港集裝--箱碼頭裝卸設備優(yōu)化配置初步分析研究

1、頁眉內容 第一章 緒論 1.1 課題的背景和研究意義 3612 廈門港位于中國南海及臺灣海峽西岸，是我國東南沿海主要對外貿易港之一， 其優(yōu)越的自然地理條件和重要的戰(zhàn)略位置歷來為世人所矚目。 目前的廈門港，周邊圍繞著經(jīng)濟特區(qū)、沿海開放城市、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、臺灣投資 區(qū)和自由貿易區(qū)， 北連長江三角洲， 南接珠江三角洲經(jīng)濟帶， 是中國最發(fā)達的地區(qū)之 一。 廈門港的通航與對外貿易可追溯到唐宋時期，發(fā)展到明朝已頗具規(guī)模。鴉片戰(zhàn) 爭后，喪權辱國的清王朝又將廈門港作為“五口通商口岸”之一，被迫“對外開放” ， 除了臺灣、香港、東南亞、日本、朝鮮以外，還開通了英國、荷蘭、非洲等航線。 新中國成立以后，隨著國民經(jīng)濟

2、的復蘇，廈門港也引來了新生。 1976年 1月廈 門港東渡港區(qū)期工程正式開工， 拉開了廈門港新一輪發(fā)展的序幕。 而在此之前的很 長一段時間里，廈門港的年貨物吞吐量一直在 100 萬噸上下徘徊。 1983年2月 23日，廈門港集裝箱公司成立， 3月 28日香港“華勝”號集裝箱 輪首靠新建成的東渡港區(qū) 1# 泊位作業(yè)， 4月 5日舉行“廈門香港”集裝箱班輪通 航典禮，又為廈門港的發(fā)展注入了新的推動力。 1984年12月 28日東渡港區(qū)期工程 4個萬噸級泊位通過國家驗收，正式交付 使用。其中， 1# 泊位為集裝箱專用泊位，引進配備了具有八十年代先進水平的日本 “HITACHI”集裝箱岸橋（額定負荷

3、30.5t ，外伸距 30m，軌上起升高度 22m，軌下 12m） 和 TCM集裝箱跨運車，成為全國唯一采用跨運車裝卸工藝的集裝箱碼頭。 廈門港東渡港區(qū)期工程中的海天集裝箱碼頭6# 8# 泊位于 1993 年初步建 成。當時，廈門港泊位緊張，船舶壓港現(xiàn)象較為嚴重。為了緩解泊位不足，并讓投資 早日見到效益， 海天碼頭于 1993年4月 28日在岸橋、龍門吊等設備尚未到位的情況 下，利用集裝箱船上的吊機和駁吊配合幾臺跨運車進行集裝箱裝卸作業(yè)， 開始了試投 產(chǎn)，創(chuàng)下當年吞吐 6千多 TEU的佳績，而當時的廈門港集裝箱年吞吐量只有 15萬 TEU。 隨著訂購的集裝箱專用設備陸續(xù)到貨， 海天碼頭于 19

4、94年 12 月正式投產(chǎn)。緊接著建 設的廈門港東渡港區(qū)期工程海天碼頭 5#、9#11# 泊位也于 2002 年竣工投入使用。 至此，海天碼頭共擁有 5#11# 共 7個泊位， 1510m的岸線， 33萬 m2的堆場， 1 頁腳內容 頁眉內容 成為廈門港最大的集裝箱專用碼頭。 與此同時， 隨著碼頭堆場的改造， 跨運車的使用 量也越來越少，僅局限于提箱查驗等場合， 碼頭的整體布局逐漸被龍門吊工藝所占據(jù)。 同中國許多沿海港口一樣，廈門港口的發(fā)展十分迅速，這一點可以從以下全港 1983 年 2004年貨物吞吐量和集裝箱吞吐量增長示意圖中管中窺豹。 圖 1-1 廈門港 19832004 年貨物吞吐量增長

5、示意圖 圖 1-2 廈門港 19832004 年集裝箱吞吐量增長示意圖 近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，特別是在我國加入WTO和全球經(jīng)濟一體化 的形勢下， 集裝箱運輸在我國以至全世界范圍內均空前高速發(fā)展， 第五、第六代集裝 箱大型船舶已成為世界遠洋干線運輸?shù)闹饕停?由此對深水集裝箱碼頭的要求越來 越迫切。但廈門港現(xiàn)有的東渡及海滄港區(qū)的集裝箱碼頭中，除了正在建設的海滄1#、 4#、5# 泊位外，均不能適應這一戰(zhàn)略發(fā)展要求。為滿足這一要求，必須規(guī)劃建設能 滿足集裝箱運輸發(fā)展趨勢和干線港要求的大型集裝箱港區(qū)。 2004 年開始，廈門港與馬士基 APMT合資建設廈門港嵩嶼國際集裝箱碼頭。 該項 目

6、期工程擁有三個泊位， 岸線長 1246m，碼頭面積 70 公頃，碼頭前沿設計水深 -17m， 可靠泊 10萬噸級（第六代）集裝箱船舶，年吞吐能力不小于 260萬 TEU。 碼頭擬采用“堆五過六”的龍門吊操作模式，龍門吊堆場布局為背靠背布置， 外加一條集卡超車道，堆存長度為 32TEU（約 217m）。在龍門吊跨距的選擇上，馬士 基 APMT建議采用跨 7 排集裝箱的龍門吊（跨距為 26.40m），認為該布局會比跨 6 排 箱的增加 3 17堆存能力。碼頭配套裝卸設備的采購工作將在 2005 年下半年啟 動。 本文正是在這個背景下展開的，希望能解決以下問題： 1. 海天碼頭，利用現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，

7、研究論證其在現(xiàn)階段及未來發(fā)展過程中， 集裝箱裝卸設備配備數(shù)量同碼頭通過能力以及運營成本的關系。 如何讓設備發(fā)揮最佳 的投資效益，使設備的配置與其它資源、生產(chǎn)量相適應？從而提高碼頭的競爭力。 2. 嵩嶼港區(qū)，在投產(chǎn)初期如何借助其它碼頭的經(jīng)驗，結合吞吐量預測，合理科 學地配置裝卸設備，既充分發(fā)揮設備的效能， 保證集裝箱船舶裝卸的高效率和及時性， 為將來集裝箱吞吐量的增長打下堅實基礎， 同時又可以控制先期投資， 盡量減少由于 設備空閑造成的浪費。 我國經(jīng)濟和貿易的高速發(fā)展，推動了我國集裝箱運輸市場的迅猛發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計 2 頁腳內容 頁眉內容 資料顯示：2004年我國集裝箱總量達到 6180萬TEU，繼

