[发明专利]港口集装箱装卸系统的设备及工艺

说明书

本发明属于物料搬运领域，特别涉及港口装卸中集装箱装卸工艺及设备。

综观集装箱装卸工艺及设备，大体分为四种类型，如图1所示的“集装箱装卸工艺概况”。首先看图的左半部：集装箱船靠泊港口码头，由岸桥把集装箱卸下(装船为卸船的逆过程)，通常是直接进入堆场，在堆场内使用不同的设备进行堆取作业，故派生出不同的工艺，如底盘车工艺、跨运车工艺、场桥及拖车工艺、叉车、正面吊工艺等，其中场桥及拖车工艺用的最广泛。

图1的右半部为近年来超巴拿马船出现后为港口提出了“大和快”的要求，即除去适应船大、载箱量大之外，装卸速度必须加快，大的问题不难解决，为了快，世界各港口正在开发的新工艺，其中典型的有代表性的自动化方案，为美国海陆、德国诺尔、日本三菱等方案。从表中可以看出上述三种方案都是由场桥及拖车工艺发展而来。

现行装卸工艺即场桥及拖车工艺及设备，结合图2所示简述如下：场桥及拖车工艺设备由三部分构成，第一部分为岸桥11，第二部分为拖车12，第三部分为场桥13。岸桥位于码头前沿，在特殊设计的金属结构上配置有三大机构，其中大车行走机构111可使岸桥沿岸边铁路轨道行走：起升机构112可以把集装箱吊上吊下；起重小车113可以携带起升机构沿岸桥大梁上的轨道作垂直于岸线的运动。

拖车12即陆地行驶的能载运集装箱的汽车。

场桥13与岸桥类似，位于堆场之内，也由大车行走机构(图中未示)、起重小车131及起升机构132组成。场桥按动力系统不同分为电动场桥，走行于地面上铺设的钢轨之上，只能沿轨道运行，不能由某一场转入另一场作业。而内燃机为动力的场桥则不须钢轨而靠橡胶轮胎行走于地面，并可以通过橡胶轮90度转向完成由某一场转入另一场的转移。两者在世界各港中都有应用，统计资料表明，内燃机驱动的场桥数量较大，电动式场桥的跨距较大。

现行的场桥及拖车工艺(以卸船为例，装船为逆过程)为：由岸桥起升机构的吊具将船14上某位集装箱从图中A点提升到岸桥B点，起重小车将其由B点移动到岸桥C点，起升机构再将其下降至岸边D点，并交于在D点等待着的拖车，将其由D点运送到场桥下E点，场桥起升机构将其从拖车上提升至F点，场桥起重小车再将其水平运输到G点，场桥起升机构最后将其下降，安放到预定位置，如H点。当然为作下一循环，岸桥吊具放完箱后，沿A-B-C-D作D-C-B-A逆过程，拖车逆D-E走E-D回到岸桥下，场桥吊具逆E-F-G-H作H-G-F-E运动。

显然在上述系统中的工艺方法存在以下不足之处：其一，集装箱的装卸过程从A到H要经过2次上2次下3次水平运动。在这个工艺过程中，决定生产效率的是起升机构的吊具由A到B，到C，到D，然后再从D回到C，B，A，一个工作循环所需的时间较长。

其二，在场桥及拖车工艺作业中，岸桥小车或场桥小车作水平运动时，起制动都会引起由钢丝绳吊着的集装箱的摇摆，并引发包括驾驶室在内的小车一起晃动，为了防摇，人们作了很多工作，但无论是机械式、液压式、电子式甚至激光式等防摇装置效果都不理想，因干扰司机操作，影响效率提高，多不能发挥作用。

其三，超巴拿马船出现前，岸桥轨距多为16米(中国交通部有关规范规定16米，国外也多采用16米左右的轨距)，对于巴拿马型船装卸作业，通常采用一台岸桥、两台岸桥，最多三台岸桥同时配于一船，拖车在岸桥轨道间同时通过三台是没问题的，而超巴拿马船靠泊之后，其在港时间以分钟为单位进行计算，为了加快装卸速度，每条船通常要安排6台岸桥同时作业，即沿船长一台接一台摆放岸桥，而按场桥及拖车工艺要有至少18台拖车参加“会战”，岸桥主跨下至少有6台拖车通过，对于16米轨距的岸桥，无论如何难以满足要求。岸桥后伸距下是摆放仓盖的区域，不能通车。船舶在港期间，要有服务车辆从港外到船边，无疑也需要通道。因此解决岸桥下拖车通道的“瓶颈”成了问题的关键。

1996年3月在上海召开了国际学术交流会，专就“超巴拿马集装箱船对港口机械和码头工艺布局的影响”作了专题交流，在解决这一问题上，国外的经验是将岸桥轨距加大到80-100英尺(24-30米)甚至更大，以解决拖车通道不足，并把岸桥海侧轨道原来到海边距离3.5米加大到7米，以供为船生活服务的“补给车”通行。

这样一来，对于老码头(如中国各大港)要扩大轨距，要移轨，必须要重作基础，基建投资庞大且工期甚长。即使是新建码头，加宽轨距必然多占“寸土寸金”的码头前沿。前轨后移所谓移轨必然加大岸桥的外伸距，无疑要大大加大岸桥的刚度、强度、轮压，即增大设备基建投资。