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1、第四章 集装箱装卸工艺,第一节 概述一、集装箱运输的优越性二、集装箱运输发展趋势对码头提出的要求三、集装箱专用码头所应具备的条件,1978年9月25日，上海港首次靠泊集装箱船，当年吞吐量 1976个标准箱；1979年，上海港集装箱吞吐量首破1万箱；1994年突破100万箱；2000年突破500万箱；2003年突破1000万箱。洋山深水港的建设，使上海港集装箱吞吐量又上一个新台阶，今年底首破2000万箱胜利在望。,第二节 集装箱,一、集装箱的箱型及规格集装箱实际上是一种标准的运输货物的容器。集装箱又称货柜或货箱国际上为了便于计算和比较，以20FT型的集装箱作为计算单位，称为标准箱或换算箱。英文简
2、称TEU（Twenty-foot Equivalent Units)自然箱是指不考虑集装箱内货物的重量，是否是重箱还是空箱，统称为自然箱。即20自然箱或40自然箱SOC货主自有箱,1、集装箱上的角配件 角配件：三面有孔的金属件。 一般采用焊接性能良好的，抗拉强度为49KG/MM2的铸钢制成。工作原理：（集装箱吊具中）旋锁件-角配件孔中-液压缸推动-旋锁90度-将突出部分转入-角配件长方形孔的狭窄边-起吊若集装箱在卡车、挂车、铁路车辆堆放需固定时，则采用上述车辆上的旋锁件与箱体下部角配件相配合。在卸船舶甲板上的集装箱时，要多一道工序，即需1-2人将集装箱底部四角的弹簧锁钮拆下，然后将箱子装上集卡
3、运至堆场。,2、集装箱的强度集装箱前后端及两侧框架是承受外力最大的集装箱构件，需使用高强度钢制作（抗拉强度为50kg/mm2）集装箱底板要能承受2t叉车进入箱内工作，叉车重量为5460kg左右当船舶航行时，由于产生横摇或纵倾，其动负荷要比静负荷加80%，集装箱的框架结构还应能承受这情况下产生的动负荷。 3、 集装箱的门大多数集装箱都是端口开门，为对开式。在某些铁路装卸线上的集装箱，也有侧开式。即不需要把集装箱从车辆上卸下即可进行装卸货作业。,二、集装箱的种类GP (General Purpose) 普通箱RF (Reefer) 冷藏箱OT (Open Top) 开顶箱FR (Flat Rack
4、) 平板箱TK (Tank) 罐式箱PF(Plat Form) 框架箱HC(High Cube) 高箱HT (Hanger Tainer) 挂衣箱,三、集装箱标记1、第一组标记：箱主代码、顺序号、核对数如COSU 800121 5COSU -箱主代号-4位拉丁字母表示001234-顺序号-6位阿拉伯数字表示5-核对数字-用于计算机核对箱主号与顺序号纪录的准确性2、第二组标记：国籍代号、尺寸代号、类型代号如PRC2030PRC-集装箱的登记国-用3个拉丁字母大写表示20-为尺寸代号-由2位数字表示30-为类型代号-由2位数字表示（查得2030代表长20ft，高8ft的冷藏箱）,3、第三组标记：最
5、大总重、自重如MAXGROSS 20320KG 44800IB TARE 1620KG 3570IB补充：40ft箱的最大总重量为30.5t（即装货后不超重30.5t）20ft箱的最大总重量为24t40ft箱空箱自重约 3.8t20ft箱空箱自重约 2.3t若超重，港区会拒收。除上述必不可少的标志外，箱主还可有自选标志。如各家船公司自有箱上有船公司的图案标志等。,第三节 集装箱吊具（Spreader）,1、固定式-20ft型 自重1.5t 40ft型 2.5t2、伸缩式-利用油压操作使框架能自行伸缩。优点：变换吊具花的时间少，一般小于1min 缺点：自重大，9t-10t适用：伸缩式吊具适合于装
