集装箱码头泊位计划优化措施--《集装箱化》2015年09期
集装箱码头泊位计划优化措施
【摘要】：正泊位是集装箱码头重要的作业资源,泊位计划是集装箱码头的核心计划,合理的泊位计划是提高码头作业效率、缩短船舶在港时间的关键因素。提高泊位计划的合理性对提升整个码头的通过能力和服务水平有着至关重要的意义。
【作者单位】：
【分类号】：U691.3
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本文考虑了离散型与连续型两种泊位作业系统,对这两种泊位系统进行模拟仿真并进行统计分析与评价,进而对两种泊位系统进行对比分析。主要考虑泊位指派方式、为到港船舶服务方式以及岸桥分配方式三个因素对泊位系统的影响,建立了指标体系评价泊位系统的作业效率。评价指标体系主要包括泊位利用率、岸桥利用率、船舶作业率以及船舶平均等待时间四个指标。然后用蒙特卡罗法对泊位作业系统进行模拟仿真,对得到的数据进行统计分析,得出在不同的作业条件下各指标值的差异。根据各因素单独变化以及同时变化时指标值的差异得出各因素对泊位系统的影响程度及各种方式的优劣,从而选出在码头规模一定的情况下,泊位指派、到港船舶服务方式及作业岸桥数量相互配合的最优的作业方式,能够对港航企业的运作起到一定的辅助指导与决策支持作用。
【学位授予单位】：大连海事大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：F550;F224
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关于集装箱码头的泊位配置的性能分析外文文献翻译
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集装箱码头布局设计.doc 学士学位论文目录摘要IABSTRACTII1绪论111选题的背景和意义112研究目的113国内外发展现状2131目前国际集装箱码头的主要装卸工艺设计方案2132集装箱码头装卸技术发展趋势214研究的内容、思路和方法32洋山港集装箱码头概况421洋山港区的地理位置、自然条件及配套设施422三期工程建设规模及主要技术经济指标73码头装卸工艺候选方案931工艺设计的主要内容932装卸工艺候选方案的确定933候选方案的主要装卸机械选型10331岸边集装箱起重机10332轮胎式龙门起重机11333轨道式龙门起重机1234装卸工艺方案规模设计12341泊位通过能力12342堆场容量及堆场面积计算13343装卸机械台数13344工人及司机人数144方案比选及推荐方案确定1541装卸工艺方案的定性比较1542技术经济定量指标论证1543方案确定165结论19参考文献20致谢21学士学位论文I摘要港口装卸工艺是港口生产的基础，是港口技术进步的标志。随着集装箱运输的蓬勃发展，港口所面临的经营与竞争的压力也越来越大。降低码头的装卸成本，提高货物的装卸效率，是各个港口所要解决的首要问题。同时，码头的管理者也逐渐认识到确定合理的装卸工艺是提高装卸效率、降低装卸成本的关键。因此，加强集装箱码头装卸工艺方案改造设计的研究和港口扩建就显得十分必要，通过对装卸机械进行合理地配置，并扩建规模来满足港口日益增加的吞吐量，从而提高港口自身的竞争力，保证港口功能的有效发挥。本文主要就洋山港区三期集装箱码头的平面布局设计及装卸工艺进行研究。在全面收集洋山港建设的工程、技术、经济分析等相关资料的基础上，系统地介绍洋山港集装箱码头的基本情况；借鉴外高桥、宁波北仑等的集装箱码头装卸工艺设计，着重比较分析轮胎式龙门吊和轨道式龙门吊的装卸工艺特点和技术经济指标；通过技术经济论证对洋山港区三期集装箱码头的平面布局及装卸工艺进行了合理的规划设计。全文共分四个部分，第一部分为概述，介绍研究的背景、内容、目的意义及研究的基本方法；第二部分介绍港口概况。主要就洋山港区的地理位置、基础设施、自然环境，设计前提条件；第三部分的装卸工艺方案选择为主，主要机械及辅助机械选择，装卸机械化系统组成以及工艺设计方案拟定进行论述第四部分的技术经济论证及推荐方案确定主要就技术、经济指标进行对比论证，并在此基础上确定推荐方案。