钢丝绳是轨道式集装箱龙门起重机（以下简称“轨道吊”）执行集装箱吊运作业的关键承载装置，按周期对钢丝绳进行预防性更换是有效保障钢丝绳安全使用的重要举措。本文针对原有的轨道吊起升钢丝绳更换工艺存在的问题，提出轨道吊起升钢丝绳更换工艺优化方案，从而在提升轨道吊起升钢丝绳更换作业安全性的同时，达到缩小作业范围、提高作业效率、降低作业成本的效果。
　　1原有的轨道吊起升钢丝绳更换工艺存在的问题
　　如图1所示，原有的轨道吊起升钢丝绳更换工艺为：采用3t燃油叉车牵引钢丝绳，通过将叉车的水平方向运动转化为钢丝绳的垂直方向运动，完成废旧钢丝绳的拆卸及新钢丝绳的吊运安装。该工艺存在以下问题。
　　（1）在操作叉车牵引钢丝绳的过程中，叉车司机难以根据钢丝绳的运行状态及时调整操作，从而容易发生钢丝绳刮碰或绳钩断裂等事故，导致钢丝绳从高处坠落，存在较大的安全隐患。为了确保作业安全，需要在地面安排专人全程监护，导致人力成本增加。
　　（2）采用燃油叉车牵引钢丝绳，虽然可满足克服钢丝绳重力的做功要求，但同时额外增加叉车运行的燃油成本。据统计，在原有的工艺下，单台次轨道吊更换起升钢丝绳大约消耗燃油10L，折合燃油成本大约为67元。
　　（3）为了满足钢丝绳垂直方向的运行距离要求，叉车水平方向运行需要占用大量场地空间，从而可能影响码头正常生产作业。
　　2轨道吊起升钢丝绳更换工艺优化方案
　　為了解决上述问题，对原有的轨道吊起升钢丝绳更换工艺实施优化（见图2）：改用变频电动卷扬机牵引钢丝绳，并加装配重块，以确保卷扬机在作业过程中保持平衡和重心稳定。具体方案如下。
　　（1）受力分析每台轨道吊有8根起升钢丝绳，每根钢丝绳自身质量约为450kg，设定安全系数为2，据此估算卷扬机在牵引过程中需要克服的钢丝绳重力及钢丝绳与设备间的滑动摩擦力为13kN。
　　（2）工艺要求为了实现与原有作业工艺相同的功能和效率，优化后的轨道吊起升钢丝绳更换工艺要求如下：钢丝绳牵引速度保持在15m/min左右;卷扬机具有变频调速控制功能，以确保电机启停平缓，以及通过设备狭窄危险部位能够及时减速并保持足够拉力。
　　（3）卷扬机选型根据上述受力分析及工艺要求，结合目前国内市场可提供的相关产品，确定选用JM3型变频电动卷扬机，并加装液压制动器（见图3）。JM3型变频电动卷扬机额定起升速度为12-18 m/min，额定起升质量为3t。此外，加配变频调速控制柜，调速范围在0～15m/min之间。
　　（4）配重及运输装置设计为了在牵引过程中保持平衡和重心稳定，卷扬机自身整体质量必须达到1t，而JM3型变频电动卷扬机自身质量只有450kg左右;因此，在卷扬机底座上加装可拆卸式配重板，并加装与叉车相匹配的运输底架，以保证运输摆放平稳（见图4）。
　　3轨道吊起升钢丝绳更换工艺优化方案的预期效果
　　（1）卷扬机无须使用燃油，并且无须配备操作司机，能够有效降低燃油成本和人力成本。据测算：在原有的工艺下，单台次轨道吊起升钢丝绳更换作业的燃油成本和人力成本合计约为730元;在优化后的工艺下，单台次轨道吊起升钢丝绳更换作业的电力成本和人力成本合计约为520元，比原有的工艺降低210元。按照轨道吊起升钢丝绳每年更换80台次计算，采用优化后的工艺每年可节约成本约16800元。
　　（2）地面操作人员能够近距离实时观察钢丝绳的运行状态，并通过操控变频调速卷扬机及时调整钢丝绳牵引速度，从而极大地提升钢丝绳牵引操作安全性。
　　（3）轨道吊起升钢丝绳更换作业区域缩小至设备停机范围内，从而确保码头正常生产作业不受影响，钢丝绳更换作业效率有效提升。
　　（4）工艺优化方案具备良好的实施条件，施工所需的设备设施和配套材料均为成品件和常见材料，市场供应充足且采购便利。