8、續(xù)保持世界第一，預計在 2010 年前后中國將成為全球最大的集裝箱航運中心。 16 以上問題是集裝箱碼頭在建設和發(fā)展中都必須面對和解決的，本文的研究工作 可以為上述問題的解決起到一定的借鑒作用。 1.2 目前的研究現(xiàn)狀 1 現(xiàn)代工業(yè)大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，必然帶來大量物資交流。相比陸運和空運，水運 是最省力、最經(jīng)濟、最方便的運輸方式?，F(xiàn)代發(fā)達國家貨物運輸，集裝箱方式占的比 例很高。標準化的集裝箱運輸大大提高了裝卸速度， 實現(xiàn)了門到門運輸， 減少了貨損， 大大改變了過去碼頭的雜亂局面。 世界上最早的海上集裝箱運輸出現(xiàn)在上世紀五十年代后半期，最初只限于美國 和澳大利亞本國的國內沿海運輸航線。 六十年代后

9、半期逐步發(fā)展到歐洲、 北美、日本 等工業(yè)發(fā)達的國家。 七十年代后， 逐漸形成了以海運為中心的兩端向內地延伸的集裝 箱運輸體系。 1978 年，上海港開辟了軍工路碼頭至澳大利亞的我國第一條集裝箱班輪航線， 拉開了我國集裝箱運輸?shù)男蚰弧?表 1-1 2000 年2004 年全球集裝箱吞吐量前十五名 序 號 港口 國家 （地區(qū)） 2004 年 2003年 2002 年 2001 年 2000 年 吞吐量 （萬 TEU） 同比 增長 吞吐量 （萬 TEU） 同比 增長 吞吐量 （萬 TEU） 同比 增長 吞吐量 （萬 TEU） 同比 增長 吞吐量 （萬 TEU） 1 香港 中國 2193 9% 201

10、0 5% 1914 8% 1780 -2% 1810 2 新加坡 新加坡 2060 14% 1810 8% 1680 8% 1552 -9% 1704 3 上海 中國 1456 29% 1128 31% 861 36% 633 13% 561 4 深圳 中國 1365 29% 1061 39% 761 50% 508 27% 399 5 釜山 韓國 1143 10% 1037 10% 945 19% 791 5% 754 6 高雄 臺灣 971 10% 884 4% 849 13% 754 2% 742 7 鹿特丹 荷蘭 830 17% 710 9% 652 7% 610 -3% 630 8

11、洛杉磯 美國 732 2% 718 18% 611 18% 518 6% 488 9 漢堡 德國 700 14% 614 14% 537 15% 469 10% 425 10 迪拜 阿聯(lián)酋 643 25% 515 23% 419 20% 350 14% 306 11 安特衛(wèi)普 比利時 606 11% 545 14% 478 13% 422 3% 408 3 頁腳內容 頁眉內容 12 長灘 美國 578 24% 466 3% 453 1% 446 -3% 460 13 巴生港 馬來西亞 524 9% 480 6% 453 21% 376 17% 321 14 青島 中國 514 21% 424

12、24% 341 29% 264 25% 212 15 紐約 /新 澤西 美國 440 6% 415 11% 375 13% 332 9% 305 26 廈門 中國 287 23% 233 33% 175 36% 129 19% 108 資料來源：港口科技動態(tài)和“中國港口集裝箱網(wǎng)” 從以上近幾年全球集裝箱吞吐量前 15 名港口所完成的集裝箱吞吐量可以看出， 集裝箱海上運輸?shù)陌l(fā)展十分迅速， 可以說已經(jīng)到了如火如荼的地步， 尤其是中國大陸 的集裝箱碼頭都保持每年兩位數(shù)的箱量增長。 然而多年來，在碼頭泊位的規(guī)劃建設中，從工藝設備部分在設計院編制的工可、 初設報告中所占的篇幅和內容， 足可以說明目前的研

13、究狀況， 大多還是憑以往的經(jīng)驗。 其中的經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)難免有些陳舊過時。 影響碼頭水工的潮汐可以通過做流體動力 實驗來驗證其對建設模式的影響程度， 而影響碼頭作業(yè)效率的工藝配套組合卻沒有通 過實驗手段來予驗證。 在有關集裝箱碼頭裝卸工藝的教科書中，也大都只有碼頭通過能力和設備生產(chǎn) 能力的計算公式，并沒有給出如何對碼頭裝卸設備進行優(yōu)化配置， 使其生產(chǎn)效率最高、 綜合成本最為合理的方法。 從參考文獻資料來看，已經(jīng)有許多科研部門或院校對碼頭裝卸設備優(yōu)化配置進 行了積極的研究， 并取得一定的成效。 只不過他們的研究針對性很強， 同實際應用結 合也不夠緊密， 特別是很少貫穿碼頭建設和管理全過程， 所以結

14、論偏于理想化， 直接 應用有一定的局限性。 但是，他們研究問題的思想和方法還是非常有價值， 也是很值 得借鑒的。 1.3 本文的組織結構 本文共分六章，具體如下： 第一章為緒論，主要介紹研究的背景、意義及研究現(xiàn)狀； 第二章首先系統(tǒng)詳盡地介紹本文的研究對象集裝箱碼頭、 集裝箱裝卸設備、 以及各類裝卸工藝及其比較， 既進一步闡述研究對象的現(xiàn)狀和問題的由來， 又為下一 步工作做好準備； 第三章以廈門港為例，進一步了解集裝箱碼頭裝卸工藝應用情況以及各類裝卸 4 頁腳內容 頁眉內容 設備的使用狀況，并通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)對裝卸設備生產(chǎn)能力和運行成本等方面做簡單介 紹，為后邊的設備選型提供經(jīng)驗和依據(jù)； 第四章結合

15、設備選型研究，在介紹影響裝卸設備優(yōu)化配置的因素之后，引入綜 合成本模型。 第五章介紹為計算綜合成本模型編寫的 Matlab 開發(fā)的 GUI 程序，并利用該程序 對廈門港海天碼頭的裝卸設備優(yōu)化配置進行分析研究， 幫助管理者進一步認識設備配 置與生產(chǎn)成本之間的關系； 第六章為結論，給出通過以上分析研究后在實際工作中廈門港海天碼頭應采取 的對策，以及本文的基本結論，并指出下一步的工作方向。 第二章 集裝箱碼頭裝卸設備與裝卸工藝認識和研究 本章首先對集裝箱碼頭及其裝卸設備與裝卸工藝進行系統(tǒng)的論述和研究，為下 一步工作做好準備。 集裝箱碼頭是專業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)物，碼頭采用專門的設備和特殊的工藝，實現(xiàn)機 械化

16、、標準化、自動化，提高生產(chǎn)技術水平和勞動熟練程度，大大增加產(chǎn)量，提高質 量，降低成本。 2.1 集裝箱碼頭概述 港口碼頭是水路運輸和陸路運輸?shù)倪B接點。 碼頭泊位的形式主要有順岸式、凸堤式、棧橋式等幾種。廈門港的碼頭幾乎全 部是順岸式重力碼頭。 碼頭泊位長度是根據(jù)泊位上所?？康募b箱船的長度來確定的，而泊位的縱深 則要考慮集裝箱船的到港密度、 載箱量、 碼頭裝卸工藝方式、 以及泊位通過能力等因 素。為了使船舶進出港不受潮位制約，泊位還必須有足夠的水深。 集裝箱碼頭( Container Terminal)的主要設施有：前沿、堆場、道路、貨運站、 檢查口、維修車間、供電站、辦公樓、調度樓等。 航道

