國際物流管理課程設(shè)計

1、1.集裝箱碼頭概述31.1集裝箱碼頭在國際物流中的作用31.2集裝箱碼頭主要設(shè)施31.3集裝箱碼頭裝卸機械42.設(shè)計任務(wù)92.1基本設(shè)計資料92.2設(shè)計依據(jù)102.3設(shè)計內(nèi)容103.集裝箱碼頭設(shè)計方案103.1集裝箱碼頭裝卸工藝方式確定103.2集裝箱碼頭泊位數(shù)133.3集裝箱碼頭泊位主尺寸143.4集裝箱碼頭裝卸機械配置153.4.2場地裝卸機械183.4.3平面運輸機械213.4.4集裝箱碼頭裝卸搬運設(shè)備配置匯總243.5集裝箱碼頭泊位堆場布置243.6 集裝箱碼頭平面布置方案273.6.1 集裝箱碼頭前沿283.6.2 貨運站293.6.3 維修車間303.6.4 控制室313.6.5

2、大門323.6.6 停車場333.7 集裝箱碼頭設(shè)計吞吐能力最終確定341.集裝箱碼頭概述 1.1集裝箱碼頭在國際物流中的作用集裝箱碼頭是指包括港池、錨地、進港航道、泊位等水域以及貨運站、堆場、碼頭前沿、辦公生活區(qū)域等陸域范圍的能夠容納完整的集裝箱裝卸操作過程的具有明確界限的場所。集裝箱碼頭是水陸聯(lián)運的樞紐站，是集裝箱貨物在轉(zhuǎn)換運輸方式時的緩沖地，也是貨物的交接點，因此，集裝箱碼頭在整個集裝箱運輸過程中占有重要地位。集裝箱碼頭與普通件雜貨碼頭相比具有大型和深水化、機械和高效化、信息和現(xiàn)代化和碼頭投資巨大等特點。 1.2集裝箱碼頭主要設(shè)施 集裝箱碼頭主要設(shè)施分為集裝箱碼頭的基本設(shè)施和集裝箱碼頭裝

3、卸機械。 集裝箱碼頭的基本設(shè)施 (一)泊位 這是專為?？看笆褂玫膱鏊?，應(yīng)有一定的岸壁線，其長度應(yīng)根據(jù)所要?？康募b箱船舶的主要技術(shù)參數(shù)確定，并有一定的水深。一般集裝箱船舶泊位長度為300米，水深在12米左右。 (二)前沿 前沿指碼頭岸線從碼頭岸壁到堆場前的一部分區(qū)域。前沿設(shè)有集裝箱裝卸橋，供船舶裝卸集裝箱之用。前沿的寬度主要根據(jù)集裝箱裝卸橋的跨距，以及使用的裝卸機械種類而定，一般為30-50米。 (三)集裝箱碼頭堆場 集裝箱碼頭堆場指在集裝箱船舶進港前，將準(zhǔn)備裝船的集裝箱按預(yù)先制定的船舶配載圖堆放的場地。 (四)集裝箱貨運站 集裝箱貨運站指出口拼箱貨的接收、裝箱，進口拼箱貨的拆箱、交貨的場所

4、。 (五)控制塔 控制塔也叫指揮塔，是集裝箱碼頭的指揮中心，負責(zé)指揮和督促集裝箱裝卸作業(yè)和集裝箱碼頭工作計劃的執(zhí)竹。 (六)門衛(wèi) 門衛(wèi)是集裝箱碼頭的出人口，是劃分集裝箱碼頭與其他部門責(zé)任的地方。出人集裝箱碼頭的空、重箱，均應(yīng)在大門口進行檢查，辦理交接手續(xù)。 （七)維修車間維修車間主要是對碼頭所有的機械設(shè)備進行維修、保養(yǎng)，以保證集裝箱碼頭機械化作業(yè)高效而順利地進竹的地方。1.3集裝箱碼頭裝卸機械 主要有三種，即 岸邊裝卸機械、水平運輸機械、場地裝卸機械。 岸邊裝卸機械：多用途門座起重機、岸壁集裝箱起重機 水平運輸機械：集裝箱跨運車、牽引車和掛車場地裝卸機械：軌道式龍門起重機、輪胎式龍門起重機、集

5、裝箱正面吊運機、叉車，其中叉車分為：集裝箱叉車、滾上滾下集裝箱叉車、箱內(nèi)作業(yè)叉車。 集裝箱岸壁起重機 多用途門座起重機 集裝箱牽引車和掛車1.4集裝箱碼頭裝卸工藝方式 集裝箱碼頭裝卸工藝是指港口根據(jù)自身的條件，使用不同的裝卸搬運設(shè)備，按一定的方法和操作程序，以經(jīng)濟合理的原則來完成集裝箱貨物的裝卸、搬運和堆碼任務(wù)?！镜妆P車方式】 底盤車方式的主要優(yōu)點是： 集裝箱在港的操作次數(shù)減少，裝卸效率提高，集裝箱的損害率小；底盤車可直接用于陸運，適合于門到門的運輸；底盤車輪壓小，對場地的承載能力要求低，節(jié)省場地的鋪面投資；工作組織簡單，對裝卸工人和管理人員的技術(shù)要求低；場地不需要昂貴復(fù)雜的裝卸設(shè)備。 主要缺