关键字洋山港，集装箱码头，装卸工艺，规划设计学士学位论文IIABSTRACTHANDLINGTECHNOLOGYISTHEOFHARBORPRODUCTIONANDMARKSTHEADVANCEMENTOFHARBORTECHNOLOGYWITHTHECONTAINERTRANSPORTTHEVIGOROUSDEVELOPMENTOFTHEPORTOPERATIONANDFACINGTHEPRESSUREOFCOMPETITIONISINCREASINGLOWERTERMINALHANDLINGTHISANDIMPROVETHEEFFICIENCYOFCARGOHANDLING,THEPORTISTHEMOSTIMPORTANTISSUETOBESOLVEDATTHESAMETIME,THETERMINALLIALSOAGROWINGRECOGNITIONTODETERMINEAREASONABLEHANDLINGTECHNOLOGYISTOIMPROVETHEWORKINGEFFICIENCYANDLOWERTHECOSTOFHANDLINGTHEKEYTHEREFORE,THESTRENGTHENINGOFCONTAINERTERMINALHANDLINGTECHNOLOGYPROGRAMMEOFRESEARCHANDDESIGNOFTHEEXPANSIONOFTHEPORTITISVERYNECESSARY,THROUGHTHEHANDLINGMACHINERYFORAREASONABLEALLOCATION,ANDTHEEXPANSIONOFBERTHSTOMEETTHEINCREASINGTHROUGHPUTOFTHEPORT,THEREBYENHANCINGTHECOMPETITIVENESSOFTHEPORTITSELF,GUARANTEEPORTFUNCTIONEFFECTIVELYTHISARTICLEONTHEYANGSHANPORT'STHREECONTAINERTERMINALSHANDLINGTECHNOLOGYRESEARCH,THECOMPREHENSIVECOLLECTIONOFTHEMAINBUILDINGOFTHEYANGSHANPORTPROJECT,TECHNICAL,ECONOMICANALYSIS,ANDOTHERRELEVANTINFORMATIONONTHEBASISOFSIMPLESYSTEMTOINTRODUCEYANGSHANPORTCONTAINERTERMINALINTHEBASICSITUATIONATTHESAMETIME,LEARNFROMTHEWAIGAOQIAO,THENINGBOBEILUNCONTAINERTERMINALHANDLINGSUCHASTHEDESIGNPROCESS,FOCUSONCOMPARATIVEANALYSISOFTYREGANTRYCRANEANDGANTRYCRANETRACKTHEHANDLINGOFTHEIRRESPECTIVECHARACTERISTICSANDTECHNICALECONOMICINDICATORSTHEFULLTEXTISDIVIDEDINTOFOURPARTS,THEFIRSTFORANOVERVIEWONTHEBACKGROUNDTOTHESTUDY,CONTENT,MEANINGANDPURPOSEOFTHEBASICRESEARCHMETHODSSECONDPARTOFABRIEFINTRODUCTIONONTHEMAINPORTOFYANGSHANPORTOVERVIEWOFTHEGEOGRAPHICALLOCATION,INFRASTRUCTURE,NATURALENVIRONMENT,DESIGNPREREQUISITEFORTHETHIRDPARTOFTHEHANDLINGOFTHEMAINOPTIONS,MAINLYMACHINERYANDAUXILIARYMACHINERYSELECTION,HANDLINGMECHANIZATIONSYSTEMANDPROCESSDESIGNOFPROGRAMMINGONAFOURTHPARTOFTHETECHNICALANDECONOMICFEASIBILITYSTUDIESANDRECOMMENDATIONSONTHESCHEMEFORTHEMAINTECHNICAL,ECONOMICCOMPARATIVEINDICATORSDEMONSTRATION,ANDONTHATBASISDETERMINERECOMMENDEDPROGRAMMEKEYWORDSYANGSHANPORT,CONTAINERTERMINAL,HANDLINGTECHNOLOGY,PLANNINGANDDESIGN学士学位论文11绪论11选题的背景和意义随着我国经济的不断发展，可以预见未来中国的国际、国内贸易量将会不断提高，集装箱运量、集装箱港口吞吐量也将迅猛增长，以集装箱港口现有的装卸能力和管理水平，已经不能满足集装箱吞吐量增长所带来的需求。