高效集装箱码头装卸工艺方案

摘要：提出4个与高效岸桥相匹配的高效集装箱码头装卸工艺方案，并进行初步比较。认为：全自动装卸工艺系统将成为现代集装箱码头的重要发展方向。

关键词：高效；装卸工艺；岸桥

随着集装箱船舶的不断大型化，大型集装箱船舶择港停靠，对港口的要求已不仅是航道水深和较好的服务条件，更重要的是具有高效快捷便利的装卸工艺系统和较短的在港停留时间。如一艘8 000~10 000 TEU的超巴拿马集装箱船，希望港口在10 h之内完成3 000 TEU的装卸船效率，否则是不经济的[1]。为了适应这种需求出现了双小车岸桥、双40英尺岸桥和双40英尺双小车岸桥等高效岸桥。集装箱码头装卸作业是个系统工程，仅仅是装卸船效率的提高还远远不够，如何使与高效岸桥相关的水平运输、堆场作业及堆场管理等环节合理配置，实现装卸系统高效化，是集装箱码头装卸工艺设计所追求的主要技术指标。

l 双40英尺和双40英尺双小车岸桥的主要技术特征

一代代超巴拿马型集装箱船舶的出现，对装卸设备的效率提出了新的挑战。为满足快装快卸的要求，出现了双40英尺和双40英尺双小车岸桥。

1.1 双40英尺岸桥

如图1所示，双40英尺岸桥的特点是吊具下可同时起吊2个40英尺或4个20英尺集装箱。普通集装箱岸桥一次只能吊1个40英尺箱或2个20英尺箱。理论计算这种新型的双40英尺岸桥单台装卸效率比普通集装箱岸桥高50％以上[2]。

双40英尺岸桥具有2套独立的起升系统以适应一次装卸2个40英尺集装箱。或装卸4个20英尺集装箱，也可以起吊2个质量达65 t的20英尺集装箱。

上海振华港口机械(集团)股份有限公司研制成功的双40英尺岸桥，其双吊具下的起重量为80 t，单吊具下的起重量为65 t，满载起升速度为90 m/s，小车运行速度240 m/s，起升高度43 m，外伸距大于61 m，轨距30~35 m。自2005年首台在上海港外高桥五期工程成功应用以来已得到世界各个大型集装箱港口的认可并广泛使用。

图1 双40英尺岸桥

1.2 双40英尺双小车岸桥

如图2所示，双40英尺双小车岸桥是继双小车岸桥和双40英尺岸桥之后。为迎接航运界进人超巴拿马时代快速装卸的又一产物。双40英尺双小车岸桥是综合了双40英尺岸桥和双小车岸桥的优点，同时克服了二者的不足，在此基础上开发出来的超大型新型集装箱岸桥。理论上这种新型岸桥装卸效率可达90~100自然箱／h[3]。

图2 双40英尺双小车岸桥

双40英尺双小车岸桥的两个小车一高一低。前小车和双40英尺岸桥一样可一次性将2个40英尺集装箱自船上吊至中转平台上。由于船和中转平台上的2个并排40英尺箱是有规则地排放的，因此前小车的两个吊具可以十分方便地进行对位和装卸。前小车卸箱后即返身进行第二个操作，它的生产率即是起重机的生产率。

双40英尺双小车岸桥的主小车的起升高度在40 m以上，便于对大船进行装卸作业；后小车起升高度低于15 m，主要用作自中转平台取箱并将箱装在停在码头上的集装箱牵引车上。后小车设计的速度快于前小车。

上海振华港口机械(集团)股份有限公司研制的双40英尺双小车岸桥其双箱吊具下的起重量为80 t，单吊具下的起重量为65 t，主小车满载的起升速度为90 m/s。小车速度可达240 m/s，后小车满载的起升速度为50 m/s，小车速度可达240 m/s以上，最大外伸距大于63 m，后伸距19 m，轨距为35 m。该设备已在青岛港投入使用。

2 高效装卸工艺方案

目前，专用集装箱码头装卸工艺系统的水平运输主要使用集装箱拖挂车，堆场装卸作业设备主要为轮胎式集装箱龙门起重机或轨道式集装箱龙门起重机，这种装卸工艺系统已不能充分发挥高效岸桥装卸的特点。随着高效岸桥在各个专业集装箱码头的应用，业内行家都在研究寻找安全、经济、合理的高效集装箱码头装卸工艺系统。

2.1 双集装箱拖挂车方案

针对高效岸桥双40英尺吊具下多箱作业的特点，改变以往集装箱拖挂车单车列队运行模式，将集装箱拖挂车成对并列等候在高效岸边集装箱装卸桥装卸区，完成装卸后根据生产调度继续下一循环。工艺流程如图3所示。

图3 双集装箱拖挂车工艺方案流程简图

2.2 双层集装箱拖挂车方案

采用双层集装箱拖挂车，即拖挂车上可以堆放2层集装箱，可同时拖运2个40英尺集装箱或4个20英尺集装箱。堆场设备与普通集装箱拖挂车方案相同，双层集装箱拖挂车如图4所示，具体工艺流程见图5。

图4 双层集装箱拖挂车示意图

图5 双层集装箱拖挂车工艺方案流程简图

2.3 双40英尺集装箱拖挂车方案

采用与双40英尺岸桥吊具相匹配的专用双排集装箱拖挂车，即1台拖挂车可同时接运2个40英尺集装箱或4个20英尺集装箱，拖挂车箱位布置与双40英尺岸桥吊具相匹配，实现了多箱同时装卸，具体工艺流程如图6所示。

图6 双40英尺集装箱拖挂车方案流程简图

2.4 AGV方案

采用具有与双排集装箱拖挂车相同平台的全自动无人驾驶集装箱小车(AGV)，接卸方式与双排集装箱拖挂车方案相同，该方案适用于全自动装卸工艺系统。平面布置如图7所示。

图7 AGV方案平面布置简图

3 装卸工艺方案性能比较

集装箱码头突出优点是作业的高效性，而合理的装卸工艺设计是提高码头作业效率的保证。合理地选择集装箱码头装卸工艺方式，是保证集装箱码头生产作业的前提。

装卸工艺的选择应根据到港的船型、运量，结合码头的具体情况和投资的可能性，经深入分析、研究和多方案比较后确定。上述4种方案特点及使用条件见表1。

表l 高效集装箱码头装卸工艺方案特点

4 结语

通过对上述4种工艺方案的初步分析比较可知，高效岸边集装箱装卸工艺系统应是今后集装箱码头设计研究新型工艺的主导方向。结合高效岸边集装箱装卸桥的特点．如采用双40英尺岸桥，为解决人工取角锁的问题，最好同时采用双小车型式，在箱子放到平台上后由站在平台下方的工人取走角锁，而采用了双40英尺双小车型式的岸桥最适宜配以AGV全自动装卸工艺系统进行水平运输。同时，随着运量的稳定增加、自动化管理水平的提高及企业对高效、快捷、低成本的追求，AGV全自动装卸工艺系统将成为现代集装箱码头装卸工艺系统的重要发展方向。

参考文献：

[1] 管彤贤．航运进入超巴拿马时代，船舶大型化形势下集装箱装卸机械的对策[R]．上海：上海振华港口机械(集团)公司，2005．

[2] 田洪．谈几种高效的岸边集装箱起重机新机型[R]．上海：上海振华港口机械(集团)公司，2004．

[3] 田洪．可以至少提高生产率50％的三种新型集装箱机械[R]．上海：上海振华港口机械(集团)公司，2005．

作者：王荣明，张国维，龙