17、是船舶進入港口到達碼頭泊位的一條水道，它的寬度和深度決定了港口所 能接納的船舶的大小。泊位前的航道較寬，便于船舶靠離泊和調頭，成為“港池” ， 有的還專門辟出“調頭區(qū)”來。廈門港期航道疏浚工程完工后， 10 萬噸船舶可以 長驅直入了。 5 頁腳內容 頁眉內容 每個集裝箱裝載的貨物都是不同的，可能有不同的貨主、品種、重量、抵達港， 所以每個集裝箱有唯一的號碼予以識別。 在集裝箱船裝卸作業(yè)前必須進行配載， 以明 確每個作業(yè)箱在船上的位置，便于順序裝船、保證船舶的平衡；在裝卸作業(yè)時，必須 記住每個箱子存放在堆場的位置， 便于提取。 在吞吐量大的碼頭， 以上這些都由計算 機管理系統(tǒng)來處理。而信息的傳遞

18、，則從人工紙卡、語音通訊，發(fā)展到無線數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)，使得能夠實時地對碼頭作業(yè)進行管理、控制，效率高，不易出錯。 總之，現(xiàn)代化的港口必須為大規(guī)模和高效率進行集裝箱裝卸、保管、加速車船 周轉提供必要的技術手段。 2.2 集裝箱碼頭裝卸設備分析 5 對于貨運碼頭來說，貨物裝卸設備是至關重要的。集裝箱碼頭之所以快速發(fā)展， 就是因為它使用了大量技術含量高的現(xiàn)代化裝卸設備，大大提高了裝卸效率。 碼頭裝卸設備一般分為起重機械、運輸機械和裝卸搬運車輛等三類。 起重機械是一種循環(huán)、間歇運動的機械，用來垂直升降物品或兼作物品的水平 移動，以滿足物品的裝卸、轉載和安裝等作業(yè)要求。碼頭起重機械則是專門設計、制 造，用

19、在碼頭和貨場，擔負貨物裝卸、轉載的起重機械，具有工作速度快、裝卸效率 高、起制動頻繁等特點。起重機械由金屬結構、運行機構、電氣系統(tǒng)等部分組成。常 見的碼頭起重機械有門座起重機、輪胎起重機、汽車起重機、裝卸橋、門式起重機、 浮式起重機等。 碼頭運輸機械是指可以沿一定的輸送路線從裝料點到卸料點均勻連續(xù)輸送物料 的輸送機械， 有些輸送機械還具有取料和堆料的功能。 運輸機械一般都用于大宗散貨 如煤、礦石、散糧、化肥、水泥等的運輸裝卸，動作單一，結構簡單，通用性差，每 種機型只能適用于一定類型的貨種。 常見的碼頭運輸機械有帶式輸送機、 埋刮板輸送 機、斗式提升機、鏈斗卸船機、氣力卸船機、裝船機、堆取料機

20、等。近來，也有人想 把這種連續(xù)輸送機械的概念引入集裝箱堆場， 用連續(xù)運轉的集裝箱托盤取代牽引掛車 作為集裝箱的水平運輸設備。 碼頭裝卸搬運車輛主要是在碼頭貨場、倉庫、船艙等處對各種件雜貨、散貨和 集裝箱進行裝卸、堆垛、清理、轉運等作業(yè)，可獨立或與其它碼頭機械配合作業(yè)。機 動性好、可到處行走的車輛底盤和配備多種工屬具等是裝卸搬運車輛的顯著特點， 裝 6 頁腳內容 頁眉內容 卸搬運車輛一般由動力裝置、行走底盤、電器設備、工作裝置等組成。碼頭常見的裝 卸搬運車輛多是以柴油機為動力的。 常見的裝卸搬運車輛有具備裝卸和搬運兩種功能 的叉車、裝載機、集裝箱跨運車、 正面吊、堆高機等， 和只具備搬運功能的載

21、貨汽車、 牽引車、掛車等。 隨著集裝箱運輸?shù)难杆侔l(fā)展，裝卸工藝方式不斷革新，裝卸搬運機械的機型、 品種和規(guī)格日益增多，其性能和結構日趨完善。 以下分岸邊、堆場、水平運輸三方面，著重對集裝箱碼頭常用的裝卸設備作逐 一介紹。 2.2.1 岸邊裝卸設備 岸邊裝卸設備的任務是將集裝箱從船上卸下或將集裝箱裝上船，它的作業(yè)效率 和可靠性直接影響碼頭的生產(chǎn)效率和裝卸船的及時與否。 駁吊 在某些地區(qū)集裝箱海運初期，人們沿用了過去重大件貨物運輸裝卸的經(jīng)驗和設 備，駁吊就是其中之一。在很長的一段時間里，海面上來來往往的拖輪和駁吊，成為 香港維多利亞灣里的一道風景線。廈門港最多的時候曾同時使用 5 艘駁吊。 圖 2

22、-1 駁吊 當碼頭泊位緊張或岸邊設備缺乏時，可以進行裝卸船和過駁作業(yè)的駁吊成為投 資少、見效快的一種裝卸工具。 駁吊還可以用來裝卸一些重大件貨物， 如大型機器等。 它一般都是用舊船體改裝而成， 有的甚至連柴油機也是舊的。 起重量從二三十噸到近 百噸都有， 載貨量可達二三千噸。 航行時需要拖輪拖帶。 結構是在船艙的一頭設置生 活區(qū)，另一頭豎起一個堅固的人字架， 用來安裝滑輪組拉住圓管制成的起重臂。 動力 部分則由一臺柴油機通過分動箱再分別驅動起升、 變幅、旋轉機構工作， 而這三大機 構最終都是使用鋼絲繩牽引動作的。 貨物的下降動作采用動力下降， 所以裝卸效率還 比較高的。 另外，為了在系泊后可自

23、行沿岸壁移動，駁吊一般還在生活區(qū)的甲板上安裝了 一套絞車。 7 頁腳內容 頁眉內容 門機 門機是貨運碼頭用的最多的裝卸船起重機械，幾乎已成為貨運碼頭的標志，在 設計制造上已標準化、系列化。由于門機下方還要通行載貨汽車，甚至是火車，所以 門機的下部結構做得像門座，故稱為門座式起重機( Portal Crane)，簡稱門機。一般 使用吊鉤裝卸件雜貨， 或使用抓斗裝卸散貨， 也可以直接用吊鉤配以索具吊空箱或配 上專用吊具裝卸集裝箱。 海天碼頭在很長的一段時間里， 曾使用門機裝卸空箱， 不僅 效率高，成本也很低。 旋轉、行走四大機構， 門機是一種典型的、 用途最廣泛的起重機， 其構造可分為上部回轉和下

