（机械工程专业论文）集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究.pdf

摘要 随着我国集装箱运量的高速增长，大型集装箱泊位的建设如火如荼为提高 码头的装卸能力和装卸效率，吸引船舶挂靠，确保港口地位，码头前沿设备一一 岸桥的配备备受重视，岸桥的选型成为集装箱码头管理者的重要议题。 u 本文从分析当今世界及我国集装箱运量的发展趋势，集装箱船舶大型化趋 势，以及我国各大港口的发展现状和功能定位，提出了岸桥逸型应合理、优化、 并具有一定的前瞻性。 通过对岸边集装箱起重机( 以下简称岸桥) 岸桥的关键技术参数一一额定起 重量、外伸距、起升高度、四大机构的运行速度及加减速时间的计算依据与选择 进行简要综述。并从经济性、装卸效率、前瞻性、舒适性等方面对各参数的选择 进行评价分析。论述四大机构主要部件、电控系统、吊具的配首要求，从可靠度 角度进行评价分析。并从微观经济学的角度分析影响岸桥制造成本的主要因素。 在此基础上，根据经济性、可靠度、前瞻性、装卸效率和舒适性5 个方面对 岸桥进行的综合评价，建立岸桥选型的综合评价体系。运用多层次的模糊综合评 价法，对该体系进行计算，得出评价体系中各指标的权重，最后以厦门港嵩屿港 区一期工程为例，应用所建立的岸桥选型的综合评价体系进行与之相配套的岸桥 选型计算，得出岸桥选型的最优方案。 为使模型能够对我国其他集装箱码头有所借鉴，通过m a t l a b 编程实现了五 个第一层评价指标的灵敏度分析，从而扩大了模型的适用范围，希望据此能够为 我国集装箱码头配套的岸桥选型提供辅助决策。 关键词：集装箱码头，岸桥选型，评价体系 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h er a p i di n c r e a s i n go fo u rc o u n t r yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n q u a n t i t y , t h eb u i l d i n go fg o o d s i z e dc o n t a i n e r sb e r t ha l s oi n c r e a s i n gr a p i d l y i n o r d e rt oi m p r o v et h ea b i l i t ya n de f f i c i e n c yo fl o a d i n go ft h ep o r t s ，a t t r a c t i n gt h e s t o po fs h i p s ，m a k es u r et h es t a n d i n go fp o r t s ，t h eq u a y s i d ee q u i p m e n to f p o r t s - - t h eq u a y s i d eo fc o n t a i n e rc r a n e ( q c c ) i sb e c o m i n gm o r ea n dm o r e i m p o r t a n t ，t h et y p eo fq c ci sg r a d u a l l yb e c o m i n gi m p o r t a n tt o p i co ft h e m a n a g e r so fc o n t a i n e rt e r m i n a l f o r mt h ea n a l y s ed e v e l o p i n gc u r r e n to fp r e s e n tw o r da n do u rc o u n t r y c o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n q u a n t i t y , t h eg o o d - s i z e dt r e n do f c o n t a i n e rs h i p s ， p r e s e n td e v e l o p i n ga c t u a l i t ya n df u n c t i o no r i e n t a t i o no fo u rc o u n t r yg o o d - s i z e d p o r t s ，t h et h e s i st e l lu st h a tt h et y p eo fq c cs h o u l db er e a s o n a b l e 。