因此对于港口经营者来说，为了提高码头的通过能力，降低营运成本，减少船舶的在港停泊时间，要么采用扩建码头，增加泊位数量的方法要么就要对现有港口的装卸工艺进行科学、合理的优化配置与管理，来实现码头经营的高效化。对于洋山深水港同样碰到类似问题。洋山深水港一直受到国内外的关注。近3年来，上海港集装箱吞吐量连续飙升，跨越了世界许多国际大港历经十数年才攀上的高台阶，其最大的爆发力无疑得益于洋山深水港一期、二期的建成并投入使用。有数据显示，从2005年开港起，洋山港每年以完成吞吐量超过300万标箱的速度递增，及至2007年底，洋山港区的吞吐量已超过600万箱，对上海港集装箱吞吐量大举飙升做出的贡献不可谓不大。2007年上海港货物吞吐量和集装箱吞吐量快速增长的势头十分强劲，上海港2007年货物吞吐量连续第三年位居世界第一，集装箱吞吐量超过2600万标准箱，首次跻身世界第二。由于公司原集装箱码头陆域，堆场和库房面积紧张，集装箱装卸机械设备不足，集装箱码头吞吐量能力己经达到了饱和状态，势必将严重影响今后集装箱运输的发展。为此，论文对洋山深水港集装箱码头进行调研分析，在原有基础上对装卸工艺方案进行改进，并提出建设洋山深水港三期来满足集装箱吞吐量增长的要求。使集装箱码头能保持健康的可持续发展。12研究目的装卸工艺现代化和港口扩建是港口现代化的关键，是提高劳动生产率的杠杆，是港口扩大再生产的主要手段，因此，改进装卸工艺往往是港口挖潜、革新、改造的主要目标。就目前而言，对装卸工艺的改进尚处于以管理人员和工艺人员经验分析为主的阶段，只能依靠决策者的自身经验，缺少科学依据，从而不可避免地影响到港口装卸生产的经济效益和社会效益的提高，基于此本文以洋山深水港集装箱码头为实例，借助于现代化的分析方法，经过定性和定量分析，对扩建三期方案做出正确的选择。学士学位论文213国内外发展现状131目前国际集装箱码头的主要装卸工艺设计方案各种主要装卸工艺方案介绍1集装箱装卸桥←→水平底盘车集卡←→轮胎式龙门起重机方案优点是堆场利用率高。2集装箱装卸桥←→跨运车工艺方案这种工艺的前提是堆场较大而箱量不是很大，缺点是堆场利用率低。3集装箱装卸桥←→自动导向车←→轨道式龙门起重机MRG特点是自动化程度高，操作人员减少，但缺点是自动导向车转交点判断慢，使效率降低。4集装箱装卸桥←→水平底盘车集卡←→高架龙门吊。工艺的特点是一个操作人员可在控制室内操纵，实行半动化控制，定位准确，配合计算机系统管理，效率较高。缺点是一次性投入很大，时间长，技术要求高。5集装箱装卸桥←→水平底盘车集卡或自动导向车←→自动化高架系统，由于能直接存取每个集装箱，因此进入大门后，货主的车辆交付时间保持在8分钟之内。为了安全和高效，自动导向车的岸边作业区域和陆域作业区完全分开，自动导向车的转交点只有8个。这一设计方案用了两种新型装卸设备，其中一是输送机，它又分为二种类型一是自动导向车与自动化仓库主输送机之间进口集装箱用的自动输送机，另一种是自动导向车与公共道路车辆之间人工操作的输送机。在自动化仓库中则有主导输送机、辅助输送机、堆场机及可换吊具。132集装箱码头装卸技术发展趋势（1集装箱码头作业自动化趋势目前，世界上发达国家的港口自动化、信息化建设是我们未来集装箱港口码头发展的方向，值得我们作进一步的了解。建造于阿姆斯特丹的CEREPARAGON集装箱码头，它是利用自动化系统达到完美程度的码头的典型例子。其耗资大约175亿美元，整个码头只配备200到300人，却拥有超过100万TEU通过能力。美国一家AUGUSTDESINGNOFARDMORE公司己经完成一种自动化起重ARCCH的模型测试。ARCCH的主要组成部分是智能传感器IBS，它拥用一套激光传感系统。这套传感系统能准确地监测出一只集装箱的位置，能够对运行中的集装箱进行实时监控。这种智能式的模型对检黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究测的准确度提供了可靠的依据。2集装箱码头管理信息化趋势管理软件得到进一步的开发和利用，逐步走向智能化。当今是信息技术时代，在管学士学位论文3理系统信息化进程中竞争激烈程度不断在加大，发达国家的软件制造商们各显其能，研制出适合自己港口环境的管理软件，对我国的管理软件制作具有启发性。