集装箱码头装卸工艺系统
集装箱码头相对一般件杂货码头,其最突出的优点是作业的高效性。而装卸工艺是码头作业高效率的保证。合理地选择码头的工艺类型,是顺利开展码头生产的前提。
所谓装卸工艺,是指港口装卸和搬运货物的方法和程序,按一定的操作过程,根据港口的条件,针对不同的货物、运输工具和装卸设备,以合理和经济的原则来完成装卸和搬运任务。
集装箱码头的装卸工艺有如下几种典型的系统:底盘车系统、跨运车系统、龙门吊系统及混合型系统。
1.底盘车系统
底盘车系统是美国海陆公司首先采用的一种装卸工艺方式,故又称“海陆方式”。码头的前沿采用岸边集装箱装卸桥(俗称桥吊、装卸桥)承担船舶的装卸作业,进口集装箱由装卸桥直接卸到底盘车上,集装箱牵引车将载有集装箱的底盘车拖到堆场停放,出场时集装箱牵引车将载有集装箱的底盘车从堆场上直接拖出港区。出口集装箱由集装箱牵引车将载有集装箱的底盘车从港区外拖进港区停放在堆场上,装船时再由集装箱牵引车将载有集装箱的底盘车从堆场拖到码头前沿,由岸边集装箱装卸桥将箱吊装上船。该系统的主要特点是:集装箱在码头堆场的整个停留期间均放置在底盘车上。
1)底盘车系统的主要优点
(1)集装箱在港的操作次数减少,装卸效率高,集装箱的损坏率小;
(2)底盘车可直接用于陆运,适用于门到门运输;
(3)底盘车轮压小,对场地的承载能力要求低,节省场地的铺面投资;
(4)工作组织简单,对装卸工人和管理人员的技术要求低;
(5)场地不需要复杂昂贵的装卸设备。
2)底盘车系统的主要缺点
(1)为方便停放底盘车和进行拖挂作业,要求有较大的场地,场地的利用率低;
(2)底盘车的需求量大,投资大,在运量高峰期可能会出现因底盘车不足而间断作业的现象;
(3)不易实现自动化;
(4)采用这种系统的大型码头拖运距离长,在高峰期容易堵塞港内道路。
3)底盘车系统主要适用于下列情况
(1)码头集装箱的通过量较小,场地大;
(2)集装箱码头的起步阶段,特别是整箱货比例较大的码头;
(3)船公司特殊要求这种作业的码头,其陆路运输完全依赖于高速的公路运输。
2.跨运车系统
跨运车系统又称为“麦逊公司方式”。码头前沿采用岸边集装箱装卸桥承担船舶的装卸作业。跨运车承担码头前沿与堆场之间的水平运输,以及堆场的堆码和进出场车辆的装卸作业。
跨运车系统的作业流程是:卸船时,由装卸桥将集装箱从船上卸到码头前沿,再由跨运车将集装箱搬运至码头堆场的指定箱位;“场到场”、“场到集装箱拖运车”、“场到货运站”等作业均由跨运车承担。
1)跨运车系统的主要优点
(1)跨运车一机完成多种作业(包括自取、搬运、堆垛、装卸车辆等),减少码头的机种和数最,便于组织管理;
(2)跨运车机动灵活、对位快,岸边装卸桥无需将集装箱卸在码头前沿,无需准确对位,跨运车自行抓取运走,充分发挥岸边集装箱装卸桥的救率;
(3)机动性强,既能搬运又能堆码,减少作业环节;
(4)跨运车是一种流动性机械,当某处的作业量相对较大时,可多配几台,使码头作业进度平衡;
(5)堆场的利用率较高,所需的场地面积较小。
2)跨运车系统的主要缺点
(1)跨运车机械结构复杂,液压部件多,故障率高(故障率:20%~40%),对维修人员的技术要求高,且造价昂贵;
(2)跨运车的车体较大,司机室位置高、视野差,操作时需配备助手;
(3)司机的操作水平要求较高,若司机对位不准,容易造成集装箱损坏;
(4)场地翻箱倒垛困难;
(5)初始投资高。
一台集装箱装卸桥需配备4台以上的跨运车来承担集装箱的转载和堆码作业;另需一台承担进出场车辆的装卸作业;还需一台备用,故一台装卸桥需配备6台以上的跨运车。另外,跨运车的轮压大,场地建造费用高。
3)跨运车系统适用的码头
由于跨运车系统存在装卸桥卸箱无须对位而装箱时跨运车和装卸桥需对位等原因,故该系统适用于进口重箱量大,出口重箱量小的集装箱码头。
3.轮胎式龙门起重机系统
轮胎式龙门起重机系统的码头前沿采用岸边集装箱装卸桥承担船舶的装卸作业。
轮胎吊承担码头堆场的装卸和堆码作业,从码头前沿至堆场、堆场内箱区间的水平运输由集卡完成。轮胎式龙门起重机一般可跨6列集装箱箱宽,外加1列集卡车道。堆高为3~5层集装箱箱高。轮胎吊设有转向装置,能从一个箱区移至另一个箱区进行作业。
1)轮胎式龙门起重机系统的主要优点
