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[摘 要]本文结合多年的设计经验，对吊篮从结构设计、吊耳设计以及叉槽设计逐步分项阐述。相信通过本文的阅读，能使相关专业人员基本掌握吊篮的设计要求。
[Abstract]Based on the design experience of many years， This article shall describe the basket by itemizd explaining structure design， pad eye and forklift pocket design. Believe related engineer can basically understand the design requirement of the basket after reading this article.
中圖分类号：TE951；U695.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0330-02
近海集装箱：根据国际海事组织（IMO）定义，近海集装箱是一种可移动式单元，该单元频繁用于海上固定或浮动设施和船舶之间的货物或设备的运输和吊装。并且根据欧洲标准化委员会（CEN）的定义，近海集装箱被分为三种类型：近海货运集装箱、近海服务集装箱、近海垃圾箱；
吊篮：吊篮作为近海货运集装箱中较为常用的一种箱型，广泛用于海上固定或浮动设施和船舶之间的普通货物或指定设备的运输和吊装。该箱体顶部敞开，四周带固定墙板或可开关的门，常用于运输钻杆、井管以及无水密要求的货物。
当前，由于能源日益紧张和价格上扬，世界各国都加快海上油田的开采力度，并且，由于海上钻井平台对安全生产的标准要求提高，近箱集装箱也进入产品的更换期。因此，作为常用的运输设备--吊篮的需求量也进入需求旺盛期。集装箱制造厂家，需要抓着商机，充分研究海上石油业主广泛认可的DNV2.7-1标准和对吊篮的行业潜在技术要求，设计和生产出符合客户要求的产品，是国内集装箱制造行业的当务之急。本文结合对吊篮丰富的设计经验和对DNV2.7-1标准的了解，通过对结构设计、吊耳设计和叉槽设计进行逐步分项阐述。
一、结构设计
对吊篮的箱体结构分为二种，一种是承载的框架结构，称作为主结构。主结构是指传递载荷到吊钩或叉槽处的相关结构，至少包括顶底侧梁，顶底端梁，角柱，吊耳、叉槽和其它认为必须的传递载荷的结构；另一种是非承载的覆层，称作为次要结构。主要指不参与强度计算的结构，例如门扇、墙板、顶板，保护板和内部栓固点等。
1.材质及板厚要求
吊篮运输时，经常放置在海洋石油行业的供应船甲板上，直接暴露在海洋高温、高湿以及高盐雾的恶劣环境下。同时，吊篮经常在高海况（浪高<6m）条件下向石油钻井平台进行装卸作业，很容易发生箱体与箱体、箱体与供应船之间的碰撞。结合上述分析，根据吊篮一般的使用区域，要求箱体最低适用温度按-20°C进行设计，材料满足在-20°C的条件下仍然有足够的强度要求，并且需考虑主结构能承受冲击载荷，比如撞击到甲板或船舶结构上时，吊篮主结构不会产生过载变形，影响继续使用。对于在俄罗斯北部、加拿大北部使用的吊篮，要求箱体最低适用温度按-40°C进行设计。
1.1 材质要求：
材料的化学成分，机械性能，热处理和可焊性能应符合公认的标准要求，例如：EN10219，GB/T1591-2008等标准。但不允许使用屈服应力超过500N/mm2的高强度钢材。并且根据-20°C以及冲击功要求，结合国内材料的供应情况，建议主结构材料选用Q345D，次结构材料选用Q235B。
1.2 板厚要求：
1.2.1 对于构成外框架的角柱、底顶侧梁、底顶端梁，要求板厚t≥6mm。但对于总重<1000kg的吊篮，上述材料的厚度最薄可以按4mm进行设计；
1.2.2 对于其余主要结构，要求板厚t≥4mm，例如：底横梁、钢地板、加强背梁等；
1.2.3 对于次要结构，要求板厚t≥2mm。但因吊篮的实际使用工况以及考虑焊接变形，建议次要结构的板厚按最小3mm进行设计；
1.3 当螺栓或插销作为箱体主结构或安全操作关键部件的连接件时，上述材料必须符合ISO898或其它经承认的标准要求。冲击检验必须按螺栓尺寸制作试样，最小冲击功大于42J/-20℃。另对于起连接功能的螺栓和插销，必须按EN10083调质处理标准或其它经公认的标准进行处理；