6、點是： 集裝箱在碼頭堆場一直放置在底盤車上，不能堆放，故場地利用率低；底盤車的需求量大，投資大；不易實現(xiàn)自動化；載運量高峰期容易堵塞港內(nèi)道路；底盤車在碼頭堆場內(nèi)外都要使用，故需要頻繁修理和保養(yǎng)。 底盤車適用于集裝箱吞吐量小，港區(qū)堆場面積大，陸路運輸完全依賴高效公路運輸?shù)募b箱碼頭。【跨運車方式】跨運車方式主要優(yōu)點是：跨運車完成集裝箱水平運輸以及堆場作業(yè)，具有自取、搬運、堆碼和裝卸車輛等功能，減少碼頭機種和數(shù)量，便于組織和管理；跨運車機動靈活，對位快，集裝箱裝卸橋只需要將集裝箱從船上卸下后放在碼頭前沿，不需要準(zhǔn)確對位，跨運車自行抓取運走，充分發(fā)揮集裝箱裝卸橋的效率；機動性強，既能搬運又能堆碼，減

7、少作業(yè)環(huán)節(jié)，裝卸作業(yè)效率高；由于跨運車可以堆碼2-3層集裝箱，相對于底盤車方式，堆場利用率較高，所需場地面積小。主要缺點是：跨運車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓部件多，故障率高，對維修人員的技術(shù)要求高；初始投資大，一臺集裝箱裝卸橋需要配備5臺跨運車來承擔(dān)集裝箱的搬運、堆碼和車輛裝卸作業(yè)，還需要一臺作為備用；跨運車輪壓大，場地建造費用高；跨運車司機操作視野較差，對司機操作技術(shù)水平要求高，司機對位不準(zhǔn)容易造成集裝箱損壞；場地翻箱倒垛困難，集裝箱進出場不如底盤車方式方便靈活。 由于跨運車方式下，集裝箱裝卸橋卸箱時不需對位，裝箱時則需對位。因此，跨運車方式適用于進口重箱量大，出口重箱量小得集裝箱碼頭?！据喬ナ烬堥T起重

8、機方式】輪胎式龍門起重機方式主要優(yōu)點是：場地利用率高；場地鋪面費用較少；設(shè)備操作簡單；輪胎式龍門起重機采用90度轉(zhuǎn)向和定軸轉(zhuǎn)向，占用通道面積??；與軌道式龍門起重機相比，不受軌道限制，可從一個箱區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個箱區(qū)作業(yè)；可采用直線行走自動控制裝置，實行行走軌道自動控制，并可采用計算機控制，易于實現(xiàn)集裝箱裝卸作業(yè)自動化。主要缺點是：相對于跨運車方式，其靈活性不夠，雖然可以跨箱區(qū)作業(yè)，但移動耗時長；由于輪胎式龍門起重機的跨距大，堆碼層數(shù)高，提取集裝箱較困難，倒箱率較高； 輪胎式龍門起重機需要配備集裝箱拖掛車承擔(dān)水平運輸，增加了作業(yè)環(huán)節(jié)；初始投資較高，每臺集裝箱裝卸橋需要配備4臺以上的輪胎式龍門起重機，

9、而輪胎式龍門起重機的造價高，使碼頭的固定成本增加。 輪胎式龍門起重機方式適用于陸地面積較小的碼頭。這種方式在北美應(yīng)用較為普遍，我國大部分集裝箱碼頭也采用這種裝卸工藝。【軌道式起重機方式】 軌道式起重機方式主要優(yōu)點是：堆場面積利用率高；機械結(jié)構(gòu)簡單，維修方便作業(yè)可靠性高；機械設(shè)備的維修管理費用低，運營費用低；機械為電力驅(qū)動，節(jié)省能源；機械沿軌道運行，有利于實施計算機控制，易于實現(xiàn)集裝箱裝卸的自動化。主要缺點是：機動性差，軌道式龍門起重機只能沿著固定軌道運行，作業(yè)范圍受到限制；軌道式龍門起重機軌距大，提箱、倒箱困難；初始投資較大。 軌道式龍門起重機適用于場地面積有限，集裝箱吞吐量較大的水陸聯(lián)運碼頭

10、。【叉車方式】 叉車方式優(yōu)點是：叉車通用性強，可以進行裝卸、堆碼、短途搬運等。換裝其他工作屬具后，還可以對長大件貨物進行裝卸作業(yè)；叉車作業(yè)可使貨物的堆垛高度大大增加，與底盤車方式相比，堆場空間利用系數(shù)提高30%50%；與大型裝卸機械相比，叉車作業(yè)具有成本低、投資少的有點；叉車使用普遍，司機和維修人員熟悉叉車技術(shù)，便于維修、使用。主要缺點：叉車輪胎載荷不均，輪壓大，對路面磨損嚴重，增加場地造價；裝卸作業(yè)時對箱位較困難；單機效率低，不適合大吞吐量的碼頭。【正面吊運機方式】正面吊運機方式主要優(yōu)點是：正面吊運機一機多用，完成搬運、堆碼和裝卸車作業(yè)，可減少碼頭配備的機種，便于機械的維修和保養(yǎng)；可跨箱作業(yè)