o p t i m u m a n dh a st h ec e r t a i nf o r e s i g h t e d n e s s t h r o u g ht h ee s s e n t i a lt e c h n i c a lp a r a m e t e ro fq c c - - f i x e dl i f t i n gc a p a c i t y ， o v e r h a n g st h ed i s t a n c e ，l i f t st h ea l t i t u d e ，f o u rb i go r g a n i z a t i o n sr u n n i n gr a t e s a n da d d sa n ds u b t r a c t s t h ef a s tt i m et h ec o m p u t a t i o nt or e s to na n dt oc h o o s e c a r r i e so nt h e b r i e fs u m m a r y f r o ma s p e c te c o n o m i c a l ，l o a d i n ga n du n l o a d i n g e f f i c i e n c y ,f o r e s i g h t e d n e s s ， c o m f o r t a b l e n e s sa n ds oo n ，c a r r i e so nt h e a p p r a i s a la n a l y s i st ov a r i o u sp a r a m e t e r sc h o i c e ；d i s s e r t a t ef o u rb i gm a j o r c o m p o n e n t s ，t h ee l e c t r i c a l l y c o n t r o l l e d s y s t e m ，h o i s t i n g m e c h a n i s m s d i s p o s i t i o nr e q u e s t c a r r i e so nt h ea p p r a i s a la n a l y s i sf r o mt h ec r e d i b i l i t yo f a n g l e a n df r o mm i c r o e c o n o m i ca n g l ea n a l y s i st h em a i nf a c t o rw h i c hi n f l u e n c e q c c p r o d u c t i o nc o s t i nt h i sf o u n d a t i o n ，c a r r i e so nt h eq u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o no fq c cw h i c h a c c o r d i n g t o e c o n o m i c a l ，c r e d i b i l i t y , f o r e s i g h t e d n e s s ，t h el o a d i n g a n d u n l o a d i n ge f f i c i e n c ya n dt h ec o m f o r t a b l e5a s p e c t s ，e s t a b l i s h e st h eq u a l i t y s y n t h e t i ce v a l u a t i o ns y s t e mo fq c c u t i l i z e sm a n ya d m i n i s t r a t i v el e v e l sf u z z y q u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o nm e t h o d s ，c a r r i e so nt h ec o m p u t a t i o nt ot h i ss y s t e m o b t a i n sv a r i o u sa s p e c t sw e i g h ti nt h ea p p r a i s a ls y s t e m ，f i n a l l yt a k et h ef i r s t i s s u eo fp r o j e c to fs o n g y uw h a r fa st h ee x a m p l e ，a p p l i e st h eq c cq u a i l t y s y n t h e t i ce v a l u a t i o ns y s t e mw h i c he s t a b l i s h e st oc a r r yo nc o m p u t a t i o ni n h x i a m e np o r t ，i nt h ee n d ，w ec a ng e to u tt h eb e s tp r o j e c to fq c c i no r d e rt oe n a b l et h em o d e lt oc a nb e u s e df o rr e f e r e n c eb yo t h e r c o n t a i n e rt e r m i n a l so fo u rc o u n t r y , h a sr e a l i z e ds e n s i t i v i t ya n a l y s i so ff i v ef i r s t f l o o r a p p r a i s a la s p e c t st h