14研究的内容、思路和方法本文研究的基本内容思路就是通过对洋山深水港集装箱码头现状调查分析，根据洋山深水港集装箱码头吞吐量的历史数据和发展趋势，综合考虑航道、泊位、堆场、机械、设备能力等制约因素影响，对洋山深水港集装箱码头中长期吞吐量进行有效预测；以现有的工艺方案为基础，综合国际国内目前较为广泛流行的工艺方案，进行分析比较，确定出适合洋山深水港集装箱码头三期工程的最佳工艺方案；以2010年吞吐量预测为基础，根据所选择的最佳装卸工艺方案，确定港口三期的设计规模，完成对其业务流程的再造，在满足效率的前提下，提出正确的可执行的装卸工艺改进方案，保证集装箱码头的发展具有现实的意义。学士学位论文42洋山港集装箱码头概况2006年12月，上海市政府在为洋山二期建成投产举行的新闻发布会上曾宣布“洋山深水港区三期目前已开始筹建，计划2010年前建成投产。根据规划，三期港区深水岸线总长2300米，共有6个集装箱泊位，总投资150亿元。21洋山港区的地理位置、自然条件及配套设施1地理位置洋山港区位于长江口南侧与杭州湾交汇、上海市南汇芦潮港东南的崎岖列岛处。崎岖列岛为距上海市及长江三角洲陆岸最近、并具有良好水深条件的岛屿群，其由大、小洋山岛为主的南、北两列岛链构成，其中大洋山地理概位30°34′58″E、122°04′19″E，北距小洋山约4KM、东北距菜园镇约40KM小洋山地理概位30°38′04″N﹑122°03′25″E，西北距上海芦潮港32KM。整个洋山港区北距长江口灯船约65KM，南距宁波北仑港约90KM，向东经黄泽洋直通外海、与国际远洋航行相距约65KM。2自然条件①气象及水文水文、气象观测和研究是洋山港建设的重要基础工作，为此，国家海洋局东海分局和上海市气象局开展了洋山港水文气象观测及建港条件评价研究，成果已分别通过了专家评审。结论认为洋山港址的水文气象条件对深水港建设和营运是适宜的。洋山海区位于北亚热带南缘、东亚季风盛行区，受季风影响本区冬冷夏热、四季分明、降水充沛。依据小洋山金鸡门气象观测站1997年8月→2000年8月三年气象观测资料，同时结合工程海区周边气象观测站资料进行统计，洋山港区各气象要素如下A、气温年平均气温171℃最热月8月平均气温278℃最冷月1月平均气温65℃年极端最高气温349℃年极端最低气温－35℃B、降水年平均降水量9694MM最大月降水量最大日降水量890MM过程最大降水量25一30年平均降雨日数138D/A其中中雨以上日数≥10MM309D/A大雨以上日数≥25MM95D/A暴雨日数≥50MM09D/AC、风况学士学位论文5本海区受冬、夏季风影响，全年多偏北和偏东南向风，风向季节变化明显夏半年4月→8月多偏东南向风，冬半年9月→第二年2月多偏北向风，3月份冷暖空气交替频繁、以东南和北向风为主。常年风向NNW→NNE，风向频率为363次常年风向为ESE→SSE向，风向频「率为307。在观测期内实测最大风速值为29LM/S、风向为NNW向，次大值为233M/S、224耐S、风向分别是SSE和NW向，其中在大风发生频率较高的偏北方位WNW→NNE向和偏南方位SSE、SSW向最大风速均在200耐S以上。D、雾况本区雾类分布陆岸以辐射雾、锋面雾为主，海岛区则以锋面雾和平流雾居多。工程海区周边站位多年平均雾日数海岛区大于陆岸区，在陆岸区雾日数平均为20→30D，在海岛区雾日数平均为30→50D。雾延时3小时以下的频率为660，3→6小时的频率为217，6→12小时的频率为92，12小时以上的频率仅为31。年内最长一次雾延时达17小时20分，最短一次雾延时仅10分钟。E、雷暴本区雷暴日在年内3→5月份均有出现，并主要集中在夏秋季节6→8月，周边站位多年平均雷暴日为18→26D，最多雷暴日为40D。雷暴延时最长5小时，最短仅2分钟，平均延时583分钟其中雷暴延时小于1小时的频率占642，小于2小时的频率达889。F、相对湿度本区相对湿度年变化不大，最大月平均相对湿度为86、出现在6→7月份，最小月平均相对湿度为72、出现在11→12月份，年平均相对湿度为79。J、热带气旋每年5→6月份本区均可能受到热带气旋的影响，其中7→9月份为热带气旋活动最频繁的季节、占全年影响总数的78。热带气旋影响下本区主导风向为偏北风。②潮汐洋山港区所在崎岖列岛海域潮汐主要受东海前进波控制，属非正规浅海半日潮型。本海区潮型日不等现象明显，一般表现为春分至秋分夜潮大于日潮、从秋分至春分日潮大于夜潮。本海区潮型强度中等，年平均潮差为276M。平均涨潮历时为5小时49分，平均落潮历时6小时36分。同时，据小洋山潮位站1998年全年潮位观测资料，按海港水文规范相关条文推算出工程处设计水位如下设计高水位451M高潮累积频率10潮位设计低水位059M低潮累积频率90潮位极端高水位571M相对于50年一遇高水位极端低水位–04LM相对于50年一遇低水位学士学位论文6③盐度杭州湾口海区盐度变化主要受制于长江口径流、江浙沿岸流、杭州湾内陆径流、台湾暖流以及外海高盐水的消长变化。