11、，并可堆碼48層集裝箱，有利于提高場地利用率。主要缺點是：正面吊運機只能跨1箱或2箱作業(yè)，因此要求箱區(qū)小，通道多，且正面吊運機在吊運集裝箱時，箱體與正面吊橫向垂直，因而需要教寬通道，與龍門吊系統(tǒng)相比，場地利用率較低；正面吊運機效率低，需配備的機械臺數(shù)多，因此，系統(tǒng)的初始投資較高。 目前正面吊運機的應(yīng)用還不廣泛，僅在吞吐量較小的集裝箱碼頭有所使用?！韭?lián)合作業(yè)方式】碼頭前沿采用集裝箱裝卸橋承擔(dān)船舶的裝卸作業(yè)，進口集裝箱的水平運輸、堆碼和交貨裝車由跨運車或叉車負責(zé)完成，出口集裝箱在堆場與碼頭前沿之間的水平運輸由集裝箱拖掛車完成，堆場的裝卸和堆碼由軌道式龍門起重機完成。主要優(yōu)缺點及適用范圍：混合方式能

12、充分發(fā)揮各種機械的特點，揚長避短，使系統(tǒng)更加趨于合理和完善。同時還便于組織高效化、自動化的裝卸作業(yè)。但建港初期投資大，對港口裝卸人員技術(shù)水平要求高，并需要大量高級管理人員。適用于長期集裝箱吞吐量極大的大型碼頭。目前世界上已經(jīng)有不少碼頭采用這種裝卸工藝，并收到了良好的效果。各種裝卸工藝技術(shù)經(jīng)濟評價2.設(shè)計任務(wù) 2.1基本設(shè)計資料（1）集裝箱碼頭設(shè)計年吞吐量：158/年（2）可用設(shè)計岸線長度：1500m,陸域面積有限。（順岸式集裝箱碼頭）（3）設(shè)計船型:5651-6630 TEU（4） 各類集裝箱占吞吐量比重 進口箱：50% 出口箱：50% 中轉(zhuǎn)箱：10% 重箱：80% 空箱：20% 冷藏箱：3%

13、 拆裝箱比例16%（5）海鐵聯(lián)運比重6% 2.2設(shè)計依據(jù) 海港集裝箱碼頭設(shè)計規(guī)范（JTS165-4-2011） 海港集裝箱碼頭設(shè)計規(guī)范中未規(guī)定的，通過調(diào)研或按國際集裝箱碼頭課程設(shè)計指導(dǎo)書的要求。 2.3設(shè)計內(nèi)容l 集裝箱碼頭裝卸工藝方式確定 l 集裝箱碼頭泊位數(shù)l 集裝箱碼頭泊位主尺寸l 集裝箱碼頭裝卸機械配置l 集裝箱碼頭泊位堆場布置l 集裝箱碼頭平面布置方案l 集裝箱碼頭設(shè)計吞吐能力最終確定3.集裝箱碼頭設(shè)計方案 3.1集裝箱碼頭裝卸工藝方式確定根據(jù)表4.2.1可得，載箱量達到5651-6630TEU的船舶應(yīng)該選擇70000噸級船型。根據(jù)表4.2.2可得船舶主尺度以及船舶積載情況。本設(shè)計基

14、本要求是結(jié)合圖1裝卸工藝特點，并參考見表2裝卸工藝方式的一般選擇原則確定集裝箱碼頭裝卸工藝方式。按照設(shè)計要求：1） 每年的集裝箱吞吐量為1580000TEU2） 70000噸級船型裝載量在所有船型中排列第4，裝載量一般。3） 碼頭為順岸式集裝箱碼頭，因此沿岸線呈長方形4） 根據(jù)資料查詢，2008年歐洲最大港口鹿特丹港的集裝箱海鐵聯(lián)運比例為7%-8%，因此海鐵聯(lián)運比重達到6%，這對于中國來說屬于較高的水平。并且作為集裝箱碼頭的發(fā)展趨勢，設(shè)計集裝箱碼頭應(yīng)該以鐵路集疏運為主。5） 根據(jù)表4.2.2可得該船型無論是艙內(nèi)還是甲板上的堆垛都超過5層。綜上所述，該集裝箱碼頭的裝卸工藝應(yīng)該采用軌道龍門吊系統(tǒng)。

15、3.2集裝箱碼頭泊位數(shù)根據(jù)裝卸機械臺數(shù)計算公式，確定設(shè)計碼頭為完成規(guī)定的吞吐量所需的集裝箱岸壁起重機的總數(shù)量：N=Q/（8760·E·K）其中：8760=365·24（小時）N集裝箱岸壁起重機臺數(shù)；Q集裝箱岸壁起重機裝卸工作量（TEU/年）；E單臺裝卸效率（自然箱/小時）。本設(shè)計中集裝箱岸壁起重機的裝卸效率取60自然箱/小時K機械利用率。本設(shè)計中集裝箱岸壁起重機的機械利用率取50%。N=1580000/(8760*18*1.5*50%)=4.01泊位數(shù)=4.01/2.5=1.604每個泊位集裝箱岸壁起重機的臺數(shù)，國際上先進港口一般為100米設(shè)置1臺集裝箱岸壁起重機