24、部運行兩 部分。上部回轉部分包括臂架系統(tǒng)、人字架、回轉平臺、機器房、司機室等；下部運 行部分由門架、平衡梁、運行臺車等組成。它有起升、變幅、 工作面廣、幅度大，靈活簡便，適應性強。 1-變幅機構 2-司機室 3-回轉機構 4-起升機構 5-電氣系統(tǒng) 6-電纜卷筒 7-行走機構 8-門架 9-轉柱 10-轉盤 11-機器房 12-人字架 13-平衡系統(tǒng) 14-臂架系統(tǒng) 15-吊鉤 圖 2-2 門機 上圖所示的門機是目前碼頭使用的最具有代表性的 機型，它的回轉支承采用了轉柱式。 貨運碼頭用于集裝箱 的門機規(guī)格主要為 16t/33m和 40t/43m(額定起重量 /最大 工作幅度)等。軌距一般是 1

25、0.5m和 16m。 高架吊 一種在上世紀七十年代末期開始出現(xiàn)， 而現(xiàn)在發(fā)展速 度較快的自行式高架集裝箱輪胎起重機正在為中小型集 裝箱碼頭和新開發(fā)的集裝箱碼頭所接受， 同時它也被大型 集裝箱碼頭當成較好的臨時應急補充設備， 作業(yè)繁忙時可 調來使用，不需要時可移到其它地方使用。 8 頁腳內容 頁眉內容 1- 補償滑輪組 2- 起重臂 3- 立柱 4- 變幅驅動裝置 5- 回轉部分 6- 底盤 7- 抓斗 8- 集裝箱吊具 9- 吊鉤 圖 2-3 高架吊 自行式高架吊( Mobile Harbor Crane，MHC )可以進行使用抓斗、集裝箱吊具、 吊鉤等進行作業(yè)， 它的主要結構是在輪胎起重機的

26、底盤基礎上， 在回轉轉盤上部增設 較高的立柱，用來支撐長起重臂、變幅驅動機構和滑輪補償裝置。除了具有起升、變 幅、回轉和運行功能外，它的起重臂和立柱還可以放倒，以方便轉移使用。 從結構圖可以看出，高架吊的起重臂下鉸點很高，對船舶進行裝卸作業(yè)時，即 使伸幅較大， 起重臂也不致于與船舷相碰。 由于采用了滑輪補償裝置， 高架吊還同一 般門座式起重機一樣， 在變幅過程中實現(xiàn)貨物水平移動。 同時， 它又具有輪胎起重機 的基本特點，可以在公路、碼頭上不受軌道限制自由運行。 高架吊的最大起重能力一般在 2475t 之間，作業(yè)幅度在 1047m，支腿壓力 5001800KN。 我們國家海港的碼頭生產(chǎn)專業(yè)化程度

27、都較高，這種自行式高架吊造價又不菲， 所以很少看到它的身影。 岸橋 岸邊集裝箱起重機(簡稱岸橋或橋吊， Quayside Container Crane，簡稱 QC 或 9 頁腳內容 頁眉內容 STS），是集裝箱碼頭前沿裝卸集裝箱船舶的專用起重機械，它是隨著集裝箱海上運 輸?shù)陌l(fā)展， 由裝卸橋演化而來的。 現(xiàn)在的岸橋越造越高大， 早已成為集裝箱碼頭單機 造價最高的設備，同時它的裝卸效率也是最高的。 岸橋的基本結構是：由海側和陸側門框與斜撐拉桿組合成門架結構，用于支撐 垂直于碼頭岸線的大梁， 運行小車沿著大梁前后運動， 通過懸掛在運行小車下的吊具 完成對集裝箱船舶上的集裝箱的裝卸作業(yè)。為方便司機觀

28、察吊具對箱和開閉鎖動作， 習慣上將司機室布置在運行小車后下方并跟隨小車運行。 為避讓船舶， 岸橋的前伸梁 必須仰起或縮進海側門框內。 隨著集裝箱船舶的大型化發(fā)展，岸橋也越造越高大。目前許多集裝箱碼頭，特 別是自動化碼頭， 已逐漸采用新型雙小車岸橋來取代常規(guī)單小車岸橋， 以追求更高的 裝卸效率，以及實現(xiàn)岸橋與水平運輸設備間的自動銜接。 下圖是 ZPMC 最新的一種雙小車岸橋總圖， 它的吊具下起重量達到 61t，可以滿 足雙 20箱作業(yè)，前伸距 63m，軌上起升高度 42m。前小車由司機駕駛，卸船時把集 裝箱從船上卸到海側立柱后的轉運平臺上， 該步驟也可實現(xiàn)全自動或半自動 （對箱由 司機操作，后邊

29、的動作自動完成） 。后小車可實現(xiàn)無人駕駛，自動地把轉運平臺上的 集裝箱卸到拖掛車上。 由于將卸船動作分成二個步驟， 并且前小車省去陸側對箱的時 間，所以裝卸效率可大大提高。 圖 2-4 雙小車岸橋外形圖 就在最近，幾家岸橋制造商又推出了雙 40吊具或雙 40起升系統(tǒng)的岸橋，目 的在于最大可能地提高設備工作效率，加快船舶周轉。 這些岸橋的輪壓達到 100t 以上，對碼頭主體建筑的要求也越來越高了。 2.2.2 水平運輸設備 水平運輸設備的任務是把集裝箱從碼頭岸邊的起重機下運輸?shù)蕉褕觯?或貨運站、 倉庫等地方，實現(xiàn)碼頭前沿和后方的貨物連接。 拖掛車 拖掛車是被世界上大多數(shù)集裝箱碼頭所使用的水平運輸

30、設備， 它分為牽引車（俗 稱拖頭）和半掛車兩部分，且可以分離，不僅有助于產(chǎn)品功能專業(yè)化，還提高了牽引 車的周轉利用率。在集裝箱碼頭，人們普遍稱集裝箱拖掛車為“集卡” 。 10 頁腳內容 頁眉內容 牽引車( Trailer or Truck)其實就象只有駕駛室和底盤的載重汽車，在后軸的主 梁上安裝了一個鞍座， 又稱第五輪， 用來同半掛車的牽引銷相連接。 根據(jù)牽引噸位的 大小， 牽引車有雙軸式和三軸式之分， 驅動方式有單軸驅動、 雙軸驅動和三軸驅動三 種，一般常見的有 42 型和 64 型的。 1- 牽引車； 2-半掛車 圖 2-5 集裝箱拖掛車 半掛車又稱底盤車( Chassis)，它以可伸縮的

31、支腿代替前軸，比較便宜，也更為 通用。根據(jù)載重量的不同， 后軸常見的有二軸和三軸的。 根據(jù)底盤骨架上是否鋪設平 板，又分為平板式和骨架式兩種，前者不但可以放集裝箱，還可以裝其它貨物。半掛 車四周相應位置設有旋鎖，在公路運輸時必須鎖住集裝箱。在碼頭內使用的半掛車， 為了提高裝卸效率，可以不設旋鎖，但增加導板以方便司機對箱并限制集裝箱移動。 碼頭上俗稱這類半掛車為“聰明架” 。 牽引車通過可快速插拔的氣管和電纜向半掛車提供制動氣源和信號電源。 拖掛車除了油耗外，輪胎是比較大的成本支出，所以碼頭上經(jīng)常會使用翻胎。 輪胎壽命的長短同碼頭前沿和道路的路面好壞有關系。 為了提高裝卸船效率和安全性，目前海天