6、卸桥上使用。因为：*同一舱装载不同尺寸集装箱，伸缩式可节省变换吊具时间*伸缩式吊具较大的自重相对于装卸桥来说不会产生太大的影响为了便于吊箱时对位，伸缩式集装箱吊具的四角设有鹅掌形导手。,3、 组合式-由20ft型基本吊具+40ft型辅助吊具组合而成。 优点：重量轻，自重为4-7t 结构简单 对不同尺寸的集装箱适应性强 适用：组合式吊具主要用于跨运车等从事堆场作业的机械。4、双箱吊具-用一个集装箱吊具可同时起吊两个20ft的集装箱专用吊具；也可起吊一个40ft的集装箱。图4-10,第四节 集装箱装卸、搬运机械化,一、集装箱船装卸机械化岸壁式集装箱装卸桥（Ship-to-shore crane），
7、简称集装箱装卸桥或装卸桥A. 组成：带行走机构的门架、承担臂架重量 的拉杆和 臂架（海侧臂架、陆侧、中侧-主要作用 是承受装卸桥小车的重量）B.外形：A型 、H型C.配备： 1个泊位配2台装卸桥 2个连续泊位配3台装卸桥3个连续泊位配4-5台装卸桥,1、集装箱装卸桥有关参数,起重量： Q= Qt + W式中： Q 岸壁集装箱装卸桥的起重量， t； Qt 额定起重量， t； W 吊具重量， t。额定起重量-是指集装箱吊具的起重量，按所能起吊 的集装箱的最大总重量表示。问：如何确定装卸桥的起重量？（1）起吊船舶舱盖板的需要（2）考虑装卸非标准化集装箱的需要（3）非标准化集装箱的最大总重量可达37t
8、以上（4）兼顾装卸其他非集装箱重大件货物的需要,起升高度：两部分组成；轨顶面以上的高度(H1)和轨顶面以下的高度(H2)A.主要取决因素：船舶型深、吃水、潮差、甲板上箱子层数、码头标高等B.确定标准：应保证船舶轻载高水位时能通过甲板堆放的层数n-1层，并能堆高到n层；在满载低水位时，能吊到舱底最下一层集装箱。,H1 = D + e + t + j + 0.5 d2 - (h0 h1) 式中： D集装箱船型深（m）； e舱口围板高度（m）； t舱盖板高度（m）； j甲板上堆放集装箱的高度（m）； 0.5装卸作业安全间隙； d2 轻载吃水（m）； h0 码头面标高（m）； h1 高潮位； 当考虑船
9、舶向外横倾3o时，高度应增加，于是: X = 0.5Ftan3o 式中：F 甲板上所堆放的集装箱的总宽（m）；,H2 = (h0 - h2) + d1 g - h式中: h2 低水位，若潮差为2.5m，则h0 h2 = 3.9m；d1 满载吃水（m）；g 船底厚度，一般在0.5 1.5m之间，取g = 1.0m；h 集装箱高度，h = 2.438 m；集装箱装卸桥整个起升高度为: H = H1 + H2 (m)。,外伸距：集装箱装卸桥海侧轨道中心线向外至集装箱吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。主要取决因素：到港船舶的船宽 甲板上堆高层数 船舶外倾度L=L1+L2+bL1：船舶处于水平状态时，
10、L2：船舶外倾时， b： 桥吊海侧轨道中心线至前沿岸壁之间的距离 内伸距：集装箱装卸桥内侧轨道中心线向内至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。主要取决因素：放置集装箱 放置舱盖板 注意供电方式,轨距：起重机两条行走轨道中心线之间的水平距离。主要决定因素：装卸桥的稳定性 轨距内安排接运线横梁下的净空高度：主要决定因素：该高度应保证接运的水平搬运机械上堆放集装箱层数的需要 基距： 主要取决因素： 能通过40ft的集装箱（长度为12.19m） 能通过 舱盖板 安全间隙（两边各1m左右）,工作速度A.起升速度空载起升速度通常应高于满载起升速度（即起吊额定起重量时的起升速度）1倍以上 初期 现在 满载:
11、30m/min 50-55m/min 空载: 50-70m/min 120-130m/min相应的生产率: 20TEU/h 30-35TEU/h B.小车行走速度距离：约40m时间：占整个工作循环时间的35%初期120-125m/min 现在150m/min140m/min时，应在吊具上安装减摇装置。,C.大车行走速度大车即装卸桥非频繁工作的机构，一般工作速度仅为2545m/min。此速度是按人的步行速度确定的，检修时修理工可以跟着装卸桥走进行检查。 D.臂架俯仰速度属非工作性操作。仰起和俯下一个工作周期约8min。,二、集装箱堆场作业机械,底盘车、跨运车、叉车、轮胎式龙门起重机、轨道式龙门起
12、重机以及正面吊等。1、底盘车（Chassis）A.底盘车方式是美国海陆公司首先采用的一种装卸工艺方式，又称“海陆公司方式”（Sea-Land System)B.流程：船舶（桥吊）码头前沿（底盘 车）堆场（底盘车）出港区C.特点：集装箱在码头堆场的整个停留时间均 放置在底盘车上。,D.优点： (l)工艺简单，装卸过程中发生机械故障而影响装卸作业的可能性很小； (2)由于不能重叠堆装，集装箱处于能随时提取的状态中； (3)便于装卸桥实现往复装载式的作业方法； (4)在装卸船舶时，码头上只需要使用场地牵引车，对场地结构的要求低； (5)即使集装箱场的位置离码头前沿很远，也不影响集装箱船的装卸效率；
13、(6)装卸船作业时，码头上不需要有作业人员协助； (7)吊箱次数少，集装箱损坏率低； (8)便于与货主交接，减少交接时的差错。,E.缺点： (l)全部集装箱都放置在底盘车上，不能堆装，需要巨大的场地面积； (2) 需要备有大量的底盘车，初始投资费用极高； (3) 内陆运输人直接把车辆拖进场内，发生事故时有时难于明确事故责任； (4) 各公司所提供的底盘车混杂在一起，在业务上将产生困难； (5) 用装卸桥卸到底盘车上时，都需要对位，装卸桥的作业效率不高。,2、跨运车（Straddle carrier） 跨运车方式(Straddle Carrier System)，又称“麦逊公司方式（Matson
14、 System）优点： (l)从船上卸箱时，采用“落地”方式接运，无需对位， 提高装卸桥效率； (2)集装箱在场地上可重叠堆放，堆放层数最高可三层； (3)跨运车是一种多用途机械，使码头机种单一，调配机械的灵活性较大； (4)在码头每天作业量不平衡时，可根据作业量随时增减机数。,缺点： (l) 价格较贵，采用跨运车进行换装和搬运时可能会提高装卸成本； (2)跨运车采用液压驱动，链条传运，容易损坏，故修理费用高，完好率低； (3)跨运车的轮压比底盘车大，要求较厚的场地垫层； (4)不便于进行“门到门” 。跨运车方式的平面布置：垂直岸线布置配置：1桥吊+6台以上跨运车其中：四台以上承担箱子转载、堆
15、码一台承担进出场车辆装卸一台备用适用码头：进口重箱量大，出口重箱量小的集装箱码头。,3、集装箱叉车(Container forklift)用于吞吐量不大的综合性码头上进行集装箱的装卸、堆垛、短距离的搬运和车辆的装卸作业，也有用于大型集装箱码头堆场的辅助作业，它是一种多功能的机械。其性能应符合下列要求：1)起重量应保证能装卸作业所需的各种箱型；2)起升高度应符合堆垛层数的需要；,3)负荷中心(货叉前壁至货物重心之间的距离)取集装箱宽度的1/2，即1220mm；4)为适应装卸集装箱的需要，除采用标准货叉外，还应备有顶部起吊的专用吊具；5)为便于对准箱位，货架应能侧移和左右摆动。叉车搬运集装箱的两种
