《港口裝卸工藝學(xué)》課程設(shè)計

1、港口裝卸工藝學(xué)課程設(shè)計學(xué)院：交通運(yùn)輸學(xué)院專業(yè)：交通管理X班姓名：XXXX學(xué)號：指導(dǎo)老師：XX20XX年12月26日新建集裝箱碼頭擬定裝卸工藝這里，我們用一個新建集裝箱碼頭的裝卸工藝選擇的方案為例，從中我們可以看出，在集裝箱碼頭裝卸工藝方案選擇時的依據(jù)和基本思路。一、碼頭基本情況某港區(qū)的集裝箱碼頭岸線長1646m,擬建設(shè)4個可?？康谒拇b箱船舶的泊位，設(shè)計吞吐能力為260萬TEU/年。港區(qū)后方陸域?qū)捈s1468m，縱深1312m，陸域面積約204萬m3。碼頭順岸布置，前沿水深16m，碼頭與后方靠引橋鏈接，港區(qū)陸域前方為生產(chǎn)作業(yè)區(qū)，布置集裝箱堆場，后方為生產(chǎn)輔助區(qū)，布置集裝箱調(diào)配中心，拆裝箱庫、停

2、車場等。二、主要設(shè)計參數(shù)碼頭岸線總長：1646m年吞吐量集裝箱260萬TEU各種集裝箱比例如下：普通重箱：75.9%冷藏箱：2.31%危險品箱：1.26%空箱：19%拆裝箱：1.53%各種集裝箱在堆場的平均堆存期如下：普通重箱：6d冷藏箱：3d危險品箱：2d空箱：9d拆裝箱庫內(nèi)雜物：4d堆場年工作天數(shù)：365d港口生產(chǎn)不平衡系數(shù)：1.42三、設(shè)備、設(shè)施基本能力要求裝卸橋能力及數(shù)量碼頭泊位的通過能力可以根據(jù)岸邊裝卸橋單機(jī)能力來確定，計算公式如下：Pt=nPL式中：Pt一集裝箱碼頭泊位年通過能力；PL每臺岸邊集裝箱裝卸橋裝卸能力；n岸邊集裝箱裝卸橋配備臺數(shù)。如果取裝卸橋單機(jī)年裝卸能力為12.5x1

3、04TEU，完成246萬TEU需要配置n=260 x104TEU/12.5x104TEU=21臺裝卸橋。堆場所需容量計算公式：集裝箱堆場容量=（集裝箱碼頭年運(yùn)量+集裝箱堆場容量周轉(zhuǎn)次數(shù)）x集裝箱堆場不平衡系數(shù)集裝箱堆場容量周轉(zhuǎn)次數(shù)二集裝箱堆場年工作天數(shù)集裝箱平均堆存期根據(jù)計算，我們可以確定該集裝箱碼頭要達(dá)到260萬TEU年吞吐能力，相應(yīng)的堆場所需要達(dá)到以下規(guī)模（表3-1）。表3-1各種集裝箱所需堆場容量表（單位：TEU）、，.、指標(biāo)類型EyQhtdcKBKTyk普通重箱46064197340061.42365方案三：輪胎龍門方案三：輪胎龍門起重機(jī)-軌道龍門起重機(jī)組合方案?？障?72974940

4、0091.42365冷藏箱7016006031.42365危險品箱2553276021.42365拆裝箱6193978041.42365注：Ey-集裝箱堆場容量（TEU）；Qh-集裝箱碼年運(yùn)量（TEU）；屋-到港集裝箱平均堆存期；KBK-堆場進(jìn)行不平衡系數(shù)；*-集裝箱堆場年工作天數(shù)。四、裝卸工藝方案擬定裝卸工藝系統(tǒng)是建成高效、節(jié)能、高自動化、環(huán)保型現(xiàn)代化集裝箱港區(qū)的關(guān)鍵。對此結(jié)合該港的具體情況，擬定3個裝卸工藝方案。（1）輪胎龍門起重機(jī)方案；（2）軌道龍門起重機(jī)方案；（3）輪胎龍門起重機(jī)-軌道龍門起重機(jī)組合方案。三個裝卸工藝方案優(yōu)缺點的比較見表4-1。表4-1三個裝卸工藝方案優(yōu)缺點比較表序號方