16、。一般也可以一個泊位配置2.5臺集裝箱岸壁起重機，也就是2個泊位共用5臺集裝箱岸壁起重機，這樣設(shè)計時當(dāng)裝卸船任務(wù)繁忙時，可以使相鄰兩個泊位間的集裝箱岸壁起重機機動靈活地調(diào)用。根據(jù)以上計算，本設(shè)計碼頭的泊位數(shù)為2，根據(jù)下表，每泊位集裝箱裝卸橋配備臺數(shù)為5臺，因此，共需要10臺集裝箱裝卸橋。 3.3集裝箱碼頭泊位主尺寸【泊位長度】集裝箱碼頭主尺度是指泊位長度、水深、縱深和相應(yīng)的碼頭面積。集裝箱碼頭的泊位長度一般根據(jù)泊位上停靠的最大集裝箱船的長度來確定。泊位長度一般由船長L和船與船之間的必要間隔構(gòu)成。確定間隔要考慮系纜要求，船舶靠離方便、安全，一個泊位裝卸作業(yè)與相鄰泊位之間互不防礙以及要考慮裝卸機械

17、檢修方便等因素。一個泊位的長度Lb由下式確定：Lb=L2d 式中：L設(shè)計船長 d值根據(jù)船長按表3選取。 如果是連續(xù)多泊位碼頭，可以兩個相鄰泊位共用一個d (見圖1 )碼頭岸線總長度3L4d=3*300+4*25=1000(m) 【泊位水深】泊位水深是由停靠本泊位的設(shè)計船型滿載吃水和必要的富裕水深構(gòu)成的，其中富裕水深主要考慮水深誤差，波浪引起的船舶垂直升降、配載增加的吃水等因素。泊位水深可用下式計算：式中：D泊位設(shè)計水深（m）；T設(shè)計船型滿載吃水（m）；Z1龍骨下最小富裕深度（m）；Z2波浪富裕深度（m）； Z3船舶因配載不均勻而增加的尾吃水（m）；Z4備淤深度（m）。一般設(shè)計碼頭的泊位水深可取

18、設(shè)計船舶最大吃水深度的1.1倍。因此，在本設(shè)計中，泊位水深=14*1.1=15.4(m) 【泊位縱深】集裝箱泊位的縱深又稱碼頭的“寬度”，是在泊位長度確定后，根據(jù)集裝箱船舶到港密度、集裝箱船舶載箱量、碼頭上所采用的裝卸工藝流程以及泊位要達到的通過能力而定。?？康谝淮b箱船舶的碼頭縱深一般以300m為標(biāo)準(zhǔn)，而泊位長度為300m的第二代集裝箱碼頭的縱深應(yīng)取350m。隨著集裝箱船舶載箱量的大幅度提高，縱深增加到500m，甚至1000m。本設(shè)計碼頭具體縱深應(yīng)在前沿寬度、堆場設(shè)計方案以及后方設(shè)施布局確定后得出。3.4集裝箱碼頭裝卸機械配置 3.4.1 岸邊裝卸機械(1) 技術(shù)參數(shù) 集裝箱裝卸橋是由前后

19、兩片門框和拉桿組成的門架，沿著與岸線平行的軌道行走。橋架支撐在門架上，走行小車沿著橋架上的軌道吊運集裝箱，進行裝船和卸船作業(yè)。為了便于船舶靠離碼頭，橋架伸出碼頭外面的部分可以俯仰。裝卸橋配有集裝箱專用吊具，對于高速型集裝箱裝卸橋，還裝有吊具減震裝置。集裝箱裝卸橋技術(shù)參數(shù)主要有以下幾項：Ø 起重量起重量是表示裝卸橋負載能力的指標(biāo)，根據(jù)額定起重量和吊具自重確定。額定起重量是指集裝箱吊具的起重量，按所能起吊的集裝箱的最大總重表示。根據(jù)ISO規(guī)定，大部分40ft集裝箱和20ft集裝箱的最大總重為305t和24t。由于集裝箱裝卸橋的吊具種類繁多，吊具自重大小不一，以及作業(yè)條件的影響，目前，世界

20、各港口集裝箱裝卸橋的起重量各不相同。大部分裝卸橋的起重量為375t和405t，也有超過53t。起升高度 集裝箱裝卸橋的起升高度由裝卸橋走行軌軌頂面以上高度和軌頂面以下高度組成。軌頂面以上高度簡稱軌上高度；軌頂面以下高度簡稱軌下高度，取決于船舶的型深、吃水、潮差、甲板集裝箱層數(shù)、碼頭標(biāo)高等因數(shù)。Ø 外伸距 外伸距是指集裝箱裝卸橋海側(cè)軌道中心線向外至集裝箱吊具鉛垂中心線之間的最大水平距離。Ø 內(nèi)伸距 內(nèi)伸距是指集裝箱裝卸橋內(nèi)側(cè)軌道中心線向內(nèi)到吊具鉛垂中心線之間的最大水平距離。在內(nèi)伸距內(nèi)可以暫時放置從船上卸下或等待裝船的集裝箱，還可以暫時放置從集裝箱船上卸下的艙蓋板。Ø