16、方式：（1）吊运方式（2）叉运方式,4、龙门起重机（Transfer Crane)龙门吊系统工艺荷兰阿姆斯特丹港建设码头时最先采用的，又称“集装箱海上运输公司方式”（Container Marine Lines System: CML)（1）轮胎式龙门起重机（Rubber-tired Transfer Crane)特点：机动灵活，通用性强采用轮胎式龙门起重机的两种堆存方式：图A.底盘车通道在中间（优缺点）B.底盘车通道在一边(常用）,（2）轨道式龙门起重机（Rail mounted Transfer Crane）堆场装卸、搬运和堆垛的专用机械。比轮胎式龙门起重机跨度大，堆垛层数多。最大的轨道式
17、龙门吊横向可跨19列集装箱和4条车道，可堆5层高。,龙门吊工艺方式的特点：优点：(l)运行时稳定性好，维修费用低，即使初始投资稍大，但装卸成本会降低；(2)箱列间不留通道紧密堆装，场地面积利用率很高；(3)运行方向一致、动作单一，易采用电子计算机控制，实现操作自动化。缺点：(l)堆层较高，如需取下层箱，要经多次捣载，在操作上带来许多麻烦；(2)配机数量一般固定，不易（能）用机数来调整场地作业量的不平衡；(3)自重较大，且堆装层数多，故场地需要重型铺装；(4)大跨距，由于码头不均匀下沉，可能会产生轨道变形。,5、正面吊（Front-handling mobile crane） 目前在集装箱码头堆
18、场上得到越来越频繁使用的专用机械。图 特点：A.运行方向与作业方向垂直而需要占据较宽的通道B.堆箱层数较高（堆3-4层重箱，或7-9层空箱)，堆 箱场地的利用率较高C.可以为多排集装箱作业D.设备的灵活性较强适用场合：集装箱堆场的辅助作业机械，是很有前景的集装箱装卸的专用设备。,6、混合系统 目前世界上有些港口采用了前述工艺方案的混合系统。如： （1）轮胎龙门起重机轨道龙门起重机混合系统； （2）跨运车轮胎龙门起重机混合系统； （3）跨运车轨道龙门起重机混合系统；,7、各种堆场作业方式的比较,三、水平搬运,A.牵引车分类：平头式、长头式平头式优点：司机室短，视线好，转弯半径小缺点:司机室的机械
19、振动感明显，舒适性差长头式优点：发动机装载司机室的前面，司机 的舒适感和安全感较好缺点：司机室较长，车的回转半径较大,B.集装箱牵引车的拖带方式（笔记P23图）半拖挂车-用牵引车拖带装载了集装箱的挂车，箱重量由牵引车和挂车的车轴共同承担。全拖挂车-是通过牵引力杆架与挂车连接，箱重由挂车承担，牵引车本身不承担箱重。双联拖挂方式-是半拖挂方式后面在加上全挂车。C.半挂车的种类：平板式-能装载集装箱，又能装载普通货物骨架式-又称底盘车，是集装箱运输的专用设备鹅颈式-专门运载40ft集装箱的骨架式半拖车伸缩式-可装载20ft、30ft、40ft、45ft的集装箱,四、集装箱码头装卸工艺系统,在决定采用
20、何种装卸工艺方式时，取决于下列因素： (l)预定年装箱量的大小； (2)所需土地面积的可能性； (3)集装箱船的装载量和到港频率； (4)投资的可能性； (5)场地上作业效率的高低； (6)集装箱内陆集疏运的方式； (7)集装箱损坏率的高低； (8)装卸机械的维修费用； (9)码头作业的灵活性； (10)实现自动化作业的要求。,目前主要有以下两种方案装卸桥跨运车工艺方案:又称麦逊公司方式系统优点： 1)装卸船接运采用“落地”方式，不需要对位。提高装卸效率，节省时间。 2)机动灵活。跨运车流动性较强。 3)机种少，适应性强。一种机械可完成多种作业。 4)能在场地上将箱子重叠堆垛，一般可堆高2-3