2.箱体整体强度
箱体结构强度除了需按有限元强度进行计算以外，还需通过样箱刚性试验进行验证。另根据实际使用工况，对角柱、顶侧梁、底侧梁、侧面框架的其它结构件还需分别进行理论冲击载荷计算。冲击载荷是在很短时间内对箱体产生动载荷，理想状态下，动态载荷的理论计算和试验应分别进行。然而，根据实际使用经验，按下述公式进行简化静载计算的强度足以验证局部冲击载荷。同时，在进行箱体跌落试验时，也进一步验证了吊篮抵御冲击载荷的能力。
2.1 水平冲击载荷
箱体主要结构必须有抵御任何一点受水平冲击力的能力。这力作用在框架两侧构件上的载荷可认为是垂直作用于侧面上。当有关联时，应力计算也合并为起吊应力，但只考虑由静载起吊载荷产生的应力。
根据简支梁计算公式，计算出上述主结构单根梁的最大弯矩、挠度以及应力（表1）：
根据上述公式进行计算，箱体最大变形量不超过：y=l/250。
对于角柱和底侧梁：l为梁或角柱的总长度。
对其它框架构件：l为所考虑的受冲击力以外的，框架上其余梁的最短长度
2.2垂直冲击载荷
最大的垂直冲击载荷可能产生于吊篮正好放置到升起的船舶甲板上。如果甲板有角度，最先的冲击发生于吊篮的两端底部。此冲击力不容易用静载力模拟，并且动载计算很复杂。根据实际使用经验，按下述公式对端槛和底侧梁进行简化静载计算的强度足以验证局部冲击载荷。 根据简支梁计算公式，计算出底侧梁、底横梁的最大弯矩、挠度以及应力（表2）：
3.稳定性要求
因需要考虑钻井平台、供应船运输过程中的晃动，吊篮在甲板上承受意外的撞击以及在海上承受的风压等特殊情况。在设计时，必须考虑吊篮能在任何方向抵御30度的倾斜而不侧翻。
二、吊耳设计
吊篮必须配置至少四个吊耳，对于特殊用途吊篮，可根据货物重心的变化，在相应位置增加对应的吊耳，保证通过吊耳起吊时，吊篮能水平平稳起吊。另根据实际使用经验以及标准要求，吊耳设计时需要符合下列要求：
1、吊耳不能超出集装箱侧面和端面，但可以高出箱体顶部；
2、为了防止吊篮起吊时，吊耳承受额外的侧弯力矩。因此，吊耳应对齐于吊具中心，允许最大制造公差为±2.5度；
3、吊耳吊孔中心对角线差不应超过名义对角线值的0.2%或者最大差不超5mm，取两者最大值；
4、吊耳上的吊孔應与卸扣匹配，吊孔和卸扣轴的间隙不应超过卸扣轴直径的6%；
5、吊耳厚度应与卸扣内宽匹配，吊耳厚度应大于卸扣内宽的75%；
6、吊耳设计时，需考虑卸扣和吊具有充足的操作空间和使用空间；
7、吊耳与主结构焊接时，需采用100%全透焊焊缝+100%UT探伤；
8、箱体堆垛时，吊耳以及相配套的吊具不能与箱体干涉，避免损坏其它箱体和吊具；
9、根据DNV2.7-1标准，能按下述公式简化计算吊耳的剪切应力和接触应力（图1）：
Re=材料的屈服强度
RSL=单个吊耳上承受的力
t=吊耳厚度
三、叉槽设计
为了方便吊篮在陆地上的运动，吊篮底部一般带一对或多对叉槽，叉槽内腔最小尺寸为200x90mm。同时，为了保证叉车搬运吊篮或铲车操作时，箱体一直保持在稳定状态。要求叉槽中心根据实际使用情况，尽可能放置在吊篮的中心位置。另根据实际使用经验以及标准要求，叉槽设计时需要符合下列要求：
1、为保证叉槽抗剪切强度，叉槽口上方需进行局部加强，加强部件需超出叉槽口外侧至少100mm。
2、根据吊篮的长度和使用工况，推荐按下表设置叉槽中心距（表3）
3、叉槽应有封闭的顶部和侧面，叉槽底部可完全封闭或部分开口。底部开口应有适当尺寸和布置，避免叉刺穿过开口和减少对开口自由边的破坏。如叉槽底部开口，开口边距离底侧梁内侧至少200mm。
4、叉槽结构通常采用下列二种设计方案。方案一：叉槽贯穿底侧梁，保证叉槽口周围有充足的强度；方案二：叉槽位于底侧梁下表面，生产制作方便，但叉槽口强度相对不足（图2）；
四、结束语
通过阅读上述文章，集装箱设计人员能更好地理解DNV2.7-1标准。方便现场操作人员的施工和质检人员的质量控制，提高了生产效率和保证了产品质量。同时，也希望通过本文，与广大近海集装箱专业人员一同探讨和学习、充分理解DNV2.7-1标准。
参考文献和标准
[1] DNV CN2.7-1—Offshore Containers （Jun 2013）.