r o u g h t h em a t l a bp r o g r a m m i n g ，c o n s e q u e n t l y , e x p a n d e dt h ea p p l i c a b l es c o p eo fm o d e l ，h o p e sa c c o r d i n gt ot h et h e s i st ob e a b l et op r o v i d et h ea u x i l i a r yd e c i s i o n - m a k i n gf o rt h et y p eo fq c co fo u r c o u n t r y sc o n t a i n e rt e r m i n a l k e y b o a r d ：c o n t a i n e rt e r m i n a l ，t h eq u a y s i d eo fc o n t a i n e rc r a n es h a p i n g ， s y n t h e t i ce v a l u a t i o ns y s t e r n i i i l im e i z h e n ( m e c h a n i c a ie n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db ym iw e i i i a nz h e nw e i f u 论文独创性声明 本论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其 他机构一经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所 做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名叁叁塞日期礁! 堑 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文复印件，容许论文被查阅和借阕；学校可以上网 公布论文的全文或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段 保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 名越一名衡 期翟堕。箩 上海海事大学硕士学位论文 1 1 选题的背景和意义【1 第一章绪论 厦门港东渡港区二期工程的建设资金采用世界银行贷款，紧接着东渡三期工程的建 设资金也采用亚洲银行贷款方式进行筹集，三期工程建设直至2 0 0 2 年才竣工；根据世 界银行、亚洲银行的管理规定，所有的采购项目必须采用国际招投标方式，也就是说从 1 9 9 2 年开始，厦门港的设备采购从此几乎都采用公开或邀请招标方式进行采购。因此厦 门港在设备招标采购方面已具备相当丰富的经验。2 0 0 0 年1 月1 日招标投标法正式 实施后，招标成为厦门港大型装卸设备采购的必要手段，但在规范了设备采购行为的同 时，如果招标文件制定得不够严密、详细，也将带来一定程度的负面效应。 对于招标本身，招标的目的就是择优。招标成功的评价标准不仅限于交易达成，而 且还在于是否实现资源合理有效的配置，以及资源配最的效率与效益是否达到最佳统 一，具体表现为时间的节约，资金的节约，劳动的节约，各要素组合最佳即工期短、成 本低、质量优，并获得寿命周期效益最佳。 而实际上由于受以下几方面因素的影响，招标的结果是业主并不能采购到所希望的 性能价格比最优的产品。 r 投标人只能应邀进行一次报价。标书递交后，一般不能撤回或修改。 大型港机设备的潜在的有资质的投标商有限，国内主要有上海振华、上海港机、诺 尔( 中国) ，还有近几年频繁重组、常常无法按时交货的大连大起。由于近年来，全国 各沿海港口均不同程度加大港口建设力度，大型港机设备的采购进入高峰期，受上述有 能力制造大型港机设备的制造商数量有限的影响，供需关系产生显著变化，市场转为卖 方市场，因此投标时的价格容易产生“围标”现象。而投标人只能应邀进行一次报价， 标书递交后，一般不能撤回或修改。此时招标方将处于十分不利的位罱。 一在评标的澄清过程中不允许对主要技术参数、性能、配套件等技术规格的实质性内 容进行修改。 为遵循国家有关规定，体现评标的公正客观的原则，要求各投标商在评标的澄清过 程中不允许对主要技术参数、性能、配套件等技术规格的实质性内容进行修改。如果各 投标商的投标价格在招标方的计划范围内，则无可厚非；当投标价格超出招标方的计划 范围，招标方就不得不考虑降低技术参数或配置。那么将违反招标投标法评标的有 关规定。当然还可以宣布招标无效，进行二次招标；但二次招标需要再花费一倍时间和 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 财力，将会影响采购方的正常生产。 r 大型港机设备的主要配套件品牌的价格差异较大，难于评价 根据招标投标法的规定，招标文件不得要求或者标明特定的生产供应者，而大 型港机设备的主要配套件品牌的价格差异较大，产品质量的差异也较大。采购时，不仅 要考虑前期的一次性投入，还要考虑后期使用的维护费用，即整机全使用寿命周期的费 用最低的产品才是最优产品。