21、 軌距 集裝箱裝卸橋的軌距是指裝卸橋兩條走行軌之間的距離。軌距的大小直接影響到裝卸橋的穩(wěn)定性，并影響到岸邊集裝箱的疏運作業(yè)。Ø 基距 裝卸橋基距是指同一軌道上兩主支承柱中心線之間的距離。裝卸橋的基距一般大于14m，可以通過所靠船舶最大艙蓋板和45ft集裝箱。Ø 工作速度 裝卸橋的工作速度主要有起升速度、小車行走速度、大車行走速度和臂架俯仰時間。(2)本設(shè)計備選岸壁集裝箱起重機的主要技術(shù)參數(shù) 額定負載： 65噸； 集裝箱箱型： 20/40/45國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱 吊具規(guī)格： 20/40雙箱吊具 軌距： 35米 外伸距： 65米 內(nèi)伸距： 25米 起升高度： 軌上高度39米，軌下高

22、度18米 基距： 18.3米 速度： 起升速度75米/分（吊具下額定載荷），180米/分 （空載）小車行走速度240米/分，大車行走速度45米/分，臂架俯仰時間5分(3)配置數(shù)量見上文計算，共配置10臺。3.4.2場地裝卸機械軌道式龍門起重機與輪胎式龍門起重機一樣，軌道式龍門起重機也是碼頭或鐵路集裝箱堆場對集裝箱進行裝卸、搬運、堆碼作業(yè)的專用機械。如圖4所示。 圖4 軌道式龍門起重軌道式龍門起重機是由兩片雙懸臂的門架組成，兩側(cè)門腿用下橫梁連接，支撐在走行輪臺車上，并在軌道上走行。軌道式龍門起重機與輪胎式龍門起重機相比較，其跨度大，堆碼層數(shù)多，可以充分利用堆場面積，提高堆場的堆存能力。此外，軌道

23、式龍門起重機結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，維修方便，加之其自身定位能力較強，是實現(xiàn)全自動化裝卸比較理想的一種裝卸機械。（1） 技術(shù)參數(shù)軌道式龍門起重機的技術(shù)參數(shù)主要有起重量、跨距、懸臂伸距、起升高度、門框通過寬度和基距、工作速度等。Ø 跨距和懸臂伸距軌道式龍門起重機的跨距是指起重機走行軌中心線之間的距離。懸臂伸距是指走行軌中心線向外側(cè)至懸臂吊具中心垂線之間的水平距離。軌道式龍門起重機的跨距一般在2060m的范圍內(nèi)比較合理。懸臂伸距一般為810m。在軌道式龍門吊的懸臂伸距內(nèi)，通常通過2條底盤車的作業(yè)線或2條鐵路線，有時則堆放三列集裝箱。起升高度軌道式龍門起重機的起升高度是指吊具底部至地面的垂直距

24、離，一般在16m以上。Ø 門框通過寬度和基距 軌道式龍門起重機的門框通過寬度是指沿起重機走行軌門框通過集裝箱的最少寬度?；嗍侵钙鹬貦C同一走行軌的兩個主支撐中心線間的距離。 如：軌道式龍門起重機的門框內(nèi)側(cè)須通過40ft集裝箱，則門框的通過寬度應(yīng)為40ft集裝箱長度加上安全間隙，一般為14m （12192+2*900=13992） 。 軌道式龍門起重機的基距除需滿足門框通過寬度外，還應(yīng)考慮起重機的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)性，應(yīng)大于0250.3倍的跨距Ø 工作速度軌道式龍門起重機的生產(chǎn)效率應(yīng)稍高于集裝箱裝卸橋的生產(chǎn)效率，以保證碼頭前沿不停頓地進行船舶的裝卸作業(yè)。門框通過寬度：Bt，基距：B

25、g（2） 設(shè)計中備選軌道龍門吊技術(shù)參數(shù) 總重： 148噸 吊具重量： 10噸(雙箱吊具) 吊架重量： 2.5噸 起重量(吊具下)： 40.6噸 發(fā)動機側(cè)額定負荷下(風(fēng)速) 33噸 發(fā)動機在非工作狀態(tài)下(風(fēng)速) 25噸 發(fā)動機側(cè)在大車無負荷運行條件下（風(fēng)速）20噸 跨距 33M 基距 25M 懸臂伸距 20M 起升高度 1824M（3） 軌道龍門吊配置數(shù)量計算式：N=Q 2(8760·E·K)= Q·M(8760·E·K)式中：N一裝卸機械臺數(shù) E一輪胎龍門吊裝卸效率，本設(shè)計中取25自然箱/小時 K一輪胎龍門吊機械利用率，本設(shè)計中取54% Q2一

26、堆場作業(yè)量 Q一裝卸能力(TEU年)（吞吐量） M一操作量系數(shù).輪胎龍門吊操作量系數(shù)=2（1中轉(zhuǎn)比重2）+其它吞吐量 =2*（1-10%/2）+(2%/7.1%) =2.18中轉(zhuǎn)比重：本設(shè)計中取10%；其他：包括查驗箱操作量和移箱操作量，其它吞吐量：本設(shè)計中分別取2.0%和7.1%。N=1580000*2.18/(8760*25*1.5*54%)=203.4.3平面運輸機械集裝箱牽引車和掛車是集裝箱碼頭前沿到堆場及堆場到堆場之間的水平運輸?shù)闹匾O(shè)備。集裝箱牽引車本身不具裝貨平臺，必須和集裝箱拖掛車連接在一起，才能拖帶集裝箱進行碼頭內(nèi)搬運或公路上運輸。集裝箱牽引車和掛車如圖5所示。 圖5 集裝箱