32、碼頭大量采用低速的碼頭專用牽引車 和帶導板的專用半掛車。 跨運車 集裝箱跨運車 ( Stacker Carriers or Straddle Carrier，s SC)是一種應用于集裝箱碼 頭和貨運站的集裝箱專用裝卸機械， 其作用是實現(xiàn)集裝箱的水平搬運、 堆碼、以及對 集裝箱半掛車進行裝卸作業(yè)。 跨運車不僅可以一機多用，減少作業(yè)環(huán)節(jié)，還有機動性好，作業(yè)靈活，取箱對 位快，作業(yè)效率高等優(yōu)點。但因其結構、機構較復雜，又過多地依賴液壓系統(tǒng)，所以 維修保養(yǎng)困難，配件成本較高；作為水平運輸車輛，跨運車的車體窄、質心高，行走 穩(wěn)定性較差，對路面和司機操作技術水平的要求都比較高。 11 頁腳內容 頁眉內容

33、1- 車架 2- 動力及傳動系統(tǒng) 3- 液壓系統(tǒng) 4- 電控系統(tǒng) 5- 吊具與升降系統(tǒng) 6- 轉向、行駛和制動系統(tǒng) 圖 2-6 集裝箱跨運車 跨運車的車架由兩片門型的框架連接而成，下部凈空可跨過拖掛車或堆垛的集 裝箱，又可帶箱運行，故此得名。跨運車采用柴油機作為動力，一般有頂置單發(fā)動機 和兩側分置雙發(fā)動機兩種。 傳動系統(tǒng)將柴油機的動力傳遞到車輪使車輛行駛， 并驅動 液壓系統(tǒng)帶動吊具工作。 除此之外，有些制造廠商也采用電傳動系統(tǒng)來替代復雜的機 械傳動。同其它車輛一樣，跨運車也配備有行駛、轉向、制動和電器等系統(tǒng)，這里就 不一一贅述了。 值得一提的是， 為了能提供盡量小的轉彎半徑， 跨運車通常都采用

34、全 輪（8輪）同時轉向?？邕\車的司機室一般設在上部門框的一側，在方便司機駕駛的 同時，還要兼顧有良好的對箱視角。 跨運車的吊具常用液壓油缸鏈條、 液壓馬達 鏈條或鋼絲繩卷筒等方式實現(xiàn)升降運動，以往曾采用組合式（子母式）的，目前多采 用可伸縮式的，能適應 ISO標準的 2040集裝箱。 跨運車的額定起重量多為 30.5t40t，堆碼和通過能力基本上有堆二過三、堆三 過四等兩種，行駛速度小于 30km/h，升降速度在 200mm/s300mm/s 之間，最小轉 彎半徑在 10m左右，自重 40t58t，輪壓 12t 左右，發(fā)動機功率 131kw243kw。 廈門港使用的跨運車有日本 TCM 、芬蘭

35、 VALMET 、美國 CLARK 制造的，由于 國內集裝箱碼頭很少使用跨運車，所以國內港機制造廠都還處于研制階段。 自動導向車 國外也有些大型的集裝箱港口，如荷蘭鹿特丹港采用自動導向車（ AGV ）水平 12 頁腳內容 頁眉內容 運輸系統(tǒng)， AGV 是目前國際上最先進的自動化水平運輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)建設投資高， 技術水平高，適用于集裝箱貨運量大、勞動成本高的大型集裝箱樞紐港。 自動導向車系統(tǒng)是無人操縱的自動化運輸系統(tǒng)，主要由自動導向車（ Automatic Guided Vehicle）、地面管理系統(tǒng)（ VSM ）、導引系統(tǒng)、地址編碼系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、停 車站、充電站和周邊設備等基本單元組成。 A

36、GV 系統(tǒng)可以實現(xiàn)柔性運輸、使用靈活、 運輸效率高、節(jié)能、系統(tǒng)工作可靠、無公害，可以改善工作環(huán)境，所以被廣泛應用于 汽車制造業(yè)、家用電器業(yè)、電子業(yè)、食品加工業(yè)等許多領域。 AGV 裝有微電腦和先進的電子電路，智能水平高，操作簡單容易掌握，安全措 施齊全。比如：在車前、車后都裝有超聲波或紅外線障礙物檢測裝置，確保接近物 2 米內停車； 車上設有完備的運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)， 能及時發(fā)現(xiàn)諸如車輛脫線行駛、 車速 異常、電瓶虧電、馬達超負荷以及前面遇障礙物等事故，及時停車并向 VSM 報告； 等等。 碼頭上使用的 AGV 行駛速度可達到 20km/h 以上。 2.2.3 堆場裝卸設備 堆場裝卸設備的任務是

37、在堆場對集裝箱進行堆碼存放和提箱作業(yè)。 叉車 叉車（也叫鏟車、叉式裝卸車， Fork Lifts ）是應用最為廣泛的港口裝卸搬運機 械，不夸張地說， 在世界任何港口碼頭都可以見到它的身影。 叉車是一種以貨叉為主 要工作裝置， 依靠液壓升降裝置實現(xiàn)對貨物的叉取、 升降，并由輪胎式運行機構來完 成貨物的水平搬運的自行式流動機械。 在不同形式的工作屬具的配合下， 叉車可以適 用于件貨及其它貨物的裝卸、堆垛和短距離搬運，還可以輔助生產(chǎn)或維修作業(yè)。 作為一種通用、批量生產(chǎn)的工業(yè)搬運車輛，叉車早已標準化、系列化，在港口 常用的是內燃平衡重式正面叉車，其起重量在 1.5t 60t 范圍內。 在港口集裝箱應用

38、領域，叉車主要有兩種用途，一是直接用于裝卸和搬運集裝 箱，二是用于拆裝箱作業(yè)，即進入集裝箱對箱內貨物進行裝卸。 需要進箱作業(yè)的叉車，需要選用全自由提升（即內門架未升起時貨叉就能提升 到一定高度） 功能，否則在箱內是無法堆碼貨物的。 廈門港使用的小噸位叉車現(xiàn)已基 本是林德（廈門）叉車公司生產(chǎn)的靜壓傳動叉車的天下，因為這種叉車操作簡便、轉 13 頁腳內容 頁眉內容 彎半徑小、可靠性較高。 圖 2-7 叉車外形圖 直接裝卸集裝箱的專用叉車，是在門架前安裝頂部或側面起吊的吊具，利用旋 鎖件同集裝箱連接起吊； 或利用貨叉插入集裝箱底部的叉槽內舉升集裝箱。 集裝箱叉 車的起重量都較大，機動靈活，作業(yè)范圍廣