盐度总体分布为由西向东逐渐增高，全年盐度一般在10→32‰之间变化，并且3月份盐度最高、10月份盐度最低。崎岖列岛海域基本处于外海高盐度水体的控制之中。④泥沙1991年1月～1999年2月华东勘测院对洋山海域进行了潮汐、海流、泥沙、盐度的多站位观测和分析，日，中交一航院、三航院、四航院、华师大、南科院、天科所等单位的八位专家对东勘院洋山港区冬季水文泥沙测验分析报告进行了技术评审。专家评审认为，此次测验，弥补了此前没有冬季测验资料的不足，通过分析给出的数据总体上反映该海域的变化规律，为洋山港区建设规划、设计提供了宝贵的基础资料。杭州湾湾口北部水域与丰水、丰沙的长江口水域项毗邻，长江年均径流量为9240亿立方米，年均输沙量高达486亿吨，为钱塘江年输出泥沙量的数十倍，其外泄泥沙扩散及杭州湾口水域。所以，崎岖列岛海域泥沙来源主要是长江口间接扩散泥沙和潮流携来的海域泥沙，后者的最初来源亦为长江口。同时，这些泥沙不会给工程和杭州湾环境带来较大的问题。⑤海床稳定性分析对洋山港区海洋环境和建港条件作出正确评价是洋山能否建设深水枢纽港的关键，为此，市国航办委托国家海洋局海洋二所承担洋山港区和航道海域海床稳定的研究工作。1999年4月，海洋二所完成洋山港区水域及航道水域柱状样测年分析研究工作。海洋二所对洋山港区及航道海域12个柱状样底质采样进行了粒度分析，同时结合多年海图水深资料对比分析、调查区及邻近海区有关资料的分析，对该区域的近百年来的历史冲淤状况进行了研究。研究结果显示，从本世纪初以来，总体上调查海区的海底地形及水深变化基本保持稳定。近60年来，小洋山岛东南和西南区域处在一种缓慢的侵蚀环境之中，洋山港内西南部水域处在一种缓慢的沉积环境之中近百年来，南北岛链间的深槽区处在一种侵蚀的环境之中航道区近百年来总体上处在一种冲淤平衡或微淤的环境之中南部和北部两个抛泥区近百年来总体处在一种缓慢的沉积环境之中。日，由中科院院士马在田等6为专家对该报告进行了评审，专家评审意见认为，本课题研究为为洋山港区可行性论证提供了沉积学方面的科学依据研究结构表明，拟建洋山港区及航道水域沉积速率缓慢，沉积环境较为稳定，总体上处于冲淤变化平衡状态，符合建设大型集装箱深水港区的基本条件。⑥工程地质及地震港址地质构造稳定与否，是洋山能否建港的重要前提条件。为此，上海地矿局和上海市地震局地震观测技术研究所联合开展了洋山深水港工程地震安全性评价研究。研究成果于日通过国家地震烈度委员会审查，国家地震局于1998年12学士学位论文7月16日正式批复同意该评价报告。研究结论认为，洋山港址处于地震活动相对较弱的地区，地质构造稳定，工程区域地震基本烈度为六度。⑦作业天数洋山港区属外海建港，能否确保在四→五年内建成和集装箱港口的顺利运营是预可行性报告研究的重点，为此，市国航办分别委托了三航院和广东盛华交通工程咨询公司分别开展洋山港区的年可作业天数研究工作，报告于1999年5月正式提交，二份报告研究结论分别为年可作业天数为315天和319天。3基础设施①供电大洋镇建有1904千瓦国营发电厂小洋山乡建有500千瓦发电厂，基本解决居民照明和工业用电的需要。②供水大洋镇建有5万立方米水库一座，还有坑道式水井和家庭自备水池利用屋面积水，总蓄水量在15万立方米以上小洋山乡建有2万立方米水库一座，还有坑道式水井和水池，总蓄水量在5万立方米以上，基本上能满足洋山的经济建设和生活需要。③通讯已具备国内国际直拨功能程控电话1000门，目前仅使用300门。小洋山现为电话模块局，容量256门，同时具备移动、寻呼通讯等业务。洋山岛距舟山和南汇都在50KM半径内，整个舟山至大陆通讯联网1920路数字微波中转站就建在大洋岛上。④交通在大洋镇和小洋山乡分别建有500吨级和300吨级交通码头各一座。开辟了泅礁至大洋山航行，由“嗓翔”号高速客轮每二天一班大洋山至小洋山至芦潮港航行，由“有财”号私营航班每天往返一次，交通较为便利。⑤文教卫生在大洋镇有中小学各一所，小洋山乡建有完全制小学。该两乡镇卫生院各一所。有线广播和电视转播覆盖全岛3。～9日，国内港口及海洋系统的科研、设计单位共11位专家对三航院编制的上海国际航运中心洋山港区年可作业天数论证报告进行了评审，我国港口平面设计大师、一航院原总工顾民权担任专家组组长。专家评审认为根据集装箱港口的运作特点，对作为上海国际航运中心洋山港区进行年可作业天数论证是完全必要的综合海洋气象等因素对洋山建港是有利的，报告测算洋山港区年作业天数为不少于315天的结果是合适的根据洋山海域现状和港区总体布局规划方案，港区形成后港内受波浪、风的影响程度将会降低，泊稳条件将进一步得到改善的推断是可信的。