5、案名稱優(yōu)點缺點1輪胎龍門起重機(jī)方案裝卸效率較高，操作簡單，機(jī)動靈活，作業(yè)面積大，故障率低，堆場利用率高不易實現(xiàn)自動控制，環(huán)保效果差2軌道龍門起重機(jī)方案裝卸效率高，機(jī)構(gòu)簡單，操作容易，故障率低，維修方便，堆場利用率高，易于實現(xiàn)自動控制，環(huán)保效果好，綜合運(yùn)營成本低機(jī)動性能差，作業(yè)范圍受限制3輪胎龍門起重機(jī)-軌道龍門起重機(jī)組合方案綜合了輪胎龍門起重機(jī)和軌道龍門起重機(jī)的優(yōu)點堆場機(jī)型多，對生產(chǎn)管理水平要求高綜合分析上述裝卸工藝方案技術(shù)，結(jié)合該港已有的生產(chǎn)管理經(jīng)驗和碼頭工程工況具體條件，對以下三種方案進(jìn)行比選：方案一：輪胎龍門起重機(jī)方案；方案二：軌道龍門起重機(jī)方案；五、裝卸工藝方案工藝流程方案一：輪胎龍門

6、起重機(jī)方案工藝流程外集卡外集卡立泉優(yōu)盍場地利用率高堆場鋪面費(fèi)用小立泉優(yōu)盍場地利用率高堆場鋪面費(fèi)用小設(shè)備簡單，操作要求低集裝箱損壞率低占用通道小，可跨箱區(qū)&易于實現(xiàn)自動化適用于陸域面積較小的眄頭胃箱區(qū)作業(yè)技耗時倒蝶率較高需配備集卡，環(huán)節(jié)多初始投資較高能耗較高我國較多碼頭采用方案二：軌道龍門起重機(jī)方案工藝流程外集卡外集卡場地利用率高結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高維修方便，費(fèi)用低廉電力驅(qū)動，節(jié)省能源易于實現(xiàn)自動化場地利用率高結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高維修方便，費(fèi)用低廉電力驅(qū)動，節(jié)省能源易于實現(xiàn)自動化工機(jī)動性差提箱、倒箱困難初始投資大適用于場地面積有限、吞吐讓較大、計算機(jī)控制程度稅高的適用于場地面積有限、吞吐讓較大、計算

7、機(jī)控制程度稅高的方案三：輪胎龍門起重機(jī)-軌道龍門起重機(jī)組合方案工藝流程軌道吊堆場軌道吊輪胎吊軌道吊堆場軌道吊輪胎吊堆場輪胎吊六、主要裝卸設(shè)備選型6.1.岸邊集裝箱裝卸橋目前，專用集裝箱碼頭的裝卸作業(yè)大都采用岸邊集裝箱裝卸橋。岸邊集裝箱裝卸橋有單小車和雙小車之分，近幾年，國外少數(shù)集裝箱碼頭采用雙小車岸邊集裝箱裝卸橋，理論上單機(jī)效率可達(dá)60TEU/h,但實際效率僅比普通岸邊集裝箱裝卸橋增加15%左右，單機(jī)造價高于普通岸邊集裝箱裝卸橋30%-40%。因此絕大部分新建集裝箱碼頭岸邊集裝箱裝卸橋任然采用單小車形式。（1）起重量。Q=Q+Wt式中：Q岸邊集裝箱裝卸橋起重量（t）；Q一額定起重量（t）；tW

8、一吊具重量（t）。額定起重量一般按照所起吊的最大總重量來決定。就集裝箱而言，ISO1AA、1AX（40ft）集裝箱的最大重量取30.5t，在實際裝卸中也有重量達(dá)35-36t的超重箱；20ft集裝箱重量為24t，如果雙箱起吊，則最大重量取48t。目前廣泛采用的單箱吊具自重為9t左右，雙箱吊具自重為11t-13t。由于橋吊還需起吊集裝箱船上的艙蓋板，一般集裝箱船每塊艙蓋板的重量均不超過30.5t，但也有超過此重量情況，如第四代集裝箱船，其艙蓋板的重量高達(dá)36t。綜合考慮以上因素，岸邊集裝箱裝卸橋的額定負(fù)荷選定為64t，單箱吊下503雙箱吊下50t。(2)外伸距。L=L1+L2+bL1=a+B+CL