39、，成熟可靠，費用低廉，但是由于單機作 業(yè)效率低，滿載輪壓大，堆碼高度不足，又不能夠跨排作業(yè)，所以只適用于集裝箱碼 頭的初期和吞吐量不大的綜合性碼頭。 廈門港曾使用過的幾臺集裝箱重叉， 現(xiàn)在都變 成了用之不便、棄之可惜的“雞肋” 。 正面吊 集裝箱正面吊運機(簡稱正面吊， Reach Stacker)s 是一種用來完成集裝箱裝卸、 堆碼和水平運輸?shù)膶Ｓ迷O備， 它的結構由類似重型叉車的底盤， 和類似汽車吊的伸縮 起重臂，加上吊具組成，既能堆碼多層集裝箱，也可跨排作業(yè)。 正面吊配備的多功能伸縮式吊具，除了能適用于 20 40集裝箱外，還具有左 右回轉、橫移、傾斜功能，便于對箱和通過狹窄的通道。 圖

40、2-8 集裝箱正面吊 正面吊的起重臂由基本臂和一節(jié)伸縮臂組成，由油缸系統(tǒng)實現(xiàn)其伸縮和俯仰。 由于整機慣性大，正面吊的動力傳動系統(tǒng)一般都采用液力變矩器和動力換檔變速箱。 同汽車吊一樣，正面吊的堆碼能力也受載荷中心的限制，目前多為 5 層 3 排。 其它性能參數(shù)為：行駛速度在每小時 20 公里左右，轉彎半徑 8m，自重 70t 左右，發(fā) 動機功率在 182203kW 之間，輪胎規(guī)格為 18.00-25。 堆高機 空箱堆高機( Front Loaders)是專門用來堆碼空集裝箱的設備，它的外形跟重型 叉車沒有什么區(qū)別，只是門架比較高，配備側面起吊的集裝箱吊具，最高可堆碼7 8 層集裝箱。為了方便司機

41、對箱操作，有些堆高機的司機室還可以升降。 跨運車 前面已經(jīng)提到，跨運車除了可以作為水平運輸車輛外，還可以進行堆垛和裝卸 拖掛車作業(yè)。 跨運車一般只能堆二過三， 另需留出足夠的轉彎通道以方便其對拖掛車 14 頁腳內容 頁眉內容 進行裝卸作業(yè)，所以堆場利用率比較低。 龍門吊 龍門吊是集裝箱碼頭的堆場專用起重機械，全稱是輪胎集裝箱龍門式起重機 (Rubber Tyred Container Gantry Cranes， RTG)，簡稱龍門吊或場橋，可用于集裝箱 的堆場堆垛和拖掛車裝卸作業(yè)。 圖 2-9 集裝箱龍門吊外形尺寸圖 目前較常用的龍門吊由 8 只橡膠輪胎支撐，采用柴油機帶動交流發(fā)電機，經(jīng)可

42、控整流變頻后， 作為機械的驅動動力， 因此可在集裝箱堆場內移動而不受拖帶電纜以 及外接電源的影響。 龍門吊配有能起吊 20和 40集裝箱的伸縮吊具。為提高裝卸效率，減少集裝 箱的搖擺，以及方便對箱，龍門吊一般都配有吊具減搖裝置和吊具回轉裝置。 跨距為 23.47m的龍門吊能跨越 6 排集裝箱和一條集裝箱拖掛車通道， 起升高度 從“堆三過四”已發(fā)展到“堆六過七” 。 以下是海天碼頭使用的一種“堆五過六”龍門吊的主要參數(shù)： 表 2-1 “堆五過六”龍門吊的主要參數(shù) 跨度 23.47m 基距 7.4m 起升高度 18m 小車有效行程 18.47m 吊具下起重量 41t 起升速度 滿載 23m/min

43、 ，空載 52m/min 小車運行速度 70m/min 大車運行速度 滿載 50m/min ，空載 100m/min 吊具回轉 5， 0.5 /s 吊具伸縮 2040， 30s 整機重量 131t 外形尺寸 252701164025100mm 最大工作輪壓 34.5t 柴油機功率 504kw 輪胎 18.00-25 15 頁腳內容 頁眉內容 龍門吊的新技術主要集中在高可靠性的交流變頻驅動、大車自動糾偏、自動化 作業(yè)、故障診斷與監(jiān)測等方面。 軌道吊 軌道式集裝箱門式起重機( Rail Mounted Gantry Cranes，RMG )，簡稱軌道吊， 主要用于集裝箱鐵路轉運站和大規(guī)模集裝箱堆場

44、的集裝箱裝卸、 搬運和堆放。 軌道吊 其實有點象是岸橋和龍門吊的衍生物， 它的外形象龍門吊， 只不過行駛在軌道上， 而 且也是采用電纜卷筒將電力輸送上機驅動機構運行的。 圖 2-10 軌道龍門吊 根據(jù)場地、裝卸工藝要求，軌道吊可分別選用無懸臂、單懸臂或雙懸臂等形式。 由于跨距一般都較大， 為了避免大車車輪在行走時發(fā)生啃軌現(xiàn)象， 軌道吊大多采用“一 剛一柔”門腿結構。 以往軌道吊的堆垛能力和運行參數(shù)都較低，現(xiàn)在基本上與龍門吊相當，大軌距 軌道吊的小車運行速度比龍門吊的還要大。 除了需要在堆場內增設軌道和供電電纜外，軌道吊在堆垛高度、堆垛定位精度 控制、防搖性能、以及鋼結構受力狀態(tài)等方面均優(yōu)于龍門

45、吊。另外軌道吊的能耗低， 噪音小，可以通過車輪數(shù)量的增加來承受更大的負載實現(xiàn)大軌距， 并且容易實現(xiàn)自動 化無人操作，所以現(xiàn)在很多樞紐港的集裝箱碼頭都采用軌道吊來充當堆場裝卸設備。 海天碼頭于 2003年投入了 2 臺軌距 50m的軌道吊，用于冷藏集裝箱的裝卸堆存作業(yè)。 值得一提的是， 為了實現(xiàn)集裝箱堆場上輪胎龍門吊和軌道龍門吊的共用， ZPMC 已開發(fā)出共軌軌道吊。 它的跨距同輪胎龍門吊的一致， 大車車輪的輪緣嵌入鋪在輪胎 龍門吊跑道上的下沉式軌道內， 以約束整機直行。 這種設備的推出， 為那些原來采用 輪胎龍門吊作業(yè)工藝， 在碼頭擴建時又打算采用軌道龍門吊工藝的集裝箱碼頭提供了 一種可行方案

46、。 圖 2-11 共軌軌道龍門吊的大車車輪與軌道 廈門港海滄港區(qū) 1# 泊位將與 2#、3# 泊位一樣同香港和記黃浦 HPH 合資經(jīng)營， 為了能提高堆場設備的安全性、可靠性、操作性、運營經(jīng)濟性，以及將來自動作業(yè)的 可能性，又能同原有的輪胎龍門吊互補使用， 管理層正考慮是否可采用上述的共軌軌 道龍門吊作為堆場裝卸設備。 16 頁腳內容 頁眉內容 高架橋吊 高架橋式起重機，簡稱高架橋吊，英文縮寫 HDS。高架橋式起重機的基本形式 同橋式起重機，相比軌道吊，它是將門腿換成固定的混凝土高架廊，上面鋪設軌道， 軌道距地面 28m，可堆存空箱 9 層高，跨 10個集裝箱。這種布置方式降低了起重機 的成本，