21、层，可节省堆场面积。系统缺点： 由跨运车的缺点所引起。 为克服这些缺点，要求码头场地要平整，司机的操作技术要求更高，并且注意加强对跨运车的维护和保养。,装卸桥龙门起重机工艺方案：目前中国主要采用系统优点： l)单位面积堆存量大。堆箱层数多。 2)堆场面积利用率高。跨距内紧密堆垛。 3)营运费用低。本系统虽初始投资大，但机械设备的维修管理费用低。 4)易于实现自动化控制。便于电子计算机控制。系统缺点：由龙门起重机的缺点引起。相对而言，轮胎式龙门起重机比轨道式龙门起重机具有更多的优点，故目前采用较多。,第六节 集装箱装卸工艺布置,前后三个部分：码头前沿、堆场和后方（图）1、码头前沿(Berth a
22、nd Apron)A.泊位长度集装箱船舶长度泊位富裕长度（泊位长度=1.2倍*船长）B.泊位前沿水深：取决于集装箱船舶满载吃水C.码头前沿纵深：从码头岸壁到堆场前（防汛墙）这一部分码头的面积，取决于集装箱装卸桥的作业范围。一般码头前沿纵深宽度应米左右（根据集装箱起重机的跨距和装卸机械的种类而定；布置桥吊，轨道，高低压电箱，船用电话接口，桥吊电缆沟，灯塔)D.Quay-船舶停靠是所需的系船措施所构成的岸壁。（如系缆桩，橡胶碰垫木）E.如5250TEU“鲁河”总长280米，所需岸壁线长约350米，于1997年1月张华浜码头下水首航。,2、堆场(Yard)A.集装箱编组场(Marshalling Y
23、ard)：临时性堆放 B.集装箱堆场(Container Yard，简称CY)：用于集装箱交接、保管。包括中转箱堆场，进口重箱堆场，空箱堆场，危险品箱堆场，冷藏箱堆场。 集装箱堆场可划分成几个箱区，每个箱区又有箱位组成，并编有号码（箱位号）C.箱位号由箱区、位、排、层组成。如“A0111”表示A箱区01位第1排第1层。,3、集装箱拆装箱库(Container Freight Station，简称：CFS) 又称集装箱货运站，用于货物散进或散出时码头拆装箱的货物堆存和作业的场所。一般位于码头后方，或在码头以外。4、指挥塔(Control Tower),又称控制室 生产指挥和监控，码头的作业计划和
24、调度安排在这里完成，位置设在能环视整个码头的地方，一般设在最高的楼层上。内有： 电子计算机系统 测风仪 气象预报系统 无线对讲机(VHF)指挥码头现场作业 闭路电视，望远镜(CCTV)监控码头作业现场 电话，传真对内对外联系,5、大门(Gate House)：又称检查桥（或称道口） 设置地磅，用于集装箱内货物的计量。设置地磅(Truck Scale）目的保证码头机械和船舶积载的安全性大门是集装箱和集装箱货物的交接点，港内外责任的分界线。配有计算机，IC卡机 。主要职责： a.检查集装箱的有关单证 b.检查箱子的有关箱号，铅封号，外表状况6、维修车间(Maintenance Shop) 维修车间
25、是对集装箱和集装箱的装卸搬运设备进行检查、维修和保养的场所。维修车间设在不影响码头作业的后方。,人工道口人工输入箱号道口 箱货信息 EDI 智能道口自动箱号识别系统 车信息 RFIDEDI-Electronic Data InterchangeRFID-Radio Frequency Identification 箱内货物信息预先录入,再从EDI中心传送过来。洋山港:采用工业电视设备(摄像头)来获取箱号,检查箱顶状况等。,出口单证： 托运单Booking Note（订单） 装箱单Container load plan-CLP 设备交接单Equipment Receipt-ER 有两种模式：SC
26、T模式：港区配载制作ER 十六区模式：船公司制作ER 场站收据Dock Rrceipt-DR 提单Bill Of Lading-B/L 正本提单Original B/L 集装箱载货清单Container List （由理货公司提供） 预配船图Pre Bay Plan 积载图Bay Plan,进口单证：小提单Delivery Order (D/O)又称提货单货物舱单Cargo Manifest（由船公司单证部制作，内容包括：收货人，发货人，通知人，提单号，件数，重量等）进口舱单（又称进口载货清单）Import M/F船舶积载图 Bay Plan集装箱载货清单装箱单设备交接单交货记录（五联）Car