22三期工程建设规模及主要技术经济指标三期港区深水岸线总长2650米，共有6个集装箱泊位，总投资150亿元。港区港区陆域纵深1220M，面积3172万M2。布置各种集装箱堆场面积120万M2，，配备16台岸边集装箱起重机，60台轮胎式集装箱龙门起重机，设计集装箱年吞吐能力为400万TEU。主要技术经济指标如下（1）年运量400万TEU。（2）泊位年营运天数海轮泊位325D学士学位论文8（3）堆场年营运天数350D（4）日作业班制及小时数3班、24H（5）各种集装箱比例普通重箱72％冷藏箱6％危险品箱2％空箱20％拆装箱占总箱量5％（6）货物在堆场的平均堆存期普通重箱7D冷藏箱4D危险品箱3D空箱10D拆装箱库场3D件杂货15D（7）港口生产不平衡系数125（8）船型根据集装箱船舶现状和发展趋势如表21表21洋山港区一期工程设计代表船型航线载箱量（TEU）总长（M）型宽（M）吃水（M）载重量（DWT）00远洋00近洋沿海0733340长江6335学士学位论文93码头装卸工艺候选方案目前世界集装箱运输已朝着物流中心化、港口高效化、船舶大型化、管理现代化、运输一体化的方向发展，以适应世界经济一体化与贸易全球化、区域化发展的需要。洋山港区作为中国国际航运中心的集装箱深水港区，将起到国际集装箱枢纽港的作用，其工艺设计及装卸机械的选择和配备均应达到国际集装箱枢纽港的先进水平。31工艺设计的主要内容集装箱码头的装卸工艺设计应尽量满足集装箱船舶和车辆、货物疏运、各环节生产能力间相互适应、降低营运成本、安全优质完成集装箱装卸任务的要求，并结合集装箱码头的具体情况进行多方案的技术、经济比较。设计的主要内容包括1设计规模主要是泊位数、泊位能力堆场面积、堆场容量及通过能力等。2工艺流程主要是考虑船←→场、场←→拆装箱库、场←→货主间不同的工艺流程。3工艺平面布置主要是堆场机械配置不同时，各自的工艺平面及断面布置。4技术经济论证主要是本着技术可行、经济合理的原则，通过技术、经济比较，推荐出较为合适的装卸工艺方案。32装卸工艺候选方案的确定轮胎式龙门吊堆场作业方式具有单机作业效率高、作业灵活、可转场多机集中作业、使用经验丰富、对地基基础要求低、设备造价低等优点而被广泛使用轨道式龙门吊堆场作业则具有作业效率高、可实现堆场全自动化作业、堆高能力强、维修方便等优点，在发达国家的港口被普遍使用。因此，洋山三期工程设计结合堆场作业设备特点及建设规模，拟定选用轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机作业方式进行装卸工艺设计方案比较。两方案如下（一）方案一轮胎式龙门起重机方案1、集装箱学士学位论文10（1）普通重箱和冷藏箱船←→岸边集装箱起重机←→牵引车、半挂车←→轮胎式龙门起重机←→堆场堆场←→轮胎式龙门起重机←→集装箱卡车←→货主堆场←→轮胎式龙门起重机←→牵引车、半挂车←→拆装箱站（2）危险品箱船←→岸边集装箱起重机←→牵引车、半挂车←→集装箱正面吊运机←→堆场堆场←→集装箱正面吊运机←→集装箱卡车←→货主（3）空箱船←→岸边集装箱起重机←→牵引车、半挂车←→空箱堆高机←→堆场堆场←→空箱堆高机←→集装箱卡车←→货主堆场←→空箱堆高机←→牵引车、半挂车←→拆装箱站（二）方案二轨道式龙门起重机方案（1）普通重箱和冷藏箱船←→岸边集装箱起重机←→牵引车、半挂车←→轨道式龙门起重机←→堆场堆场←→轨道式龙门起重机←→集装箱卡车←→货主堆场←→轨道式龙门起重机←→牵引车、半挂车←→拆装箱站其它同方案一。33候选方案的主要装卸机械选型331岸边集装箱起重机目前，专用集装箱码头的装卸作业大都采用岸边集装箱起重机。岸边集装箱起重机有单小车和双小车之分，近几年，国外少数集装箱码头采用了双小车岸边集装箱起重机，理论上单机效率可达60TEU/H，但实际效率仅比普通岸边集装箱起重机增加15左右，单机造价高于普通岸边集装箱起重机30～40，同时因2部小车均采用载重式小车，小车自重大，启动惯性大，使岸边集装箱起重机整机重量增加，轮压加大，从而引起码头结构造价的增加。因此绝大部分集装箱码头岸边集装箱起重机仍采用单小车形式。为了适应集装箱船舶大型化发展的趋势，目前泊位通过能力较高的集装箱码头一般采用增加岸边集装箱起重机布置密度、优化岸边集装箱起重机参数。从而达到提高装卸船作业效率的目的。岸边集装箱起重机参数优化主要通过缩短循环时间，提高各环节运行速度，采用双箱吊具等技术措施提高了单机作业效率。本工程岸边集装箱起重机选用带双箱吊具的单小车岸边集装箱起重机。