港口装卸工艺4.ppt

1、第四章集装箱装卸工艺,武汉理工大学物流工程学院舒斌 讲师,概述,集装箱吞吐量迅速提高的拉动下，我国已成为世界集装箱发展最为活跃的地区。到2010年，我国港口集装箱吞吐量达到1.5亿标箱，年均递增近14%，其中在我国港口中名列前茅的一些港口陆续进入世界20大港口行列，而世界集装箱运输最为集中的东南亚地区，中国集装箱运输的发展速度尤为抢眼。有专家预言，仅就东南亚地区而言，其未来的集装箱大港布局将发生变化，中国大陆港口将异军突起，形成群雄并起的局面，并将逐步占据主导地位。其竞争能力的强劲，令人刮目。,我国集装箱运输事业现状和发展,中国主要港口的集装箱吞吐量规模： 香港以其 2323万 标准箱，仅次于

2、新加坡的2480万标准箱位居全球第二。 上海港：作为大陆最大的港口， 2006年货物吞吐量465亿吨,集装箱吞吐量2171万标准箱,分别居世界第一位和第三位。 深圳港：2006年已达到 1847 万标箱，跻身世界第四，目前已处于国内第二的地位。 2006年，青岛港全年吞吐量实现2.2415亿吨，同比增长20%，年度增幅达3700万吨；集装箱完成770.2万标准箱，同比增长22.1%。,我国集装箱运输事业现状和发展,08主要港口的集装箱吞吐量规模： No.1：新加坡港2992万TEU No.2：上海港2801万TEU No.3：香港港2430万TEU No.4：深圳港2142万TEU No.5：

3、釜山港1342万TEU No.6：迪拜港1200万个TEU No.7：广州港1100万个TEU No.8：宁波舟山港1084万个TEU No.9：鹿特丹港1083万个TEU No.10：青岛港1002万个TEU,我国集装箱运输事业现状和发展,09主要港口的集装箱吞吐量规模： No.1：新加坡港 2587万标箱（-405万标箱） No.2：上海港 2500万标箱（-301万标箱） No.3：香港港 2093万标箱（-332万标箱） No.4：深圳港 1825万标箱（-317万标箱） No.5：釜山港 1194万标箱（-148万标箱） No.6：广州港 1119万标箱（+19万标箱） No.7：迪

4、拜港 1080万标箱 No.8：宁波舟山港1042万标箱 No.9：青岛港 1026万标箱（+24万标箱） No.10：鹿特丹港 980万标箱,我国集装箱运输事业现状和发展,长江沿线港口： 近年来，长江沿线港口集装箱装卸运输业务得到了快速的发展，长江下游港口的集装箱呑吐量自 1999 年起，出现了强劲发展的势头。长江中、上游港口集装箱业务量明显增长，集装箱码头建设规模不断得到扩大，如武汉港汉阳集装箱公司和阳逻集装箱码头等。目前长江全线 25 个港口中，已有 20 个港口从事集装箱装卸业务，成为发展长江集装箱装卸运输的主要力量。2005 年全国内河运输完成货运量 10.57 亿吨 ，运输集装箱1

5、940 万TEU ，增幅超过 20%。,概述,一、集装箱运输的优越性 1装卸效率高，劳动强度轻 运输单元大，规范，机械化、自动化 2货物运输的安全与质量高 箱体强度较高、水密性较好保护货物， “门一门”多式联运效率高。 3缩短货物的在途时间，加快车船的周转 标准货物单元货物换装速度快。运输环节和交接手续少。 4节省货物包装，简化理货手续 5减少货物运输费用 统一的货物单元设施效能提高，装卸成本降低。安全性提高保险费用下降。,概述,6推动包装的标准化 货物包装标准与集装箱标准箱相适应。 7有利于组织多种运输方式的联合运输 运输工具按集装箱设计标准化工具间换装衔接便利。 二、集装箱专用码头 1 具