27、牽引車和掛車（） 半掛車類型集裝箱半掛車按使用場所不同分為一般公路用半掛車和貨場用半掛車。一般公路用半掛車是指公路運輸用的集裝箱半掛車，其長、寬、高外廓尺寸及輪壓和軸荷重，均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。為保證裝運時的安全，半掛車裝設(shè)固定集裝箱用的旋鎖裝置；貨場用半掛車的外廓尺寸一般可不受國家對車輛限界規(guī)定的限制，但掛車的全長和軸負荷要考慮到碼頭貨場道路的技術(shù)條件。貨場用半掛車的集裝箱固定裝置，也較公路用半掛車簡單。貨場用半掛車主要有既能裝載集裝箱又能裝載普通貨物的平板式半掛車和專用于裝載集裝箱的骨架式半掛車(又稱底盤車)兩種。設(shè)計中備選集卡技術(shù)參數(shù)最大允許載荷： 6 5000KG最大行駛速度： 40K

28、MH第五輪允許載荷： 25000KG第五輪形式： 2英寸主削(固定式)最小轉(zhuǎn)彎半徑： 6600mm最大爬坡度： 不小于15后軸承載： 25000KG牽引車和掛車的配置配置要求：應(yīng)滿足港區(qū)內(nèi)水平運輸量的要求；為了確保前沿裝卸機械能力的發(fā)揮，水平運輸機械的運輸能力應(yīng)適當(dāng)大于完成水平量的需求；進出港區(qū)的運輸機械另行考慮。配置數(shù)量：計算式：N=Q 3(8760·E·K) = Q·M(8760·E·K)式中： N一集卡臺數(shù) E一集卡運輸效率，本設(shè)計中取6.5自然箱/小時 K一集卡利用率，本設(shè)計中取42% Q3一平面運輸量 Q一裝卸能力(TEU年)（吞吐量

29、） M一操作量系數(shù)， 根據(jù)操作過程分析計算， 港區(qū)內(nèi)集卡操作運量系數(shù)M=l+其它吞吐量= l+查驗箱比重+移箱比重=1+2%+7.1% =1.091（根據(jù)有關(guān)集裝箱專業(yè)碼頭歷年統(tǒng)計資料，港區(qū)內(nèi)集裝箱卡車的水平運輸量一般為裝卸橋操作量的105 1.15倍，經(jīng)檢驗1.091作為集卡操作運量系數(shù)屬于合理范圍之內(nèi)）N=1580000*1.091/(8760*6.5*1.5*42%)=493.4.4集裝箱碼頭裝卸搬運設(shè)備配置匯總見例表5表5 集裝箱碼頭機械配置情況泊位數(shù)岸線長度（米）設(shè)計能力（萬TEU/年）裝卸橋輪胎吊軌道吊集卡配置比例21000158100204910：0：20：493.5集裝箱碼頭泊

30、位堆場布置軌道式龍門吊布置方式1）裝卸線在軌道式龍門吊跨度內(nèi)行走軌道旁（簡稱跨內(nèi)一側(cè)）。這樣的布置方式，集裝箱堆場可放在另一側(cè)，這樣堆場的面積可以比較集中，利用率較高。而且龍門吊在裝卸集裝箱時，裝卸小車單向從箱區(qū)向列車方向移動，不跨越列車，安全性較高?？ㄜ囃ǖ揽梢苑旁谌我庖欢藨冶巯?，另一端懸臂下還可設(shè)堆場。選擇跨內(nèi)一側(cè)布置方式，各種操作最協(xié)調(diào)，平面使用也比較經(jīng)濟，只要辦理站的地形條件允許，大多數(shù)辦理場均采用“跨內(nèi)一側(cè)”布置方式。2）裝卸線在軌道式龍門吊跨度中間（簡稱跨中）。這樣的布置方式，集裝箱堆場只能放在裝卸線的兩側(cè)，面積被分割，對于場地利用與管理均不利。龍門吊的裝卸小車在裝卸集裝箱時，不斷

31、地在集裝箱列車上方跨越，容易發(fā)生事故。相對“跨內(nèi)一側(cè)”布里，“跨中”布置的缺點較多。除非辦理站的地形條件等受到很大限制，一般很少采用這種布置方法。3）裝卸線在軌道式龍門吊跨度外兩端懸臂下（簡稱懸臂下）。這種布置大多是利用原鐵路線作辦理站的裝卸線，在鐵路線一側(cè)建堆箱場地與龍門吊行走軌道，將裝卸線置于龍門吊一側(cè)的懸臂下。這種布置方式對于在原有基礎(chǔ)上改、擴建集裝箱辦理站的情況較適宜，可以有效減少投資，同時堆箱場地可以利用全部龍門吊跨度位置，堆箱量更大。這種方法的缺點是龍門吊裝卸小車在裝卸集裝箱時，移動的距離較長，降低了作業(yè)效率。而且卡車道只能置于龍門吊的另一端懸臂下，當(dāng)將集裝箱在火車與卡車之間換裝時

