風災是一種破壞力極大的自然災害。風災損失及嚴重后果在港口的表現(xiàn)尤為突出，其主要形式是大型港口機械因突發(fā)性強陣風作用，導致設備滑移、碰撞，進而引起工程結構的損壞和整機倒塌。特別是高、細、長的柔性工程結構,其抗風設計計算的合理和全面與否是工程安全的關鍵所在,因而深入研究港口大型設備防陣風破壞的關鍵技術并研制新型防陣風安全防爬裝置，是我國港口設備安全、生產(chǎn)安全高度關注并迫切需要解決的重大課題。

  處于港口碼頭前沿的大型設備屬于典型的高、細、長柔性工程結構，迎風面積大、風力作用中心高，對風載作用十分敏感，當臺風或突發(fā)性陣風發(fā)生時很容易遭受到風力的襲擊，極易造成事故，世界各國的港口大型設備每年因風的作用被吹走而倒塌或損壞的事故不斷發(fā)生。

大型港口設備風災事故原因探究

為什么現(xiàn)在大型港口設備做足了防風措施，但設備遇到臺風和突發(fā)陣風依然會安全事故頻發(fā)？這需要從現(xiàn)有防風裝置的防風原理進行探究。

現(xiàn)有軌行式設備主要的3大類防風裝置及其防風原理：

1、頂軌類：如現(xiàn)有各種類型的制動器、夾輪器、頂軌器、鐵鞋等。該類防風裝置是基于將設備行走機構轉動部件變滾動摩擦為滑動摩擦，即任何設備只要確定了自重與迎風面積，其最大的抗風防滑能力就是該設備自重與滑動摩擦系數(shù)的乘積。一旦作用于該設備的風載荷大于其最大滑動摩擦力，頂軌類防風裝置就會失效，設備將產(chǎn)生滑移，進而可能發(fā)生相互碰撞甚至整機坍塌等嚴重事故。

2、夾軌類：夾軌類防風裝置主要利用對軌道的夾緊力產(chǎn)生較大的摩擦制動力。為什么夾軌類裝置普遍港口不采用，有2個主要原因，一是該類裝置與設備剛性聯(lián)結，無法適應基礎軌道的沉降、偏移和其他惡劣的現(xiàn)場工況；二是該裝置開閉均需要非常大的主動力來形成夾緊摩擦力，長期頻繁動作易導致裝置疲勞失效。

3、固接類：防風拉索與防風錨定屬于該類裝置，在固定位置防臺非常有效，但不能滿足設備工作狀態(tài)停放在任意位置時防突發(fā)強陣風的需求。值得指出的是，防風拉索與防風錨定均按照抗臺最大靜載荷設計，但風載荷是動載荷，對沖擊載荷考慮不周是引起設備臺風事故的主要原因。

因此，設備處在非工作狀態(tài)的設計防風能力不足，以及設備處在工作狀態(tài)下的防滑能力不足，是導致設備風災事故的主要事故原因。

港口大型軌行式設備該如何應對無預警突發(fā)性強陣風？

《宋史*岳飛傳》有曰：“撼山易，撼岳家軍難?！睂τ诟劭诖笮驮O備而言，行業(yè)也有一致的看法：“抗臺易，防陣風難”。因無預警突發(fā)性強陣風而導致的重大悲痛安全事故很多，除了直接的設備損壞損毀，還有人員傷亡，如2016年廣東東莞東江口龍門吊側翻事故，導致18位人員死亡、33人受傷；2018年青島4臺岸橋損毀1人死亡1人受傷。近年來極端天氣頻發(fā)，國內港口陣風事故隨之增多，北至曹妃甸港、盤錦港，南至湛江港、廣州港、鹽田港、防城港、珠海港，已完全突破了傳統(tǒng)認知的“北方無陣風”，除了海港之外，長江內河港、珠三角內河港也頻遭強陣風襲擊。

風力自鎖防爬器工作原理

風力自鎖防爬器的工作原理是借助作用在設備上的風力，通過合理設計的機械結構將風力轉化為沿軌道水平方向的分力和垂直于軌道方向的分力。水平方向的分力通過夾鉗裝置的杠桿比放大，夾軌裝置下端兩側夾緊塊對軌道側面產(chǎn)生夾軌力；垂直方向的分力通過滾輪支架底面與軌道頂面相接觸，產(chǎn)生頂軌力。

風力自鎖防爬器提供的防風抗滑力由這兩個夾軌力和頂軌力構成，這兩個力均來源于風力且與風力成正比，風力越大，防爬器能夠產(chǎn)生防滑力就越大，利用風力形成可靠機械自鎖，保證設備沿軌道方向不發(fā)生滑移。

風力自鎖防爬器新技術的出現(xiàn)，攻克了大型設備防陣風安全的世界性難題。隨著應對臺風的實踐和抗臺經(jīng)驗的積累，只要嚴格按照標準和規(guī)范進行防御(除了超出設計范圍允許的風速)，各行各業(yè)基本都能從容應對有預警的臺風，基本能保證設備的防臺安全。但對于無預警突發(fā)性強陣風，配置風力自鎖防爬器將有效保障現(xiàn)有大型軌行設備工作狀態(tài)下的防陣風安全，同時提升設備有效工作時間，且風力自鎖防爬器亦能在抗臺時有效削弱風力動載荷對防風拉索及防風錨定的沖擊，具有輔助抗臺的功能。

最后引用一位行業(yè)負責大型設備安全的權威人士管理心得：設備安全不能存在僥幸心理！能依靠技術解決設備安全問題必須依靠技術，若無則靠管理，但管理人為因素較強，容易缺失，存在風險，設備的最終安全還得依賴可靠的技術。