9、=(D+e+t+j-M)tan3o2式中：a一碼頭前沿至船舶內(nèi)舷側(cè)待測距離，1.2m；B一未來型船寬。45m；C一船外舷至外舷側(cè)最外面一列集裝箱中心線之間的距離，1.7m；D一船舶型深，26.8m；M一船外衡傾穩(wěn)心高度；B岸邊集裝箱裝卸橋海側(cè)軌中心至碼頭前沿距離，3.5m；J七層集裝箱的高度，20.27m；e一艙口欄板高度；t一艙蓋板厚度。計算外伸距為50.37m,考慮避開小車運(yùn)行減速區(qū)的實際情況，選定外伸距為55m。以上數(shù)據(jù)是按運(yùn)營中的最大集裝箱船舶，載箱量8736TEU、艙蓋板上堆17列7層高集裝箱計算所得。(3)軌距和碼頭面寬?！颈尘百Y料】第四代集裝箱船:載箱量為3000-4000TEU

10、,載重量為40000-5000t。船舶尺度：船長為275-295m,船寬約32m,吃水為11.512.51艙內(nèi)裝1011歹列，89層；甲板上裝13一14列，4一5層。為保證碼頭上車流運(yùn)行暢通，適應(yīng)集裝箱船舶大型化、裝卸高效化的要求。海港總平面設(shè)計規(guī)范建議第三、第四代集裝箱船配置3-4臺岸橋，第五代以上集裝箱船配置4-5臺岸橋。本碼頭岸線長1646m,可同時?？?艘第四代集裝箱船。為了適應(yīng)船型的變化和單船裝卸箱量的多少，確保大船多機(jī)、快裝快卸，充分發(fā)揮岸邊集裝箱裝卸橋的設(shè)備利用率，提高泊位吞吐能力。考慮不同船型組合的同時，通過組合確保在碼頭全線的每個329m范圍內(nèi)，均可集中5臺岸橋作業(yè)。即確保每

11、艘第三代以上集裝箱船到港均可集中5臺岸橋作業(yè)。集裝箱船艙蓋板放在陸側(cè)軌后方，最大的船艙蓋板尺寸為14mx14m。岸邊集裝箱裝卸橋軌距內(nèi)為5+1集裝箱牽引車拖掛車通道，同時為了保證單機(jī)穩(wěn)定性和降低輪壓，推薦布置軌距為30m。（參考碼頭面寬度推薦表）碼頭面寬由三個部分組成：碼頭前沿至岸邊集裝箱裝卸橋海側(cè)軌中心區(qū)的船舶系纜區(qū)；岸邊集裝箱裝卸橋軌距范圍內(nèi)的集裝箱拖掛車通道區(qū)；岸邊集裝箱裝卸橋陸側(cè)軌至碼頭后巖的艙蓋板堆放區(qū)。綜合分析并配合各種裝卸工藝方案可選擇的碼頭面寬見表6-1。表6-1碼頭面寬度推薦表（單位：m）前沿系纜區(qū)拖掛車通道區(qū)艙蓋板堆放區(qū)碼頭面寬3.53016.3503.53516.3558

12、3016.355（4）機(jī)型及主要技術(shù)參數(shù)。綜合上述分析，結(jié)合水工結(jié)構(gòu)特產(chǎn)，建議比選機(jī)型及主要技術(shù)參數(shù)見表6-2.表6-2機(jī)型及主要技術(shù)參數(shù)表機(jī)型吊具下起重量型寬（山）外伸距（m）內(nèi)伸距（m）軌距系纜區(qū)正常（t）慢速（t）(m)機(jī)型（一）5055三275515303.5機(jī)型（二）5055三275536303.5機(jī)型（三）5055三275515353.5機(jī)型（四）5055三276015308（3）雙懸臂梁式軌道龍門起重機(jī)；（3）雙懸臂梁式軌道龍門起重機(jī)；輪胎龍門起重機(jī)集裝箱專用碼頭堆放物輪胎龍門起重機(jī)一般按6列集裝箱和1條集裝箱卡車通道設(shè)計，跨距為23.47m。在堆高方面，多數(shù)集裝箱輪胎龍門起重機(jī)

13、是“堆三過四”和“堆四過五”機(jī)型。一些大型集裝箱碼頭，如新加坡港，已采用“堆五過六”機(jī)型，堆層多雖然在很大程度上提高了堆場利用率，但倒箱率增大。同時由于輪壓和箱角壓力增大而使場地建設(shè)費(fèi)用提高。結(jié)合該港所在地區(qū)軟土地基載力有限的實際情況，輪胎龍門起重機(jī)推薦選用“堆四過五”機(jī)型。集裝箱和拖掛車通道的布置有兩種，一種是將拖掛車通道布置在中間，兩邊各排列3列集裝箱；另一種是將拖掛車通道布置在一側(cè)，另一側(cè)排列6列集裝箱。前一種布置方式與后一種比較，小車行走距離較為合理，操作視線較好，找箱容易?？紤]堆場的綜合利用和管理習(xí)慣，堆場采用后一種布置方式。軌道龍門起重機(jī)集裝箱專用軌道龍門起重機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，由