[2] EN12079：2006 Offshore Containers Design construction， Testing， Inspection and marking.
[3] Design and Handling of Cargo Basket.
[Abstract]Based on the design experience of many years， This article shall describe the basket by itemizd explaining structure design， pad eye and forklift pocket design. Believe related engineer can basically understand the design requirement of the basket after reading this article.
中圖分类号：TE951；U695.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0330-02
近海集装箱：根据国际海事组织（IMO）定义，近海集装箱是一种可移动式单元，该单元频繁用于海上固定或浮动设施和船舶之间的货物或设备的运输和吊装。并且根据欧洲标准化委员会（CEN）的定义，近海集装箱被分为三种类型：近海货运集装箱、近海服务集装箱、近海垃圾箱；
吊篮：吊篮作为近海货运集装箱中较为常用的一种箱型，广泛用于海上固定或浮动设施和船舶之间的普通货物或指定设备的运输和吊装。该箱体顶部敞开，四周带固定墙板或可开关的门，常用于运输钻杆、井管以及无水密要求的货物。
当前，由于能源日益紧张和价格上扬，世界各国都加快海上油田的开采力度，并且，由于海上钻井平台对安全生产的标准要求提高，近箱集装箱也进入产品的更换期。因此，作为常用的运输设备--吊篮的需求量也进入需求旺盛期。集装箱制造厂家，需要抓着商机，充分研究海上石油业主广泛认可的DNV2.7-1标准和对吊篮的行业潜在技术要求，设计和生产出符合客户要求的产品，是国内集装箱制造行业的当务之急。本文结合对吊篮丰富的设计经验和对DNV2.7-1标准的了解，通过对结构设计、吊耳设计和叉槽设计进行逐步分项阐述。
一、结构设计
对吊篮的箱体结构分为二种，一种是承载的框架结构，称作为主结构。主结构是指传递载荷到吊钩或叉槽处的相关结构，至少包括顶底侧梁，顶底端梁，角柱，吊耳、叉槽和其它认为必须的传递载荷的结构；另一种是非承载的覆层，称作为次要结构。主要指不参与强度计算的结构，例如门扇、墙板、顶板，保护板和内部栓固点等。
1.材质及板厚要求
吊篮运输时，经常放置在海洋石油行业的供应船甲板上，直接暴露在海洋高温、高湿以及高盐雾的恶劣环境下。同时，吊篮经常在高海况（浪高<6m）条件下向石油钻井平台进行装卸作业，很容易发生箱体与箱体、箱体与供应船之间的碰撞。结合上述分析，根据吊篮一般的使用区域，要求箱体最低适用温度按-20°C进行设计，材料满足在-20°C的条件下仍然有足够的强度要求，并且需考虑主结构能承受冲击载荷，比如撞击到甲板或船舶结构上时，吊篮主结构不会产生过载变形，影响继续使用。对于在俄罗斯北部、加拿大北部使用的吊篮，要求箱体最低适用温度按-40°C进行设计。
1.1 材质要求：
材料的化学成分，机械性能，热处理和可焊性能应符合公认的标准要求，例如：EN10219，GB/T1591-2008等标准。但不允许使用屈服应力超过500N/mm2的高强度钢材。并且根据-20°C以及冲击功要求，结合国内材料的供应情况，建议主结构材料选用Q345D，次结构材料选用Q235B。
1.2 板厚要求：
1.2.1 对于构成外框架的角柱、底顶侧梁、底顶端梁，要求板厚t≥6mm。但对于总重<1000kg的吊篮，上述材料的厚度最薄可以按4mm进行设计；
1.2.2 对于其余主要结构，要求板厚t≥4mm，例如：底横梁、钢地板、加强背梁等；
1.2.3 对于次要结构，要求板厚t≥2mm。但因吊篮的实际使用工况以及考虑焊接变形，建议次要结构的板厚按最小3mm进行设计；
1.3 当螺栓或插销作为箱体主结构或安全操作关键部件的连接件时，上述材料必须符合ISO898或其它经承认的标准要求。冲击检验必须按螺栓尺寸制作试样，最小冲击功大于42J/-20℃。另对于起连接功能的螺栓和插销，必须按EN10083调质处理标准或其它经公认的标准进行处理；
