摘 要

我国内河集装箱运输行业历经多年的发展已形成一定规模。内河港口集装箱吞吐量快速增长,运输网络的逐渐完善，港口装卸能力的提高，对促进物流畅通，推动经济发展发挥重要作用。我国内河集装箱运输呈现巨大的市场潜力。由于近几年来内河集装箱运输量的增加，内河港口对岸桥的需求愈来愈大。但是内河码头承载能力比较低，运输货船比较小，且吞吐量较之海港口小很多，所以内河岸桥趋于轻型化，总体结构的重量轻，刚度要求也相对比较低。

本论文对长江沿岸的轻型岸桥进行研究，借鉴以往案例做内河轻型岸桥总体设计，并运用有限元方法，借助于有限元分析软件ANSYS，对该轻型岸桥的金属结构进行分析计算和优化设计，设计出轮压小、功能全、经济适用的内河轻型集装箱起重机。本论文主要内容如下：

1. 通过给定的轻型岸桥总体参数，借鉴长江沿岸的轻型岸桥案例，做内河轻型岸桥的总体设计，并对其稳定性进行分析计算。
2. 对内河轻型岸桥进行合理的结构简化，建立有限元模型，使其能反映

内河港口轻型岸桥受力状况和结构状态，以保证其分析的可靠性。

（3）利用有限元分析软件ANSYS，对有限元模型进行分析计算，看内河轻型岸桥的强度和刚度是否满足要求。

关键词：内河轻型岸桥、 有限元分析、 ANSYS软件

Abstract

China's inland container transport industry has formed a certain scale after years of development.The rapid increase of container throughput in the inland port, the gradual improvement of the transportation network and the improvement of the port handling capacity play an important role in promoting the smooth flow of the logistics and promoting the economic development. China's inland river container transport presents a huge market potential. Due to the increase in the volume of inland container shipments in recent years, the demand for inland waterways is increasing. But the river carrying capacity is relatively low, transport cargo ship is relatively small, and the throughput is much smaller than the sea port, so the river bank tends to light, the overall structure of the light weight, stiffness requirements are relatively low.

In this paper, the study of the light quayside along the Yangtze River is carried out, and the general design of the river bank is made by using the finite element method. The finite element analysis software ANSYS is used to analyze and optimize the metal structure of the light bank Design, design of small round pressure, full-featured, affordable river light container cranes. The main contents of this paper are as follows:

(1) Through the given parameters of the light bank, the general design of the light river bank is made and the stability of the river is analyzed and calculated.

(2) to rationalize the structure of the river bank, and to establish a finite element model to reflect.

The status and structure of the light bank of the river port in order to ensure the reliability of its analysis.

1. Using the finite element analysis software ANSYS, the finite element model is analyzed and calculated to see whether the strength and rigidity of the river bank are satisfied.

Key words: inland light quay crane, finite element analysis, ANSYS software

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题研究的意义 2

1.3与论文相关的国内外动态 2

1.4论文的主要研究内容 3

第2章 内河轻型岸桥总体设计 4

2.1总体设计计算 4

2.1.1设计参数 4

2.1.2总体参数 4

2.1.3稳定性计算 4

2.2轻型岸桥结构简介 7

2.2.1主要金属结构 7

2.2.2结构材料 8

第3章 有限元法和有限元软件ANSYS 9

3.1有限元法概述 9

3.2有限元分析的一般步骤 9

3.2.1结构离散化 9

3.2.2单元分析 10

3.2.3整体分析 10

3.3有限元软件ANSYS简介 11

3.4 ANSYS有限元分析流程 11

第4章 建立轻型岸桥有限元模型 13

4.1模型的简化 13

4.2模型中的单元 13

4.3模型中的材料属性 16

4.4模型中全局坐标系的定义 16

第5章 内河轻型岸桥结构有限元分析 18

5.1载荷计算 18

5.2.计算工况 18

5.3有限元分析结果 18

第6章 环境影响和经济性分析 22

6.1 环境影响 22

6.2 经济性分析 22

第7章 结论与展望 23

7.1课题总结 23

7.2工作展望 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

1.1引言

随着经济全球化不断深化，我国的国际贸易得到快速发展，带动了集装箱物流快速发展，“一带一路”、“世纪海上丝绸之路”和区域协调发展战略，为集装箱物流发展提供重大发展机遇。近几年来，我国港口吞吐量在持续快速增长，到2015年，我国已连续十三年占据世界港口货运吞吐量首位。2015年在全球十大货运吞吐量港口的排名中，我国占有七个席位，总吞吐量占全球吞吐量的73.7%；同时我国还在在全球十大集装箱吞吐量港口的排名中占有六个席位，总吞吐量占比69.5%。我国港口国际化水平在逐步提高，形成了两个吞吐量规模位于世界前列的全球码头运营商招商局港口和中远海运港口。招商局港口2016年集装箱吞吐量规模达到9568万TEU，居世界第一位。中远海运港口凭借中国远洋海运集团船队优势，全球投资，2016年吞吐量达到9507万TEU，居世界第二位。

虽然我国内河集装箱物流起步比较晚，但是随着内河港口从传统装卸向现代物流转型，其发展十分迅速。内河港口在发展集装箱运输独具特殊的优越条件。功能优势，内河港口是水路交通运输的中转地，是物流中货物的集结地和发散地，是物流链中极为重要的环节。作业优势，内河港口设备要素齐全，作业内容、种类和方式多样，在物流运输中成本相较最低。信息优势，内河港口物流运输、装卸分拣基本实现了信息化、自动化、无纸化。内河港口正逐步将网络技术应用到集装箱物流运输的各个环节。内河港口物流发展迅速，集装箱吞吐量逐渐增长。2014年我国有十二个港口集装箱吞吐量超过200万TEU，这其中有两个港口是内河港口——苏州港和佛山港。虽然内河港口的集装箱吞吐量只占10．04％，但和前今年相比集装箱吞吐量在稳步上升中。