47、 且增加了穩(wěn)定性和安全性， 大車運行速度也得以提高， 迄今為止取得了很好 的效果，被公認為是現(xiàn)今最高效的堆場裝卸方式。 圖 2-12 高架橋吊 高架吊的供電可采用滑觸線和電纜卷筒兩種方式。 2.3 集裝箱碼頭裝卸工藝分析 13 港口的主要任務是裝卸。裝卸工藝是指港口裝卸貨物的方法，就是如何將裝卸 設備有機地結合起來，完成貨物在碼頭系統(tǒng)中的裝卸、堆垛、提取等作業(yè)要求。裝卸 工藝是港口生產(chǎn)的基礎。選用不同的裝卸設備，就會形成不同的裝卸工藝。 研究裝卸工藝就是分析和改進裝卸方法，就是要體現(xiàn)出設備配備的合理程度， 使通過港口的物流更經(jīng)濟、更合理，從而達到安全、優(yōu)質、高效、低成本地完成裝卸 任務的目的。

48、裝卸工藝追求的是合理的投入、高效安全、以及滿足外圍環(huán)境?，F(xiàn)在大 型專業(yè)化碼頭的裝卸工藝基本上實現(xiàn)了現(xiàn)代化、 信息化，這為碼頭設備的配置、 優(yōu)化 和分析研究提供了可靠的技術基礎。 2.3.1 集裝箱碼頭裝卸工藝類型及比較 集裝箱船舶在港口碼頭的裝卸作業(yè)方式可分為滾上滾下方式和吊上吊下方式兩 種。 滾上滾下方式，需采用專門的滾裝船，利用牽引車直接將放置在半掛車上的集 裝箱拉到船上，連同半掛車一起堆放在船艙內， 船舶到港后再用牽引車拉到堆場存放。 該方式裝卸速度快，碼頭設施簡單，裝卸費用低，有利于組織集裝箱的“門到門”運 輸；但集裝箱滾裝船的造價高，載重利用系數(shù)低，碼頭所需的堆場面積大。所以，一 般

49、只適用于國內沿海、大陸與島嶼、近鄰國家之間的短距離運輸。 吊上吊下方式則用的最為廣泛，它是指在碼頭前沿采用起重機進行集裝箱的裝 卸。在現(xiàn)代化的集裝箱專用碼頭上， 為了追求規(guī)模效益和盡量高的裝卸效率， 無不采 17 頁腳內容 頁眉內容 用岸橋作為岸邊裝卸船的起重設備， 所以集裝箱碼頭的裝卸工藝就按照堆場裝卸設備 和平面運輸?shù)牟煌M行分類。常見的裝卸工藝有：全底盤車工藝、跨運車工藝、龍 門吊工藝、軌道吊工藝、高架橋吊工藝等。 全底盤車工藝 卸船：橋吊把集裝箱從船上卸到底盤車(半掛車)上，用牽引車把底盤車拖到 碼頭堆場，按順序排列存放。 裝船：用牽引車把堆場上裝有集裝箱的底盤車拉到碼頭前沿，再用橋

50、吊把集裝 箱裝上船。 優(yōu)點：碼頭堆場的作業(yè)環(huán)節(jié)少，搬運方便，取箱容易，疏運能力高，集裝箱破 損率很小，除牽引車外不需要其它裝卸設備，堆場場地鋪裝成本低，最適合開展“門 到門”運輸。 缺點：全底盤車工藝需配備與集裝箱堆存量等同數(shù)量的底盤車，投資大，占用 堆場面積大，堆場利用率相當?shù)汀?該工藝方式首先由美國海陸( Sea Land)航運公司采用，所以也叫“海陸方式” 跨運車工藝 卸船：橋吊將集裝箱從船上卸到碼頭前沿，然后用跨運車把集裝箱搬運到堆場 碼放。 裝船：用跨運車將堆場上的集裝箱搬運到碼頭前沿，在用橋吊把集裝箱裝上船。 優(yōu)點：機動性強，跨運車集裝卸、堆垛、水平運輸于一身，作業(yè)效率高；投入 的

51、機種少，設備容易調配；橋吊卸船時，可以把集裝箱直接吊放在碼頭前沿的地上， 不用準確對位，有利于提高橋吊的裝卸效率；跨運車能堆碼 24 層集裝箱，堆場利 用率較高，投資也較少。 缺點：跨運車造價較高，液壓部件多，故障率較高，維修費用大；對司機操作 熟練程度要求高； 跨運車本身的輪壓較大， 道路和堆場的土建工程投資大； 跨運車轉 彎運行時占用的道路面積大。 18 頁腳內容 頁眉內容 圖 2-13 跨運車裝卸工藝示意圖 另外，利用跨運車直接到岸橋下?lián)Q裝集裝箱，岸橋下橫梁凈空還必須大于14m， 以保證跨運車能安全通過。 跨運車堆場箱與箱之間的凈距離一般為 1.4m，跨運車門腿與集裝箱之間需保留 500

52、mm 的凈距離。 龍門吊工藝 卸船：橋吊將集裝箱從船上卸到碼頭前沿的拖掛車上，然后拖到堆場，由龍門 吊堆碼。 裝船：在堆場用龍門吊將集裝箱裝到拖掛車上，然后拖到碼頭前沿，再用橋吊 把集裝箱裝上船。 優(yōu)點：機動性較好，可轉場作業(yè)；操作較簡單，維修費用較低；龍門吊最大可 堆碼 6 層，單位面積堆存量大，堆場利用率高；采用 90轉向移場作業(yè)，占用通道 面積??；便于實現(xiàn)自動化作業(yè)。 缺點：需要拖掛車配合，投入設備多；堆垛層數(shù)多，翻箱率高；輪壓大，土建 工程投資較大；裝備功率大，整機重量也大，如果經(jīng)常在堆場內移動，或長時間等待 作業(yè)，則油耗較高；噪聲大；容易跑偏以及較難確定在堆場上的位置等。 19 頁腳

53、內容 頁眉內容 拆裝箱倉庫 國內集裝箱碼頭絕大多數(shù)采用跨距為 23.47m（跨 6 排箱和 1 條拖掛車車道）規(guī) 格的龍門吊。早期的碼頭在設計建設時多選擇“ 33”模式，即將拖掛車車道安排在 中間，兩邊各布置 3 排箱位。這種模式的堆存量相對會大一些，翻箱量也少，但對碼 頭作業(yè)系統(tǒng)的精確度要求高， 也不適合多臺龍門吊同在一個堆場 （跑道）作業(yè)的情形。 現(xiàn)在，越來越多的集裝箱碼頭都采用“ 61 背靠背布置”的模式，即將拖掛車車道 安排在一側， 6 排箱位集中布置，同時有意將相鄰堆場（跑道）的拖掛車車道作交錯 布置，并在相鄰兩條車道中間留出一條應急車道， 以適應多臺龍門吊同在一個堆場作 業(yè)時拖掛車