6、有一定规模的集装箱运输量 （50000TEU ） 2 足够航道及港池条件 3 有宽阔的陆域面积和堆场 4 便利的集装箱集疏运交通通道 5 大型、高效率的集装箱专用机械和设备：确保车船在港及时换装。,概述,6 拥有现代化的通讯和生产指挥系统 一个是码头与外部客户和相关部门之间信息联系， 另一个是码头内部的现场指挥与生产调度中心之间的信息联系。 7.具有现代化的管理手段,集装箱运输船舶船型的发展,各代集装箱船的主尺度,第二节 集装箱 （ Container ）,ISO （ International Standardization Organization ） 国际标准化组织 CCC（ Custo

7、ms Convention on Container ） 集装箱海关公约 CSC （ International Convention for Safe Container ） 国际集装箱安全条约 都对集装箱下过定义,一 、集装箱的定义,我国国家标准集装箱名词术语GB1992-85 对集装箱的定义,集装箱是一种运输设备 具有足够的强度 可长期反复使用 适于一种或多种运输方式的运送，途中转运时箱内货物不需换装 具有快速装卸和搬运的装置 特别便于从一种运输方式转移到另一种运输方式 便于货物装满和卸空 具有1m及1m以上的容积,集装箱,一、集装箱的结构,集装箱,( 1）角配件（corner fitt

8、ing）：位于集装箱八个角端部，用于支承、堆码、装卸和栓固集装箱。 角配件在三个面上各有一个长孔，孔的长度为300一350 mm ，宽度为100mm。,集装箱,吊具旋锁即准确地插人集装箱角件的椭圆形孔内，将旋锁转动后，就可锁住集装箱起吊,二、集装箱规格,集装箱,TEU 标准箱：20ft的集装箱 二、集装箱的种类 1干货集装箱（Dry cargo container) 2 散装集装箱（Bulk container )：啤酒、豆类、谷物等 3 冷藏集装箱（reefer container) ：食品、新鲜水果等 4开顶集装箱(Open-top container)：较高货物,集装箱,5框架集装箱(p

9、lat form based container)：超重货物 特点：省去箱顶和两侧，自身较重，底部较厚。 6牡畜集装箱(Pen container) 装运动物:通风良好，便于喂食。 7罐式集装箱(Tank container) 装运液体货物：酒品、化工品等。货物由罐顶装货孔流入，由排出孔靠重力从排出孔流出，或者由顶部装货孔吸出。 8汽车集装箱(Car container),1) 干货集装箱（Dry cargo container),2) 散装集装箱（Bulk container )：啤酒、豆类、谷物等,3) 冷藏集装箱（reefer container) ：食品、新鲜水果等,4)开顶集装箱(O

10、pen-top container)：较高货物,5) 框架集装箱(plat form based container)：超重货物,特点：省去箱顶和两侧，自身较重，底部较厚。,6) 牡畜集装箱(Pen container),装运动物:通风良好，便于喂食。,7)罐式集装箱(Tank container),装运液体货物：酒品、化工品等。货物由罐顶装货孔流入，由排出孔靠重力从排出孔流出，或者由顶部装货孔吸出。,8) 汽车集装箱(Car container),9) 通风集装箱（Ventilated Container）,整体式集装箱为整体的刚性结构，一般具有完整的箱壁、箱顶和箱底。 框架式集装箱一般呈框

11、架结构，没有壁板和顶板，如某些台式集装箱，有时甚至连底板也没有，如汽车集装箱。 罐体式集装箱外部为刚型框架，内有罐体，适合于装运液体、气体和粉状固体货物。 折叠式集装箱的特点是主要部件能折叠或分解，再次使用时，可以方便地组合起来。 软式集装箱是指使用橡胶或其他复合材料制成的有弹性的集装箱，空状态时体积不大，自重系数也较小。 还有一些其他的集装箱分类方法，比如按使用材料分为钢质集装箱、铝质集装箱、玻璃钢集装箱等，按额定重量分为大型集装箱、中型集装箱和小型集装箱等。,按结构分类,集装箱,三、集装箱标记（三组） 1第一组标记：箱主代码、顺序号和核对数 (1)箱主代码：集装箱所有者的代码，由4位拉丁字