(1)场地的利用率高。轮胎吊可在一个箱区堆放30个集装箱,且箱与箱之间的间隙较小,使堆场面积得到有效利用;
(2)堆场铺面费用较少;
(3)设备操作较简单,对工人只需中等技术水平的操作培训;
(4)相对于跨运车系统,对集装箱的损坏就会较少;
(5)轮胎吊采用90°转向和定轴转向,占用通道面积小;
(6)与轨道式龙门起重机相比,不受轨道的限制,可从一个箱区移至另一个箱区;
(7)可采用直线行走自动控制装置实行行走轨道自动控制,并可采用计算机控制,易于实现集装箱装卸作业自动化。
2)轮胎式龙门起重机系统的主要缺点
(1)相对于跨运车系统,该系统的灵活性不够。虽然可进行跨箱区作业,但移动的耗时较长;(https://www.daowen.com)
(2)由于龙门起重机的跨距大,堆垛层数高,故提取集装箱较困难,倒垛率较高;
(3)轮胎式龙门起重机需配各集装箱拖运车承担水平运输,增加了作业环节;
(4)初始投资也较高,每台岸边集装箱装卸桥需配备4台以上的龙门起重机,而轮胎式龙门起重机的造价高,使码头的固定成本增加。
3)轮胎式龙门起重机系统适用的码头
轮胎式龙门起重机系统适用于陆地面积较小的码头。我国大部分集装箱码头采用这种工艺系统。
4.轨道式龙门起重机系统
轨道式龙门起重机系统与轮胎式龙门起重机系统相比,堆场机械的跨距更大,堆高能力更强。轨道式龙门起重机可堆积4~5层集装箱,可跨14列甚至更多列集装箱。
1)轨道式龙门起重机系统的主要优点
(1)堆场面积利用率高;
(2)机械结构简单,维修方面,作业的可靠性高;
(3)机械设备的维修管理费用低,营运费用低;
(4)机械为电力驱动,节省能源;
(5)机械沿轨道运行,有利于实施计算机控制,易于实现集装箱装卸的自动化。
2)轨道式龙门起重机系统的主要缺点
(1)机动性差,轨道式龙门起重机只能沿轨道运行,作业范围受到限制;
(2)跨距大,提箱、捣箱困难;
(3)投资也较大。
3)轨道式龙门起重机系统适用的码头
轨道式龙门起重机系统适用于场地面积有限,集装箱吞吐量较大,计算机控制度高的水陆联运码头。
5.叉车系统
叉车系统的码头前沿采用岸边集装箱装卸桥承担船舶的装卸作业。码头前沿与货场之间的水平运输以及堆场集装箱的堆码与装卸由叉车承担。
1)叉车系统的主要优点
(1)通用性强,可适用于多种作业,机械在其寿命期内得到充分的利用;
(2)技术问题少;
(3)机械价格便宜,成本低。
2)叉车系统的主要缺点
(1)单机效率低,不适用于大吞吐量码头;
(2)轮压大,对路面的磨损严重,增加了场地造价;
(3)需要的通道宽,场地利用率低;
(4)装卸作业时,集装箱对位困难。
3)叉车系统的适用场合
叉车系统主要适用于吞吐量小的集装箱码头。
6.正面吊系统
正面吊系统的码头前沿采用岸边集装箱装卸桥承担船舶的装卸作业,码头前沿与堆场的水平运输以及堆场的堆码和装卸车作业由正面吊来承担。
1)正面吊系统的主要优点
(1)可完成搬运、堆码、装卸车作业,减少码头配备的机种,便于机械的维修保养;
(2)可跨箱区作业,一般可堆4层箱高,有些可堆8层箱高。与叉车系统相比,场地的利用率较高;
(3)可加装吊钩或木材抓斗,用于吊运重件或木材,使机械在寿命期内得到充分的利用。
2)正面吊系统的主要缺点
(1)只能跨1箱或2箱作业,因而要求箱区小,通道多,且正面吊在吊运集装箱时,箱体与正面吊横向垂直,因而需要较宽的通道,与龙门起重机系统相比,场地的利用率较低;
(2)单机效率低,需配备的机械台数多,故系统的初始投资较高;
(3)轮压大,工作时转向轮胎的磨损和路面的磨损都较严重。
3)正面吊的应用尚不广泛,仅在吞吐量较小的集装箱码头有所应用。
7.跨运车-龙门起重机混合系统
从经济性和装卸性能的观点来看,上述6种工艺系统方案各有利弊,目前世界上有些港口采用了前述工艺方案的混合系统:跨运车-龙门起重机混合系统。
跨运车-龙门起重机混合系统的主要特点是:
(1)船边的装卸由岸边集装箱装卸桥承担;
(2)进口集装箱的水平运输、堆码和交货装车由跨运车负责完成;
(3)出口箱的货场与码头前沿之间的水平运输由集装箱半挂车完成,货场的装卸和堆码由轨道式龙门起重机完成。
由于混合系统能充分发挥各种机械的特点,扬长避短,使系统更加趋于合理和完善,目前世界上已有不少码头采用这种方案。