因此，必须详细制定各方面的技术要求，做到无懈可击。 可见，招标需要采购方花费大量的精力准备招标前期工作，即编制严密的招标文件， 特别是技术规格书，不能有所疏忽，才能通过公开、公平、公正的招标方式采购最优的 产品，即实现招标的目的一一择优。 一对厦门港来说，招标前岸桥的合理选型将对招标的结果产生重要影响，同时也是对 码头的装卸能力进行合理配置的前提和基础 对于厦门港来说，由于港口装卸以集装箱为重，因此近年来港口大型装卸机械的招 标采购主要有岸桥、轮胎式集装箱门式起重机、空箱堆高机、集装箱正面吊，而其中由 于岸桥为码头前沿设备，其装卸效率、可靠度、适应能力将直接影响集装箱船舶的在港 停泊时间，对能否吸引航线的挂靠将起到至关重要的作用，但一味地追求主要技术参数 及配套件性能的提高，将直接导致设备造价的非线性大幅提高，远远超出预期费用。 近年来，厦门港的集装箱吞吐量得到快速发展，2 0 0 4 年全港完成集装箱吞吐量2 8 7 万标箱，比上年增长2 3 2 ，在全国大陆沿海港口中排名第7 位。厦门港口要打“集装箱” 牌，厦门将用5 年时间，基本建成海沧港区和嵩屿港区，把厦门港打造成海峡西岸经济 区唯一以集装箱干线运输为主的现代化港口。 表卜1 厦门港近年来集装箱吞吐量( 单位：万t e u ) 年份2 0 0 1 年2 0 0 2 矩2 0 0 3 焦2 0 0 4 矩 i 集装箱吞吐量 1 2 9 31 7 5 42 3 2 2 8 7 随着码头基础建设的加快实施，设备选型配套也将随之跟进，因此如何对岸桥进行 合理的选型也就显得格外重要和迫切。 1 2 目前研究的现状 通常在码头建设初期，业主单位均委托设计院在工程可行性报告中进行规划设计。 但由于从工可到项目投产一般历时2 3 年时间，而近年来集装箱吞吐量飞速增长以及 集装箱船舶日益大型化的快速发展趋势，是设计院所无法准确预估的，因此设计院提供 2 上海海事大学硕士学位论文 给码头的岸桥的主要技术参数一般都偏小，若按设计院提供的参数选型采购，则实际投 产时将无法满足码头生产需要。 对于岸桥，除了考虑码头的靠泊能力、发展远景规划以及广告效应等因素，其技术 参数及性能的确定还应考虑以下因素： 1 岸桥的装卸能力能够适应未来2 0 年世界集装箱船舶的发展，即具有一定的超前 性。岸桥的外伸距、起升高度、吊具下的额定起重量将是三大关键参数。 2 由于集装箱运输追求的是节约时间，以吸引货主，因此岸桥的装卸效率应能满足 船公司要求的最短靠泊时间。岸桥的起升机构、小车运行机构的运行参数，即起升满载 空载速度、小车运行速度，及其加减速时间，决定了岸桥的循环作业周期，因此这些 参数必须能满足船公司要求。同时岸桥的整机宽度还决定了可以对大型集装箱船同时开 通作业路线的数量，因此为提高集装箱装卸效率，允许的整机宽度最大值必须详细计算。 3 为确保集装箱班轮靠离泊的准班率，岸桥的可靠度尤为重要，即岸桥的主要配套 件，特别是电控系统，四大机构( 包括俯仰机构) 的驱动装置一一电机、减速箱、制动 器、吊具等的品牌性能更应充分保证。 4 技术参数的提高，将导致岸桥整机重量的增加，由于岸桥的整机宽度有限定值， 大车运行机构的车轮数也受到限制，因此轮压将增大，这将提高岸桥轨道基础的工程造 价。当然相比较工程的总造价，提高轮压增加工程费用并不算多，如果在码头基础建设 的施工中对可承受的轮压没有充分考虑并预留裕量，码头允许的轮压太小，则将给岸桥 的设计带来极大的制约。 5 从人机工程学角度，还应考虑司机操作的舒适性，故整机的动态刚度将直接影响 司机操作效率；同时小车的额定运行速度如果超出司机自身的承受力，那么司机在操作 时将会以低于小车额定运行速度的速度运行，从而造成资源浪费。 6 为适应码头计算机生产管理系统、设备计算机管理系统的发展需求，岸桥的c m s 系统( 起重机管理系统) 应具有一定的先进性，并考虑适当的冗余以备未来扩展。 因此岸桥的选型应在满足装卸能力、装卸效率的前提下，也就是适应集装箱船舶大 型化趋势、集装箱运量、港口的箱源腹地以及港口的发展定位的需要，综合考虑可靠度、 经济性、先进性三者的和谐统一，才能采购到性价比最优的设备。 目前各港对上述因素的评价的侧重点通常从主观因素出发，或仅考虑单一方面因 素，存在一定程度的局限性。因此需要建立一个科学的数学模型，对上述各因素的权重 做出一个合理的评价，并运用此模型对岸桥选型进行分析。 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 1 3 本文研究的目标和步骤 本文研究的目标是通过对影响岸桥选型的几大关键因素进行分析，采用模糊评价 法，建立一个科学合理的岸桥的选型评价模型，为厦门港在建港区配套的岸桥的选型提 供依据，并可供各港口参考。 本文共分七章，具体如下： 第一章为绪论，主要介绍研究的背景、意义及现状； 第二章通过对世界集装箱运量预测，介绍现役的集装箱船舶及未来发展趋势，各大 港口的发展状况及机会，分析近年来集装箱船舶和国内外港口的发展对岸桥选型的要 求； 第三章简述岸桥选型的主要技术参数：外伸距、起升高度、四大机构速度、加减 速度的计算依据，并从经济性、装卸效率、前瞻性、舒适性等方面对各参数的选择进行 评价分析； 第四章简述岸桥主要工作机构：起升机构、小车运行机构、俯仰机构、大车运行机 构的机构要求及其相关部件的选型要求，以及龟控系统、吊具的选型要求。