14、于具有跨度大、堆箱層數(shù)多、堆場利用率高、節(jié)能、環(huán)保、易實現(xiàn)全自動控制作業(yè)的優(yōu)點，近幾年新建的額一些大型集裝箱碼頭堆場裝卸設(shè)備均選用了高自動化性能的軌道龍門起重機(jī)。軌道龍門起重機(jī)根據(jù)集裝箱堆場和拖掛車通道的不同布置，軌道式集裝箱龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式有如下三種：（1）無懸臂梁式軌道龍門起重機(jī)；（2）單懸臂梁式軌道龍門起重機(jī)；單懸臂結(jié)構(gòu)形式主要使用在跨度和起升高度不是很大的工況條件，一般大型集裝箱堆場很少采用。集裝箱和拖掛車通道的布置，針對結(jié)構(gòu)形式有、無懸臂的不同分拖掛車通道在跨距外和跨距內(nèi)兩種。拖掛車通道布置在跨距內(nèi)，一般布置在堆場中間兩邊各堆場5-7列集裝箱，其優(yōu)點是：小車行走距離短，裝卸效率高，

15、操作視線好，找箱容易，結(jié)構(gòu)簡單。軌道龍門起重機(jī)跨距在30-50m范圍內(nèi)比較合適，即10列集裝箱加2條拖掛車通道或13列集裝箱加3條拖掛車通道。綜合考慮四期工程情況，推薦用軌道龍門起重機(jī)跨距為41m，堆高為的堆五過六。主要裝卸設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)見表6-3。表6-3主要裝卸設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)序號項目岸邊集裝箱起重機(jī)輪胎龍門起重機(jī)軌道龍門起重機(jī)1吊具下起重量（t）5040402軌距（m）3023.47413內(nèi)伸距（m）154外伸距（m）555基距（m）17.26.415.56提升高度（m）：軌面以上/軌面以下36/1515.218.27工作狀態(tài)最大輪壓（t/輪）58.632288非工作狀態(tài)最大輪壓（t/

16、輪）64.7219輪數(shù)4x84x24x410堆高層數(shù)堆四過五堆五過六七、主要裝卸設(shè)備規(guī)格及數(shù)量根據(jù)前面對工藝系統(tǒng)的要求和可行性分析，將各方案所需配置的主要裝卸設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量經(jīng)計算，確定如下表7-1。表7-1各方案所需配置的主要裝卸設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量序號設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量（臺）方案一方案二方案三1岸邊集裝箱起重機(jī)吊具下50t，外伸距55m，軌距30m2121212輪胎龍門起重機(jī)吊具下40t，跨距23.47t64393軌道龍門起重機(jī)吊具下40t，跨距41t42244集裝箱牽引車40”1251251255集裝箱正面吊吊具下42t7776高空堆高機(jī)6層箱9997集裝箱叉車42t4448叉車16t4449

17、箱內(nèi)叉車3t27272710集裝箱半掛車40”-50車衡80tx20m181818八、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)各工藝方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表8-1所示。表8-1所示藝方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序上項目單位數(shù)量方案一方案二方案三1年吞吐量萬TEU2602泊位數(shù)個53碼頭年通過率萬TEU4堆場容量普通重箱設(shè)計需要容量TEU46064實際布置容量501185495539402/13134*實際布置箱位數(shù)208821831914700/4900*空箱設(shè)計需要容量TEU17297實際布置容量217012170119608實際布置箱位數(shù)620162015604冷藏箱設(shè)計需要容量TEU701實際布置容量9851190733實際布置箱位數(shù)494548367危險品箱設(shè)計需要容量TEU255實際布置容量141414實際布置箱位數(shù)888拆裝箱設(shè)計需要容量TEU619實際布置容量12621331實際布置箱位數(shù)608663合計堆場實際布置容量TEU740807919172891堆場平均箱位數(shù)2819325739255795設(shè)計堆場通過能力萬TEU273.2972636拆裝箱站、場面積設(shè)計需要面積M27直接生產(chǎn)人員司機(jī)人11541008