（1）起重量额定起重量一般按照所起吊的最大总重量来决定。就集装箱而言，40英尺集装箱的最大重量305T，在实际装卸中也有重量达学士学位论文1135～36T的超重箱；20英尺集装箱重量为24T，如果双箱起吊，则最大重量取48T。目前广泛采用的单箱吊具自重为9T左右，双箱吊具自重为11T～13T。由于桥吊还需起吊集装箱船上的舱盖板，一般集装箱船每块舱盖板的重量均不超过305T，但也有超过此重量情况，如第四代集装箱船（大河号），其舱盖板的重量高达36T。综合考虑上述因素，海侧泊位岸边集装箱起重机吊具下额定起重量选为61T；江驳泊位岸边集装箱起重机吊具下额定起重量选为40T。（2）外伸距根据设计代表船型计算，沿海泊位计算外伸距为5282M。考虑今后20排集装箱船到港的可能及避开小车运行减速区的实际情况，选定外伸距为63M；江驳泊位外伸距选为55M。（3）轨距随着全球集装箱船舶发展的大型化，岸边集装箱起重机也日趋大型化。岸边集装箱起重机轨距的选择首先要能满足外伸距增大后整机的稳定性，同时还要保证在装卸大型集装箱船舶时能多机集中作业。为了适应船型的变化，确保大船多机、快装快卸，充分发挥岸边集装箱起重机的设备利用率，提高码头装卸能力，在考虑不同船型组合的同时，通过组合确保在码头全长的每个280M范围内，均可集中6～7台岸边集装箱起重机同时进行装卸作业。即确保每艘第四代以上集装箱船舶到港均可集中6～7台岸边集装箱起重机同时进行装卸作业。根据制造厂商介绍，轨距30M的岸边集装箱起重机，能够满足外伸距近65M整机稳定性的要求。本次设计除了在30M轨距内布置6条作业通道，且在岸桥陆侧轨外侧布置了2条作业通道，码头前方共有8条车道供装卸船作业使用，可以保证在装卸作业过程中不会因作业车道数的不足而制约装卸桥效率的发挥。为此，岸边集装箱起重机轨距选为30M8。332轮胎式龙门起重机轮胎龙门起重机方式是目前全世界集装箱堆场装卸作业应用最多的一种工艺方式。使用经验成熟、装卸效率高、操作简单、堆场面积利用率高，特别适合于大、中型专业化集装箱码头的堆场作业。上海港老港区及外高桥一、二、三、四期工程的集装箱码头堆场作业均采用此种方式，近几年国内新建的大型集装箱码头如大连港、天津港、青岛港、宁波港以及深圳的几个码头也都采用这种工艺方式。（1）吊具下额定起重量的确定为满足堆场上40英尺箱及总重在35～36T超重箱和总重大于40T超重箱的装卸作业，吊具下额定起重量选为40T和60T两种。（2）跨距目前集装箱专用码头堆场轮胎龙门起重机，一般按6列集装箱和1条集装箱卡车学士学位论文12通道设计，跨距为2347M。（3）堆高堆场上轮胎式龙门起重机按门架下堆放高度为9英尺6英寸（2896MM）箱4层、门架下可通过5层布置，起升高度选取3轨道式龙门起重机（1）吊具下额定起重量的确定为满足堆场上40英尺箱及总重在35～36T超重箱和总重大于40T超重箱的装卸作业，吊具下额定起重量选为40T。（2）跨距轨道式龙门起重机最佳跨距为30～50M，即10列集装箱加两条牵引车、半挂车通道或13列集装箱加外伸臂下两条牵引车、半挂车通道。综合考虑工程实际情况，轨道式龙门起重机跨距选取405M。（3）外伸臂轨道式龙门起重机外伸臂的选择主要是考虑集卡通道的布置形式，本期工程选择带外伸臂的轨道龙门起重机，两边外伸臂下各布置一条集卡通道，外伸臂选定为7M。（4）起升高度堆场上轨道式龙门起重机按门架下堆放高度为9英尺6英寸（2896MM）箱5层、门架下可通过6层布置，起升高度选取18M5。34装卸工艺方案规模设计341泊位通过能力（31）QTPATDFGYT???（32）132KNP?式中PT集装箱码头泊位年通过能力（TEU）；TY泊位年营运天数；AP泊位有效利用率（％）；P设计船时效率（TEU/H）；Q集装箱单船装卸箱量（TEU）；学士学位论文13TG昼夜装卸作业时间；TF船舶的装卸辅助作业及船舶靠离泊时间之和；TD昼夜小时数；N岸边集装箱装卸桥配备台数；P1岸边集装箱装卸桥台时效率；K1集装箱标准箱折算系数；K2－岸边集装箱装卸桥同时作业率；K3－装卸船作业倒箱率。计算得6个泊位年综合通过能力为66783万TEU40698万TEU。三期码头合计年通过能力为40698万TEU。342堆场容量及堆场面积计算（33）YKBKDCHYTTQE?（34）SSAN1式中EY集装箱堆场容量（TEU）；QH集装箱码头年运量（TEU）；TDC到港集装箱平均堆存期；KBK堆场集装箱不平衡系数；TYK集装箱堆场年工作天数；NS－集装箱码头堆场所需地面箱位（TEU）；N1堆场设备堆箱层数A5－堆场容量利用率（％）计算得各种箱所需的堆存容量为普通重箱72000TEU，冷藏箱3500TEU，危险品箱850TEU，空箱30000TEU。