2.箱体整体强度
箱体结构强度除了需按有限元强度进行计算以外，还需通过样箱刚性试验进行验证。另根据实际使用工况，对角柱、顶侧梁、底侧梁、侧面框架的其它结构件还需分别进行理论冲击载荷计算。冲击载荷是在很短时间内对箱体产生动载荷，理想状态下，动态载荷的理论计算和试验应分别进行。然而，根据实际使用经验，按下述公式进行简化静载计算的强度足以验证局部冲击载荷。同时，在进行箱体跌落试验时，也进一步验证了吊篮抵御冲击载荷的能力。
2.1 水平冲击载荷
箱体主要结构必须有抵御任何一点受水平冲击力的能力。这力作用在框架两侧构件上的载荷可认为是垂直作用于侧面上。当有关联时，应力计算也合并为起吊应力，但只考虑由静载起吊载荷产生的应力。
根据简支梁计算公式，计算出上述主结构单根梁的最大弯矩、挠度以及应力（表1）：
根据上述公式进行计算，箱体最大变形量不超过：y=l/250。
对于角柱和底侧梁：l为梁或角柱的总长度。
对其它框架构件：l为所考虑的受冲击力以外的，框架上其余梁的最短长度
2.2垂直冲击载荷
最大的垂直冲击载荷可能产生于吊篮正好放置到升起的船舶甲板上。如果甲板有角度，最先的冲击发生于吊篮的两端底部。此冲击力不容易用静载力模拟，并且动载计算很复杂。根据实际使用经验，按下述公式对端槛和底侧梁进行简化静载计算的强度足以验证局部冲击载荷。 根据简支梁计算公式，计算出底侧梁、底横梁的最大弯矩、挠度以及应力（表2）：
3.稳定性要求
因需要考虑钻井平台、供应船运输过程中的晃动，吊篮在甲板上承受意外的撞击以及在海上承受的风压等特殊情况。在设计时，必须考虑吊篮能在任何方向抵御30度的倾斜而不侧翻。
二、吊耳设计
吊篮必须配置至少四个吊耳，对于特殊用途吊篮，可根据货物重心的变化，在相应位置增加对应的吊耳，保证通过吊耳起吊时，吊篮能水平平稳起吊。另根据实际使用经验以及标准要求，吊耳设计时需要符合下列要求：
1、吊耳不能超出集装箱侧面和端面，但可以高出箱体顶部；
2、为了防止吊篮起吊时，吊耳承受额外的侧弯力矩。因此，吊耳应对齐于吊具中心，允许最大制造公差为±2.5度；
3、吊耳吊孔中心对角线差不应超过名义对角线值的0.2%或者最大差不超5mm，取两者最大值；
4、吊耳上的吊孔應与卸扣匹配，吊孔和卸扣轴的间隙不应超过卸扣轴直径的6%；
5、吊耳厚度应与卸扣内宽匹配，吊耳厚度应大于卸扣内宽的75%；
6、吊耳设计时，需考虑卸扣和吊具有充足的操作空间和使用空间；
7、吊耳与主结构焊接时，需采用100%全透焊焊缝+100%UT探伤；
8、箱体堆垛时，吊耳以及相配套的吊具不能与箱体干涉，避免损坏其它箱体和吊具；
9、根据DNV2.7-1标准，能按下述公式简化计算吊耳的剪切应力和接触应力（图1）：
Re=材料的屈服强度
RSL=单个吊耳上承受的力
t=吊耳厚度
三、叉槽设计
为了方便吊篮在陆地上的运动，吊篮底部一般带一对或多对叉槽，叉槽内腔最小尺寸为200x90mm。同时，为了保证叉车搬运吊篮或铲车操作时，箱体一直保持在稳定状态。要求叉槽中心根据实际使用情况，尽可能放置在吊篮的中心位置。另根据实际使用经验以及标准要求，叉槽设计时需要符合下列要求：
1、为保证叉槽抗剪切强度，叉槽口上方需进行局部加强，加强部件需超出叉槽口外侧至少100mm。
2、根据吊篮的长度和使用工况，推荐按下表设置叉槽中心距（表3）
3、叉槽应有封闭的顶部和侧面，叉槽底部可完全封闭或部分开口。底部开口应有适当尺寸和布置，避免叉刺穿过开口和减少对开口自由边的破坏。如叉槽底部开口，开口边距离底侧梁内侧至少200mm。
4、叉槽结构通常采用下列二种设计方案。方案一：叉槽贯穿底侧梁，保证叉槽口周围有充足的强度；方案二：叉槽位于底侧梁下表面，生产制作方便，但叉槽口强度相对不足（图2）；
四、结束语
通过阅读上述文章，集装箱设计人员能更好地理解DNV2.7-1标准。方便现场操作人员的施工和质检人员的质量控制，提高了生产效率和保证了产品质量。同时，也希望通过本文，与广大近海集装箱专业人员一同探讨和学习、充分理解DNV2.7-1标准。
参考文献和标准
[1] DNV CN2.7-1—Offshore Containers （Jun 2013）.
[2] EN12079：2006 Offshore Containers Design construction， Testing， Inspection and marking.
[3] Design and Handling of Cargo Basket.