的大小，甲板機(jī)械、生活區(qū)、機(jī)艙區(qū)以及甲板貨物載荷等要求，綜合考慮決定。再根據(jù)海況條件，校核船舶性能。

起重速度一般千噸級(jí)的約為1m/rain，百噸級(jí)約為4m/rain，十噸級(jí)約為8m/min。

浮動(dòng)起重機(jī)在丁作時(shí)的搖蕩要小。主要是橫搖、縱搖和垂蕩。這些搖蕩對(duì)吊鉤的上下運(yùn)動(dòng)速度與吊索的下降速度有密切關(guān)系，必須合理設(shè)計(jì) 。