27、go Receipt-CR进口积载图Stowage Plan,十联单第一联：集装箱货物托运单（货主留底）第二联： 集装箱货物托运单（船代留底）第三联：运费通知（1）第四联：运费通知（2）第五联：场站收据副本（海关联）第五联附页：缴纳出口货物港务费申请书第六联：场站收据副本（大副联）第七联：场站收据第八联：货代留底第九联：配仓回单（1）第十联：配仓回单（2）,报关资料普通货物：报关单 报关委托书 发票 核销单 装箱单危险品：CLASS NO（危险品等级）如：3.3 UN CODE NO（联合国编号）如：1210,危险品货物出运程序：订舱：提前10天左右。所需资料：1、托单2、出境危险货物运输包装
28、使用鉴定结果单（若有内包装，需注明内包装是什么）程序：1、做货申报（港监要求把货送到指定危险品仓库）2、联系危险品仓库，进仓编号，把货送到危险品仓库3、在危险品仓库贴标签、拍照、装箱、做关封4、把货从危险品仓库送到港区堆场5、做好货申报后，把资料送至船公司或其代理，做船申报6、报关,第七节 集装箱码头新型装卸工艺方案,底盘车列与轮胎式龙门吊的配合自动导向车（AGVS）系统移箱输送机与轨道式龙门起重机的配合,岸边式集装箱装卸桥的技术发展（1）适应船舶大型化要求的大型集装箱装卸桥,（2）适应集装箱装卸高效化要求的新型装卸桥结构1）双小车方式2）设有可移动式过渡吊篮的双起升式集装箱装卸桥3）桥架可升
29、降式集装箱装卸桥挖入式港池作业方式集成化和自动化的集装箱码头工艺系统发展,问题：陆域纵深不足，航道水深过浅MLB （Mini-Land-Bridge） 小陆桥运输 All Water 全水路运输IPI 到内陆交货点的运输OM 海公联运,国内主要港口举例1、 天津港1980年初建设的第一个集装箱专用码头，位于21号泊位，至1985年吞吐量已达13.7万TEU，居全国第二位。 1985年13.7万TEU 1995年70万TEU 1996年82.3万TEU 1997年93.6万TEU 1998年101.8万TEU 2000年140万TEU,2、上海港1993年8月，上海集装箱码头有限公司（SCT）正
30、式营运。沪港合作，优势互补。该公司 1994年 112万TEU 比1993增高24%1994年以后：岸线总长 2281米 前沿水深 -10.5至-12.5 堆场容量 60.7万平方米 容纳 5.4万TEU 设备 16台装卸桥（张华浜7台） 52轮胎吊（张华浜24台） 35辆集卡（张华浜25辆） 已开辟14条国际，国内全集装箱班轮航线。,3、盐田港 位于大鹏湾，天然深水良港。水深-14米4、青岛港 第三大集装箱港。能接卸第三，四代集装箱船。 泊位4个，岸线长1200米，桥吊9台，堆场45万平方米，轮胎吊13台。 正在开发胶州湾东南边缘的前湾港，一期2个泊位，设计能力50万TEU,国外及港、台地区 1.新加坡港 中转港,3个集装箱码头，14个干线泊位+9个支线泊位,92台桥吊，308台龙门吊,高效的信息系统，通过国际通讯网与香港，鹿特丹等大港连接。2.安特卫普港 欧洲第二大港 将在斯海尔德河左岸新建集装箱码头北海码头。届时形成270万TEU的能力。3.香港 私营公司承担。本世纪末（即2000年）建成9号，10号码头，未来将建11号码头。香港港口发展局预测，至2016年集装箱吞吐量将达4000万TEU。为此，香港将在LANTAN岛兴建一个现在处理能力大一倍的新港区。,