根据前文中的有关测算，堆场面积为140万平方米。同时在堆场布置设计中，堆场通过能力考虑布置堆场平面箱位及集装箱箱容量，堆场利用率按075计算。三期工程堆场所需平面箱位及堆场通过能力按港口工程技术规范中有关规定，结合不同的工艺方案，计算所需平面箱位及实际布置数量、容量。343装卸机械台数装卸机械设备的配置需根据设计年吞吐量来确定，洋山港三期工程每年需完成400万TEU。目前国际上先进的港口，每台机每年可以完成15万TEU左右，洋山港配备30台集装箱装卸桥，计算每年可以完成450万TEU左右，轮胎式龙门吊起重机与装卸桥的配比为31，轨道式龙门吊起重机与装卸桥的配比为181，集装箱牵引车与装卸桥的配比为451，另外考虑到空箱作业和危险品箱作业，配备16台空箱叉车和4台42T正面搬运车，其具体数量如表表31。学士学位论文14表31装卸机械及辅助设备配置序号设备名称规格及参数数方案一方案二1集装箱装卸桥起重量60T，轨距30M，外伸距62M25252集装箱装卸桥起重量60T，轨距30M，外伸距55M553轮胎式龙门吊起重量45T，跨距265M，堆5层箱90∕4轨道式龙门吊起重量45T，轨距52M，堆7层箱∕545集装箱牵引车1351356集装箱底盘车最大载重量48T1351357空箱叉车起重量75T，堆高7层888集装箱正面吊42T10109维修车4410地磅合计工人及司机人数在港口生产中，不论采用何种劳动组织形式或作业轮班制，都存在装卸作业员配备的问题。按照洋山港区全天候作业的模式，装卸工人及司机人员按作业线配置和工艺平面方案及港口工程技术规范中有关计算规定，作业班次设定为4班3运转，工班定员中，除装卸桥为每班2个司机外，其余都是每班1个司机配置出勤率为90由于目前集装箱专用码头装卸工人配置很少，仅考虑装卸桥每台每班配置2人。详见表32表32装卸工及司机配备方案一方案二装装卸工人252252司机合计学士学位论文154方案比选及推荐方案确定41装卸工艺方案的定性比较轮胎式龙门吊堆场作业方式具有单机作业效率高、作业灵活、可转场多机集中作业、使用经验丰富、对地基基础要求低、设备造价低等优点而被广泛使用轨道式龙门吊堆场作业则具有作业效率高、可实现堆场全自动化作业、堆高能力强、维修方便等优点，在发达国家的港口被普遍使用。两者的工艺方案比较见表41表41装卸工艺方案比较序号方案优点缺点1方案一（轮胎吊）结构简单，操作方便，维修容易，机动性强。体积小，重量轻，价格便宜，基础投资较小。有成熟的机型，有丰富的使用及管理经验。不易实现自动控制，环保效果差。2方案二（轨道吊）装卸效率高，机构简单，维修方便，故障率低，堆场利用率高，易于实现自动控制，环保效果好，综合营运成本低。机动性能差，作业范围受限制。42技术经济定量指标论证主要技术经济指标见表42表42主要技术经济指标数量备注序号项目单位方案一方案二1年吞吐量TEU4004002泊位数个66学士学位论文163年设计通过能力TEU400400设计所需箱容量TEU普通重箱布置箱位数TEU设计所需箱容量TEU冷藏箱布置箱位数TEU720676设计所需容量TEU300300危险品箱布置箱位数TEU242242设计所需容量TEU集装箱堆场空箱布置箱位数TEU直接生产人员人2164电机KW设备装机容量内燃机KW装卸设备投资万元928单位直接装卸成本元/T方案确定由表41，表42，同时结合上海港多年来对轮胎式龙门起重机使用、管理的经验和工程实际情况，本阶段推荐方案一，即轮胎龙门起重机方案。目前，世界上已建成的及在建的大型集装箱码头包括拟接纳8000TEU一12000TEU载箱量集装箱船的码头，集装箱装卸桥的轨距绝大部分均为30M仅有极少数采用35M轨距的。另外从堆场作业机械看，目前世界上大型集装码头全部采用轨道式龙门起重机作业的工艺方式几乎还没有，我国更无先例，因此缺乏使用及管理方面的经验。同时采用轨道式龙门起重机，由于其轨距较大，因而设备自重大，对堆场特别是轨道处的地基承载力要求较高。另外由于堆箱高，倒箱率也高。作业灵活性也相对较差。从近年来世界集装箱码头堆场作业机械订购情况分析，轮胎式龙门起重机的订购数量要远远超过轨道式龙门起重机的数量，1999年为2年为31460，而轨道式龙门起重机的订货中特别是在欧美地区，又有相当部分用于堆场的火车装卸作业。另外，相对于轨道式龙门起重机RMG的无人操作、全自动定位系统，国际上轮胎式龙门起重机RTG
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