并对设备的 寿命周期费用从微观经济学的角度分析各部分的当量边际成本，分析影响岸桥制造成本 的主要因素。 第五章介绍岸桥选型的评价数学模型多层次模糊综合评价法，并指出进行评价 指标权重的灵敏度分析意义所在及实现方法。 第六章通过选择供应商评价的一级、二级指标，对测评指标进行量化，确定测评指 标权重，得出岸桥选型的评价指标。以厦门港嵩屿港区为实例，说明了多层次模糊综合 评价模型在港口实际配套选型中的应忍，并对几个评价指标的权重进行了灵敏度分析， 供我国集装箱码头的管理者在进行岸桥选型时参考。 第七章为结束语，指出了本文下一步的工作方向。 4 上海海事大学硕士学位论文 第二章近年来国内外港口的发展对岸桥选型的影响 2 1 集装箱运量预测【2 5 1 海上集装箱运输开始于二十世纪五十年代的后半期，最初仅限于美国国内航线，二 十世纪六十年代后半期逐步发展到欧洲、北美、澳大利亚、日本等工业发达国家，进入 国际集装箱运输时期，到了二十世纪七十年代初期，世界其它国家和地区相继开展海上 集装箱运输，我国是从二十世纪七十年代后半期开始发展国际集装箱运输。在1 9 7 1 年 - - 1 9 8 3 年期间，集装箱运输得到广泛的推广，实现了跨越几大洋的国际集装箱运输。 在1 9 8 0 1 9 9 6 年间，世界集装箱港口吞吐量从3 6 3 5 万t e u ( 标准箱) 上升到1 5 7 5 9 万t e u ，增长3 3 3 。其中东亚地区港口吞吐量增幅最大，达到6 6 3 ，为6 9 3 2 万t e u 。 随后依次是欧洲地区、北美地区。在1 9 8 0 - - 1 9 9 6 年间，东亚地区港口集装箱吞吐量在 世界港口集装箱总吞吐量中所占份额从2 5 上升到4 4 。就在这世界集装箱运输最为集 中的东南亚地区，中国经济的高速增长使得中国成为全球集装箱运输竞争的主战场，自 2 0 0 2 年春季以来中国的出口贸易平均增长2 5 。从进出口产品来看，中国运往美国集 装箱是亚洲最高的；目前中国出口货物总量已经占太平洋航线东行以及欧亚航线西行货 物总量的4 0 以上，成为拉动这两条干线的火车头。这主要是由于中国的经济以8 的 速度稳定增长，中国拥有4 7 5 0 亿美元的外贸给这些航线注入更多的活力。据联合国预 测，预计到2 0 1 1 年，中国可进一步超越美国成为进出口贸易中全球集装箱流量最大的 市场。 据世界银行预测，2 0 0 4 年世界经济增长率将为3 ，也就是全球贸易的增长率有望 达到5 7 ，则世界集装箱的贸易量将达到8 7 0 0 万t e u 。如果世界出口额保持每年6 的年增长率，可预测2 0 0 4 年2 0 1 0 年世界海上运输货物总量如表2 1 表2 - i 世界海上货物总量( 单位：百万吨) 1 年份2 0 0 4 年 2 0 0 5 年2 0 0 6 年2 0 0 7 证2 0 0 8 年2 0 0 9 年2 0 1 0 正 i总量 1 2 8 1 4 11 3 2 9 2 8 81 3 8 0 0 3 91 4 3 3 8 3 41 4 9 0 8 5 81 5 5 1 3 0 21 6 1 5 3 7 4 i 随着世界经济一体化进程的加速，国际贸易和国际资本流动迅速地发展，各个国家 和地区之间的相互贸易和投资活动越来越频繁，世界贸易将持续呈现一派繁荣景象。据 统计，目前世界范围丙跨国公司的产值和服务贸易占世界总量的7 0 以上，由于跨国公 司越来越倾向于原材料来源地、加工组装地和销售市场多地区化、分散化，因此世界海 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 运也越来越成为跨国公司的专用服务者。世界主要集装箱港口近年平均增长率为1 2 3 。据此世界主要港口的集装箱吞吐量2 0 0 5 年将可能达到3 2 亿t e u ，2 0 1 0 年将突破 5 5 8 亿t e u ；东亚主要港口集装箱吞吐量预计2 0 0 5 年将达到1 8 亿t e u ，2 0 1 0 年将达 到4 0 6 亿t e u 。 “世界制造业”的转移，使我国在成为“世界制造中心”的同时，也促进了国内区 域贸易的发展。未来1 5 年内，我国港口集装箱运输市场发展趋势为： 集装箱化和多式联运水平进一步提高。随着中西部地区经济的发展和东北老工 业基地的振兴，集装箱内贸运量将大大增加。通过内贸集装箱运输的发展，实现国内集 装箱逐步与国际集装箱一体化，为国际集装箱多式联运系统的扩大和完善创造有利条 件。预计2 0 0 5 年和2 0 1 5 年，我国集装箱吞吐量将分别达到5 0 0 0 万t e u 和1 2 0 0 0 万t e u 。 夺集装箱运输市场得到进一步规范，实现运输资源配置的合理化、最优化。 夺国内各主要区域型集装箱枢纽港与沿海和内陆支线相结合形成高效合理的集 装箱运输系统，促进多式联运和国际国内集装箱运输一体化。 2 2 集装箱船舶未来发展趋势t 6 】 由于超巴拿马型集装箱船的显尔易见的运输成本优势，集装箱船舶大型化已经成为 一种必然的发展趋势，根据c i o n l i n e2 0 0 2 年7 月1 日的统计数据，到2 0 0 4 年底，世 界集装箱船队中，3 0 0 0 t e u 以上集装箱船舶数量将由现在的6 4 9 艘增加到8 1 1 艘左右， 运力占整个集装箱船队的5 4 ，比目前提高4 个百分点：4 0 0 0 t e u 以上集装箱船舶数量 将由目前的3 8 1 艘增加到5 1 0 艘，运力比例由目前的3 4 增加到3 9 ；5 0 0 0 t e u 以上船舶 数量将达到2 6 6 艘，比目前增加6 4 艘，运力比例由目前的2 1 提高到2 3 。 