32、，龍門吊的裝卸小車所走路線更長。綜上所述，本設(shè)計選擇將車道布置在軌道吊跨內(nèi)一側(cè)。進口箱E=40%*1580000*10*1.2/365=20778TEU出口箱E=40%*1580000*5*1.2/365=10389TEU中轉(zhuǎn)箱E=10%*1580000*7*1.2/365=3636TEUE=20778+10389+3636=34803TEU為了給每個堆場留有余地以防特殊情況發(fā)生，總堆場容量為34803TEUN1對于一般箱取5。對于冷藏箱，根據(jù)海港集裝箱碼頭設(shè)計規(guī)范，冷藏箱堆高宜2-4層，這里取3層冷藏箱的比例為2%。As取65%，則N=軌道式龍門吊兩側(cè)走行軌中心線至集裝箱、車道、鐵路線上停留

33、車輛等的最小間距 按下圖取值。其中：A 側(cè)為軌道吊大車供電側(cè)；B 側(cè)為軌道吊非大車供電側(cè)。因為軌道式龍門吊的起升高度為18.24米，跨距33米，基距為16米，而集裝箱的寬度為2438mm，高度為2438mm，集裝箱間距0.3米，起重機下車道寬4.2米。所以對于一臺軌道式龍門起重機而言，在其跨距內(nèi)可以放置的集裝箱的列數(shù)為（33-2.4-1.2）/（2.438+0.3）=10，在其高度內(nèi)可以放置的層數(shù)為（18.24-0.5）/2.438-1=6，為了使得操作便捷，取5層。因此，地面箱數(shù)為39000/5=7800,又因為有兩個泊位，則每一個泊位的地面箱數(shù)為3900。又因為該碼頭選擇的軌道式龍門吊的數(shù)

34、量為20臺，則每個泊位可以分配10臺，所以所需要的列數(shù)為3900/10/10=39，所需要的長度為39*（6.058+0.3）=248m。同時，一臺軌道式龍門吊的需要通過寬度為10*2+33=53m，因此，對于一個泊位的堆場而言，其需要的土地的尺寸為248m*530m。而該碼頭擁有兩個泊位，因此需要的土地為496m*530m，在兩個堆場中間設(shè)置五車道，加上20m，因此該碼頭所需要的堆場尺寸為912m*530m。3.6 集裝箱碼頭平面布置方案通過前面的介紹，我們知道，集裝箱碼頭的主要設(shè)施有以下幾個部分，分別是前沿、岸壁起重機、裝卸橋軌道、集裝箱堆場、貨運站、維修車間、集裝箱清洗場、供油站、電力站

35、、冷藏箱電源裝置、照明設(shè)備、控制塔、辦公室以及大門。因此，在確定好岸壁起重機、集卡、軌道式龍門吊的具體布置后，我們還需要對其他的設(shè)施進行安排，從而確定集裝箱碼頭的平面布置方案。3.6.1 集裝箱碼頭前沿集裝箱碼頭前沿是指沿著碼頭岸線從岸壁到堆場前的面積。由于碼頭前沿設(shè)置岸壁集裝箱起重機，又是進出口集裝箱進行換裝的主要地點，因此，前沿寬度可根據(jù)集裝箱起重機的軌距和前沿所采用的裝卸機械類型而定。碼頭前沿的寬度由以下四部分距離構(gòu)成：（1）從岸壁線到裝卸橋第1條軌道（海側(cè)軌道）的距離（E）：（2）裝卸橋的軌距（SR）（3）裝卸橋第2條軌道（陸側(cè)軌道）到裝卸橋后伸距的最大距離（B）（4）超過裝卸橋最大后

36、伸距到前方堆場的距離W對于岸壁線到裝卸橋第1條軌道（海側(cè)軌道）的距離而言，它的面積主要用于靠泊時進行系纜作業(yè)、上下船舶時放置舷梯、設(shè)置系纜樁、船用給水閥栓及電纜管線等。從裝卸角度看，為了使裝卸橋的有效外伸距長，希望裝卸橋的有效外伸臂長，則希望E的尺寸小一點，但E太小，會使船舶在靠岸作業(yè)或船舶裝卸作業(yè)中發(fā)生傾斜時，船舶的上層建筑與裝卸橋前臂的跟部相碰，E一般取2-3m。軌距SR是前沿寬度內(nèi)最主要的部分。在之前集裝箱碼頭裝卸機械配置當(dāng)中，我們所選擇的裝卸橋的軌距為35m。裝卸橋第2條軌道（陸側(cè)軌道）到裝卸橋后伸距的最大距離（B）是裝卸橋的后伸距，由之前的設(shè)備選擇中可知，該碼頭所選擇的裝卸橋的后伸距