54、通行的需要。 圖 2-15 “堆五過六”型龍門吊“ 6+1 背靠背布置”堆場布局 軌道吊工藝 卸船：橋吊將集裝箱卸到碼頭前沿的拖掛車上，然后拖到堆場，采用軌道吊堆 碼。 裝船：在堆場用軌道吊將集裝箱裝到拖掛車上，然后拖到碼頭前沿，用橋吊把 集裝箱裝上船。 優(yōu)點：軌道吊結構較為簡單，操作容易，維修費用和運營成本都較低，因而裝 卸成本低；軌道吊最大可堆碼 6 層以上，跨距最大可達 50m，占用堆場面積更小，堆 場利用率最高；可實現(xiàn)作業(yè)自動化。 缺點：軌道吊不能轉場作業(yè)，因此機動性差，作業(yè)范圍受到限制；所以初期投 入較大。 軌道式龍門起重機一般都由碼頭專門的電力供電驅動，環(huán)保性好。其構造比較 簡單、

55、使用壽命長、故障少、維修工作量小、 運行成本低，在軌道上運行的操作簡單， 20 頁腳內容 頁眉內容 實現(xiàn)自動化比較容易。 其跨距和堆高都比較大， 一般跨越 1020 列集裝箱， 堆高 5 6 層，最高可達 8 層，可對集裝箱進行密集堆放，因此堆場利用率比較高。由于帶有 懸臂梁，可布置鐵路軌道， 便于進出堆場貨物的轉載。 而且水平運輸車輛互相干涉少， 可縮短生產(chǎn)區(qū)域內機械設備的作業(yè)循環(huán)時間。軌道式龍門起重機上除吊具液壓系統(tǒng) 外，其余部件都是標準型， 這樣就保證了整機作業(yè)的可靠性， 大大降低了維修管理費 用。但其不足之處是只能在軌道上運行， 作業(yè)的靈活性較差， 對于大型集裝箱堆場需 要增加機械數(shù)量

56、來彌補其靈活性的不足。 高架橋吊工藝 高架橋吊現(xiàn)被唯一應用在新加坡港 Pasir Panjang自動化集裝箱碼頭空箱堆場上， 由碼頭中控室的工作人員遠程控制， 一人可同時監(jiān)控 6 臺。運用這種方式， 該碼頭的 年通過能力為 75萬 TEU/泊位，大大超出了其它實施自動化的碼頭， 因此在我國集裝 箱碼頭自動化堆場的裝卸設備選型上， 應對此設備給予足夠的重視。 只是采用這種工 藝的碼頭建筑投資比較大，抗風性要求高。 幾種裝卸工藝類型的比較 以上幾種裝卸工藝方式的技術經(jīng)濟性比較如下表： 表 2-2 集裝箱裝卸工藝方式技術經(jīng)濟性比較 工藝方式 項目 全底盤車 跨運車 龍門吊 軌道吊 高架橋吊 基建投資

57、 小 小 中 高 最高 堆場堆存能力 小 中 大 大 最大 堆場裝卸效率 高 中 高 高 高 設備操作難易程度 易 較難 中 易 易 設備維修費用 低 高 中 低 低 能耗 低 中 高 中 中 機動性 高 高 中 低 低 集裝箱的損壞率 低 高 中 中 中 實現(xiàn)自動化的可能性 難 難 易 更易 最易 上世紀八十年代，在集裝箱運輸?shù)某跗?，大多?shù)碼頭采用跨運車或全底盤車工 藝。后來，通過實際使用，人們越來越感到，跨運車的完好率低，維修費用高，裝卸 成本加大，且對跨運車的操作技術要求高；全底盤車方式投資大，占用貨場面積大， 21 頁腳內容 頁眉內容 貨場面積利用率相當?shù)停?往往受到碼頭陸域條件的限制

58、。 因此， 逐步為輪胎式龍門吊 和軌道式龍門吊方式所取代。 采用不同的裝卸工藝，碼頭的通過能力是不同的。而作業(yè)線上設備能力的匹配 對提高作業(yè)效率尤為重要。 堆場裝卸設備的配備數(shù)量和能力，應與碼頭前沿橋吊的生產(chǎn)能力相適應，以保 證橋吊不停頓地進行裝卸船作業(yè)，并考慮提箱、移垛、以及設備維修的需要，所以堆 場裝卸設備的綜合能力應稍大于前沿橋吊的能力。在確定堆場裝卸設備的實際數(shù)量 時，應根據(jù)其技術性能、生產(chǎn)效率和運行路線，通過計算來確定。 2.3.2 裝卸工藝追求的目標和存在的問題 總的來說，裝卸工藝追求的目標是高效率的組織和協(xié)調，充分發(fā)揮設備和設施 的效能，追求裝卸效率的最大化和投入成本的合理性。

59、集裝箱碼頭的生產(chǎn)組織模式、通關規(guī)則，碼頭堆垛管理模式，堆場布局，道路 設置，設備配置，作業(yè)線管理水平等都會對裝卸效率和生產(chǎn)成本產(chǎn)生影響。因此，如 果選用、配置裝卸設備不當，不是導致碼頭生產(chǎn)能力不足，就是造成投資浪費。這也 是裝卸工藝方針存在的最大問題。 隨著電子計算機和現(xiàn)代通訊技術的更廣泛和深入的應用，新的管理和運作模式 層出不窮。以及面對大物流、 大航貿所要求的及時信息， 對裝卸設備上信息的傳遞提 出更高的要求。 而船舶大型化， 對裝卸設備的作業(yè)能力、 自動化程度也提出更高的要 求。所以，大型高效、自動化和智能化，以及環(huán)?；瘜⑹俏磥泶a頭裝卸設備發(fā)展的方 向。 第三章 廈門港集裝箱碼頭裝卸設備

60、使用現(xiàn)狀分析 研究設備的優(yōu)化配置，除了研究相應的裝卸工藝外，還必須對設備的實際使用 現(xiàn)狀進行分析比較研究。 下面就以廈門港務集團下屬的集裝箱碼頭為例，了解一下現(xiàn)有集裝箱裝卸設備 的使用狀況，并介紹那些同生產(chǎn)效率和運行成本有關的指標因素及其水平。 3.1 廈門港集裝箱碼頭介紹 首先，先簡單介紹一下廈門港集裝箱碼頭的情況，并進一步了解裝卸工藝在碼 頭生產(chǎn)中的具體應用。 22 頁腳內容 頁眉內容 3.1.1 廈門港集裝箱公司東渡港區(qū) 1# 泊位 是全國唯一采用跨運車裝卸工藝的集裝箱碼頭，于 1983 年建成投入使用，最高 峰時期曾使用 3臺岸橋，年吞吐量達 19.7萬 TEU。 圖 3-1 廈門港東