增幅最大的为6 0 0 0 t e u 以上集装箱船舶，到2 0 0 4 年底将新增4 2 艘，增幅达5 5 ， 运力也将增加2 8 2 万t e u ，达到7 8 3 万t e u ，运力比例由现在的8 7 提高到1 1 4 。 2 0 0 2 2 0 0 4 年世界集装箱新造船舶交付情况详见表2 2 。 上海海事大学硕士学位论文 表2 - 22 0 0 2 - - 2 0 0 4 年世界集装箱船舶交付帻况表 2 0 0 2 年交付2 0 0 3 年交付2 0 0 4 年交付 载箱能力 运力运力所运力运力所运力运力所 t e u 艘数艘数艘数 t e u 占比例 t e u 占比例 t e u 占比例 0 4 9 9000 0 o 0o o o00 0 5 0 0 9 9 93 72 7 9 8 27 o 1 41 i 7 4 52 1 21 7 4 81 1 1 0 0 0 1 9 9 92 53 6 2 0 99 1 鬟3 14 4 3 1 27 8 35 2 4 03 甜 2 0 0 0 2 9 9 9 4 21 0 6 5 9 92 6 7 3 68 9 6 9 21 5 7 25 0 0 03 弧 3 0 0 0 3 9 9 91 03 1 8 0 28 o 1 86 0 1 3 31 0 6 51 6 6 9 51 0 9 4 0 0 0 4 9 9 92 51 0 7 1 2 62 6 9 3 21 3 9 4 4 42 4 5 83 4 3 l o2 2 ，5 5 0 0 0 5 9 9 9 8 4 3 3 6 71 0 9 1 4 7 8 0 5 1 1 3 7 o00 ，0 5 0 0 0 以上74 5 7 0 4l 】5 2 z1 4 6 4 5 72 5 7 1 38 9 6 4 85 8 ，7 合计 1 5 43 9 8 7 8 91 0 0 0 1 6 75 6 9 8 3 41 0 0 0 3 31 5 2 6 4 l1 0 0 0 叫 注：统计截止日期为2 0 0 4 年7 胃1 日 进入新世纪后，国际主要班轮公司计划定造载箱能力9 0 0 0 1 0 0 0 0 t e u 集装箱船。 中远集装箱运输有限公司计划定造载箱能力8 0 0 0 9 0 0 0 t e u 的超大型集装箱船4 艘，拟 将投入亚洲一北美航线上营运。中海计划定造载箱能力9 2 0 0 t e u 超大型集装箱船5 艘， 计划投入太平洋航线服役。马士基计划定造9 0 0 0 t e u 超大型集装箱船4 艘，铁行渣华也 宣布定造载箱能力为1 0 0 0 0 t e u 的超大型集装箱船舶。同时荷兰学术界正在继续研究 2 0 1 0 年前引进马六甲最大集装箱船的可行性，这种可以装载1 8 0 0 0 t e u 的集装箱船将达 到东南亚的马六甲海峡所限制的最大尺寸和吃水。 根据国际商埠与海港协会( i a p h ) 掌握的消息，到2 0 0 4 年载箱能力为9 0 0 0 t e b 级 集装箱船舶将投入营运，从而可见，集装箱船舶进一步向大型演变，已经是一种必然。 但9 0 0 0 t e u 级集装箱的设计吃水仍然控制在1 4 5 m ，增大的是船长、船宽等。 筹划中的“苏伊士型”和开发设计中的“马六甲型”由于受到众多因紊的限制，能 否在短期内开始建造并投入营运，则有待关注。尽管从技术层面问题不太大，造船单位 都已拿出了开发方案，但港口、航道等的制约因素，将在短期内严重影响至集装箱船舶 大型化的发展。如苏伊士运河、巴拿马运河能否在2 0 1 0 年分别把水深浚深到一2 1 m 和 一1 5 ，2 m 将是影响集装箱尺度大型化的重要因素之一。 在集装箱船舶大型化的发展过程中，超巴拿马船舶的发展速度是惊人的：1 9 9 6 年 世界集装箱船队共有超巴鑫马船舶4 l 艘，载箱量1 9 5 1 4 5 t e u ，到1 9 9 8 年达到8 6 艘，较 二z箜茎塑里兰生叠鲞型堡垒堡笪堡墨婴塞 1 9 9 6 年增长1 1 0 ，载箱量4 4 8 7 5 5 t e u ，增加1 3 0 ；而到2 0 0 3 年1 月底，仅5 0 0 0 t e u 以上的超巴拿马集装箱船舶就达到了2 1 6 艘，增长速度非常快。 2 3 厦门港的发展状况及机刽7 1 0 】 中国大陆近来年经济增长表现令人瞩目，沿海各集装箱港快速崛起，在2 0 0 3 年全 球3 0 大集装箱港排名中，两岸三地除了世界第一的香港和第六的高雄港之外，大陆南 北有7 个港口也进入前3 0 名，是全球集装箱装卸量增长最迅速的地区。这9 个港口分 别为：排名第一的香港，以2 0 4 5 万个标箱，蝉联世界最大集装箱港的地位；排名第3 的上海，全年集装箱装卸量1 1 2 8 万标箱；排名第4 的深圳港，全年集装箱装卸量1 0 6 1 万标箱；排名第6 的高雄港，全年集装箱装卸量为8 8 4 万标箱：排名1 4 的青岛港，全 年集装箱装卸量4 2 4 万标箱：排名2 1 的天津港，集装箱装卸量3 0 0 万标箱：排名2 2 的 广州港，集装箱装卸量2 7 7 万标箱；排名1 4 的宁波港，集装箱装卸量2 7 5 万标箱，以 及排名2 9 的厦门港，集装箱装卸量2 3 3 万标箱。