37、為25m。這一部分面積是在裝卸時作為輔助作業(yè)使用的，是用來放置集裝箱船的艙蓋的，以外，在后伸距范圍內(nèi)應(yīng)該布置不少于2條的車道。后伸距后端到堆場還有一段距離，這個距離就為W，通常W取46米。 因此，碼頭前沿的寬度就是四部分距離之和，所以該碼頭的前沿寬度為69m。3.6.2 貨運站貨運站（CFS）也稱倉庫，是指把貨物裝進集裝箱內(nèi)或從集裝箱內(nèi)取出，并對這些貨物進行貯存、防護和收發(fā)交接的作業(yè)場所。與傳統(tǒng)的倉庫不同，集裝箱貨運站是一個主要用于裝拆箱作業(yè)的場所，而不是主要用于保管貨物的場所。集裝箱貨運站一般建于碼頭后方，側(cè)面靠近碼頭外公路或鐵路的區(qū)域，盡可能保證陸運車輛不必進入碼頭堆場內(nèi)，而直接進出貨運站

38、。隨著集裝箱碼頭裝卸量的增加，為了充分利用碼頭的堆場面積，也可將碼頭內(nèi)貨運站移至港外，但要求盡量靠近碼頭或與碼頭有便捷的通道。貨運站通常是把拼箱貨的出入口與集裝箱的出入口分開布置，而且一般都采用正對面布置的形式，也就是貨運站一側(cè)靠卡車（一般稱卡車側(cè)），此側(cè)即拼箱貨的出入之用，而對面的另一側(cè)靠集裝箱拖車（一般稱集裝箱側(cè)），但如果臨時要拆裝大量的集裝箱時，也有兩側(cè)都靠有拆裝箱作業(yè)的情況。目前，貨運站的形式有三種，分別為“平地式”，即路面與地面相平；“高臺式”，即地面與卡車或集裝箱拖車底板相平；“兼用式”，即貨運站一側(cè)的地面與路面相平，另一側(cè)與卡車或者集裝箱拖車底板相平?？紤]到該碼頭的貨物特點，在此

39、，我們選擇的貨運站的形式為高臺式。集裝箱貨運站的規(guī)模是由港口吞吐量、集疏運方式和拆裝箱的比例來決定的，一般情況下，集裝箱貨運站的寬度為4045；由于未來船舶巨型化、港口吞吐量上升等原因，貨運站的長度會增加，第五代第六代集裝箱貨運站的長度達到150m以上。為了方便起見，通過資料的調(diào)查，我們決定本設(shè)計中取寬度為45m，長度為200m。3.6.3 維修車間集裝箱碼頭上的裝卸作業(yè)都是采用機械進行的。集裝箱碼頭作業(yè)是高效率作業(yè)，為了確保在生產(chǎn)過程中，如果產(chǎn)生故障，能夠立即排除，維修車間的任務(wù)就是作好對集裝箱專用機械的檢查、維修和保養(yǎng)工作。對于維修車間的位置而言，維修車間外面需要一塊待修或已修好、臨時停放

40、集裝箱和車輛的空地，因此，維修車間應(yīng)設(shè)在遠離岸壁處，一般設(shè)在不影響集裝箱碼頭作業(yè)的碼頭后方或保養(yǎng)區(qū)附近，靠近大門，最好是設(shè)在集裝箱貨運站附近的邊角處，這樣可以避免妨礙船舶的裝卸作業(yè)。對于維修車間的形式而言，維修車間一般采用平地式，車間內(nèi)應(yīng)有寬敞的地面。維修車間內(nèi)要求能同時并排停放34個40英尺集裝箱進行修理的空間。對于維修車間的規(guī)模而言，每個泊位一般都單獨設(shè)置一個維修車間。維修車間的修理能力，應(yīng)根據(jù)集裝箱使用量而定。集裝箱的定期檢查修理量一般平均應(yīng)具有每月集裝箱保有量的3%5%,大修和小修的修理量，平均應(yīng)具有每月集裝箱保有量的2%。維修車間的面積一般也按集裝箱保有量來計算，平均每1000個保有

41、量需要有56個修理箱位，同時還需要300400m2的露天修理場地。此外，車間內(nèi)還需要辦公室、值班室、油庫及材料庫等。因此 ，通過以上的計算，我們知道，每個泊位的集裝箱堆場的容量為19500TEU/年，則每月的集裝箱堆場容量為1625TEU/月，所以維修車間內(nèi)需要9個修理箱位。而對于一個TEU而言，其長度為6.058m，寬度為2.438m，且每個集裝箱之間需要一定的間隔，此處取1m。所以所需要的寬度為9*（2.438+1）=31m，所需要的長度10m，同時，在車間內(nèi)還需要有辦公室、值班室、油庫及材料庫等，因此我們的長度和寬度都可以進行適當(dāng)?shù)臄U大，因此維修車間的尺寸可以選擇為50m*20m。由于在維修車間外還需要300400m2的露天場地，因此，每個泊位的維修車間的尺寸可以確定為70m*20m。3.6.4 控制室控制室又稱控制中心、中心控制室、控制塔、指揮塔(室)，是集裝箱碼頭各項作業(yè)的指揮調(diào)度中心。它的作用是監(jiān)督、調(diào)整和指揮集裝箱碼頭作業(yè)計劃的執(zhí)行。其地理位置應(yīng)設(shè)置在可看到整個碼頭上各作業(yè)現(xiàn)場的地方，一般設(shè)置在碼頭操作或辦公樓的最高層。控制室內(nèi)裝有電子計算機系統(tǒng)、測風(fēng)儀及氣象預(yù)報系統(tǒng)，并配有用于指揮碼頭現(xiàn)場