从增长率观察，香港业务量较前一年 增长6 8 ，是全世界惟一集装箱装卸量超过2 0 0 0 万标箱的港口；高雄港虽比前一年增 长4 1 ，却是世界排名前1 1 大港口中增长率最低的港口；而大陆7 个港口都有二位数； 的增长，其中上海港增长3 1 、深圳港增长3 9 4 、青岛港增长2 4 3 、天津港增长2 4 5 、i 宁波港增长4 7 8 、广卅i 港增长2 7 、厦门港增长3 3 2 。 厦门港是我国东南沿海重要的天然深水良港，自然条件优越。港湾外围大小金门等 岛屿形成一道天然屏障，港内水域宽阔、水深浪小、不冻少淤。厦门港是一个大、中、 小泊位配套的多功能、综合性的现代化大港，由东渡港区、海沧港区、嵩屿港区、东部 港区、旅游客运港区组成。目前，全港共有生产性泊位8 1 个，万吨级以上深水泊位2 4 个，最大靠泊能力1 0 万吨级，集装箱、石油、煤炭等专用码头一应俱全。到2 0 0 5 年， 将新建成1 0 个深水集装箱泊位和1 个大型国际邮轮码头，届时，厦门港具备全天候接 待第六代集装箱船舶的能力。2 0 0 4 年8 月，国务院正式批准厦门试点区港联动，厦门市 成为继上海外高桥保税区之后的第二批区港联动试点。南起东渡港4 号泊位末端，北至 东渡海关联检中心，东起疏港铁路北侧，西至海天码头围网这0 7 平方公里区域即 将成为厦门市首个“境内关外”性质的保税港区，象屿保税区与东渡港区将通过资源整 合与功能联动，引领厦门提高对外开放的新层次和水平，并为厦门创造出一个国际型的 自由贸易港区奠定基础。厦门港迎来了跨越性的时刻，不少国际航运业巨头也看到了这 一点。在厦门2 0 0 4 年第八届中国投资投洽会上，涉及码头建设的签约项目就达到3 项， 投资总额为4 2 4 亿美元，其中仅与丹麦a p 穆勒马士基集团合作兴建的嵩屿集装箱码 上海海事大学硕士学位论文 头，总投资就达到3 0 亿元人民币。不久前，厦门提出“以港口为依托，以内外贸市场 为载体，以辐射周边地区为发展空间来构筑区域性商贸物流中心”设想。由于有了“区 港联动”这一新的政策优势，这一设想的实现指日可待。“区港联动”还将有利于厦门 通过港口带动腹地，开展对外经贸活动，进一步做强、做大、做活海峡西岸经济区。 当然，由于同处一个区域，中国集装箱港口之间的竞争将是不可避免的，但为了港 口的发展，港口之间的合作也是非常必要的，因此应该通过有效的协调、规划，构建虚 拟性质、组合型的东亚航运中心港口群，同时尽快推进全面的两岸直航，共同促进中国 港口业的协调发展。 2 4 集装箱船舶和港口的发展对岸桥选型的要求【1 1 - 1 5 】 据统计，截止2 0 0 4 年超巴拿马型集装箱船已多达5 3 9 艘，运力占全球集装箱船舶 总运力的4 1 2 ，世界现有的超巴拿马型集装箱船保有量及订造量见表2 3 。 表i 一3 超巴拿马型集装箱船保有量及订造量 集装箱船型现有数量 箱量( t e u ) 订造数量 箱量( t e u ) ( t e u )( 艘)( 艘) 大于7 5 0 0 3 42 7 1 6 0 2 1 5 61 2 9 4 0 3 3 5 0 0 0 7 4 9 92 4 51 4 3 2 3 1 61 2 5 7 0 1 6 5 7 4 0 0 0 4 9 9 92 6 01 1 4 8 0 4 3 1 1 24 9 0 2 2 9 总计 5 3 92 8 5 1 9 6 l 3 9 32 4 8 5 9 1 9 注：资料参考中国航务周刊网站( 截止2 0 0 4 年7 月1 日) 据德国2 0 0 1 年出版的“n a v a la r c h i t e c t “杂志报道，韩国三星造船厂早在2 0 0 1 年就开始建造9 2 0 0 t e u 的超巴拿马型集装箱船舶，韩国大宇造船厂不甘落后，在此不久 也开工建造9 3 0 0 t e u 的超巴拿马型集装箱船；法国达飞也向韩国三星造船厂订造2 艘 9 8 0 0 t e u 的集装箱船，与该公司有合作关系的中海集团已签署向三星造船厂订造3 艘同 型船的意向书。 集装箱船舶大型化对集装箱码头的影响巨大，超大型的集装箱船舶需要更深的港口 航道和更大的泊位及前沿水深和更宽阔的水域，同时对进出口航道设施、助靠离泊设备 等有特殊要求。为确保大型集装箱班轮的准班率，对于码头装卸设备的装卸能力和效率 的要求也就更高。对于第六代集装箱船型，甲板上装载的集装箱已达到2 2 排，因此许 多大型的集装箱码头近年来订购的岸桥的外伸距均在6 0 米以上，采用双箱吊具，起重 量达到6 0 吨以上，起升速度达到7 5 1 8 0 米分钟，小车运行速度达到2 4 0 米分钟以 上，并尝试采用双小车的岸桥，以及研制配备双4 0 集装箱吊具的岸桥：同时考虑多路 9 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 岸桥同时作业要求，要求岸桥整机宽度不大于2 7 米。上海振华港机股份有限公司的超 巴拿马岸桥的订单中，最大的外伸距已达到6 6 米；欧洲的许多大港也都在订造可横跨 2 2 列箱宽的岸桥。 随着船舶的大型化，集装箱运输主干航线基本形成，同时集装箱船一般实行的是定 线、定港、定班、定时的服务，一旦形成很难变化；而集装箱枢纽港的竞争具有一定的 时效性，任何港口如果不能成为枢纽港和主挂靠港，那么只能沦为其它枢纽港的支线港 和喂给港，船舶大型化迫使各大集装箱码头投入巨额资金以满足大型船舶的挂靠和装卸 效率的需求，但各大船公司订购的船舶日益大型化已是不争的事实，各大港口为保证枢 纽港的地位除了积极配合别无选择。虽然如此，集装箱船舶大型化的发展趋势对班轮公 司和世界港口的建设与发展仍具有重要的指导意义和巨大的推动作用。 据c i - o n l i n e 首席研究员j a n ed e g e r l u n d 提供的统计数据，2 0 0 4 年世界集装箱港 口3 0 强中，没有一家集装箱吞吐量是下降的，大多数进入3 0 强的中国港口更是增长显 著，并且没有出现拥堵问题和设施问题，而这些问题2 0 0 4 年在许多其它国家的港口都 经历过，尤其是美国西海岸、北欧和南欧的一些港口拥堵，这和码头配套设备跟不上的 影响有重要关系。因此中国各港口为避免出现拥堵现象以及货源箱量的流失，码头配套 设备特别是岸桥的合理、优化、具有一定前瞻性的选型至关重要。 1 0 上海海事大学硕士学位论文 3 一概述 第三章岸桥主要技术参数的计算依据与选择 1 7 2 6 】 岸桥是集装箱码头前沿装卸集装箱船舶的专用起重机。岸桥的形式因供应商不同而 呈不同样式，但其基本形式不变，由海侧和陆侧门框与斜撑拉杆组合成门架结构，用于 支撑或吊挂轴线垂直码头岸线的中梁和后大梁、中梁前铰点和海侧门框上的梯形架以及 前拉杆共同支撑前大梁，前大梁能俯仰动作；运行小车沿前大梁、中梁和后大梁组成的 轴线前后运行，能适应2 0 、4 0 或4 5 集装箱装卸作业的吊具通过起升钢丝绳悬挂 于运行小车下跟随运行小车运行；放置驱动装置和电气设备的机器房一般设罱在中梁或 后大梁之上；为方便驾驶员观察吊具对箱和开闭锁作业，习惯上将驾驶室布置在运行小 车后下侧并跟随小车运行。岸桥的外形如图3 1 所示。 岸桥的主要技术参数有 图3 1 岸桥外形图 表3 1 岸桥的主要技术参数 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 序号参数名称单位 1外伸距( 自海侧轨起)m 2 后伸距( 自陆侧轨起) m 3 轨距 m 4门架净空高度m 5 起重机总长( 两缓冲器间距) m 起重机总高度 i i i 6 前大梁仰起时 m 前大梁放平时 m 起升高度 m 7 轨面以上 m 轨面以下 m 起重量 吊架下 t 8 额定起重量( 吊具下) t 横梁吊钩下 t 起升速度 额定载荷 m m i n 9 空载( 包括空吊具)m m l l l 电机最大加减速时问 s e c 下降速度 额定载荷m m l n 1 0 空载( 包括空吊具)m t l l l l l 电机最大加减速时间 s e c 小车运行速度 m m l l l 额定载荷 m m 1r l l l 空载( 包括空吊具)m m i n 电机最大加减速时间 s e c 1 2 大车行走速度m m i n 1 3 前臂梁俯仰时间( 单程) m l n 1 4最大轮压 t !圭塑堑堡查堂堕主堂堡堡茎 ， 图3 2 岸桥几何尺寸参数示意图 3 2 起重量的计算依据与选择 岸桥的起重量是根据额定起重量和吊具的起重量来决定的，即： q = q 。+ w ( 3 1 ) 式中：q 一岸桥的起重量( t ) ； q e 一额定起重量( t ) ； w 一吊具重量( t ) 。 额定起重量是指所起吊的集装箱的最大总重量。不同的吊具重量则各不相同，一般 的2 0 4 0 集装箱伸缩式吊具重量为l o t l i t ，双2 0 集装箱吊具重量为1 2 t 1 4 t 。 早期的岸桥一般采用单箱吊具，额定起重量一般取3 0 5 t ，后来考虑到起吊舱盖板 及其它重大件货物，额定起重量取4 0 5 t 。 为提高集装箱船舶排放集装箱的利用率，二个2 0 集装箱可以放入一个4 0 集装 箱灼箱格，如果岸桥可以同时起吊二个2 0 集装箱，则岸桥的装卸效率将可提高1 5 ， 因此岸桥和吊具的制造商开始制造双2 0 集装箱岸桥和吊具，早期2 0 集裟箱的最大 集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究 载重量一般不超过2 5 t ，因此采用双2 0 集装箱吊具的岸桥额定起重量取5 0 t ：但慢慢 地，2 0 集装箱的最大载重量已达3 0 5 t ，有的超重箱甚至达到3 2 5 t ，现在采用双2 0 集装箱吊具的岸桥额定起重量一般均取6 1 t 或6 5 吨。 技术上的突破和创新总是无止境的，随着集装箱船舶的日益大型化，4 0 集装箱已 经在全球集装箱总箱量中占了六成，世界不少集装箱码头都面临着提高运力的压力，为 最大限度地提高岸桥的装卸效率，岸桥和吊具的制造商们已在开始设计双4 0 集装箱岸 桥和吊具。2 0 0 4 年1 0 月1 7 日，在振华港机长兴岛基地，振华港机研制的超巴拿马集装 箱岸桥( 见图3 - 3 ) ，振华港机的首台一把可同时抓起满载8 0 吨的两个4 0 英尺集装箱、 或者4 个2 0 集装箱的双4 0 集装箱岸桥试车成功。从理论上说，与过去只能起吊一 只4 0 英