12、母表示 Cosu：中国远洋运输(集团)公司的箱主代码 (2)顺序号：集装箱编号，用6位阿拉伯数字表示。 (3)核对数：用于计算机核对箱主号与顺序号记录的正确性。用1位阿拉伯数字表示。,集装箱,核对数如何确定？ (1)将表示箱主号的4位字母转化成相应的数字 (2)将前4位字母对应的数字加上后面顺序号的数字，共10位 (3)采用加权系数法进行求和计算 (4)和除以模数 (5)取余数 例：例如，以中国远洋运输公司的某箱为例：箱主号与顺序号为： C0SU 800121,集装箱,(1)查表 对应的数字是13263032 (2) 加上顺序号数字 对应的数字是13263032800121 (3) 加权求和,

13、集装箱,(4)和除以模数 (5)取余数,集装箱,2第二组标记：国籍代号、尺寸代号和类型代号 (1)国籍代号：用3位拉丁字母表示集装箱的登记国。例如“RCX”为“中华人民共和国”的代号。查表48。,集装箱,(2)尺寸代号：由2位阿拉伯数字组成，用于表示集装箱的尺寸大小。例如，20表示20ft长，8ft高的集装箱。查表4-9。,集装箱,(3)类型代号：由2位阿拉伯数字组成，说明集装箱的类型。例如30表示用扩散制冷剂方式的冷藏集装箱。查表4-10。 3第三组标记：最大总重和自重 (1)最大总重(MAX GROSS)：称额定重量，是集装箱的自重和最大允许载货量之和。查表411。 (2)自重(TARE)

14、：是集装箱的空箱重量。,集装箱标记的位置,1、箱主代码、顺序号和核对数,2、国籍代号、尺寸代号和类型代号,3、最大总重和自重,集装箱吊具,一、集装箱简易起吊 用钢丝绳、吊钩起吊。逐渐淘汰。,集装箱吊具,二、集装箱专用吊具 1固定式吊具 其特点：结构简单、自重轻， 便宜，对箱体类型适应性差。 2自动式吊具 使用灵活，自重较大，910t。 集装箱装卸桥广泛使用。,集装箱吊具,3组合式吊具 其特点是结构简单，自重较自动式要小。多用于跨运车和正面吊上。 4 双箱吊具：用一个集装箱吊具可同时起吊两个20ft 的集装箱的一种专用吊具见图。,集装箱船舶与积载有关的装置,集装箱装卸、搬运机械,一、集装箱船装卸

15、机械化 岸壁式集装箱装卸桥（ship-to-shore crane）,前伸距70m 后伸距30m 起重量70t 可接卸22排、载重 8000-10000TEU,集装箱装卸、搬运机械,参数 1 起重量Q 额定起重量Q1和吊具重量W 。即：Q = Q1 W 额定起重量是指所起吊的集装箱的最大总重量，例如ISO 的40ft集装箱最大总重为30.5t。 考虑以下作业条件。 ( 1 ）起吊集装箱船舱盖板的需要，舱盖板个别重达35 . 6t。 ( 2 ）非国际标准箱。有的可达38t ，甚至更大： ( 3 ）同时起吊两个20ft 集装箱。两个20ft 的集装箱最大总承为40.6t 。,集装箱装卸、搬运机械,

16、2 尺寸参数 l ）起升高度 保证船舶轻载高水位时能吊到甲板上最上一层集装箱；在满载低水位时能吊到舱底最下一层集装箱。允许装卸作业时船体向外横倾3 。 H1轨上起升高度：指装卸桥吊具上升到最高时，吊具抓取的集装箱面与运行轨道面间垂直距离。最大为轻载高水位。 H2轨下起升高度：指装卸桥运行轨道面往下，至吊具能抓取舱底最下一层集装箱之间的垂直距离。所需最大距离是满载低水位时,集装箱装卸、搬运机械,H1轨上起升高度 当船舶处于水平位置时：H1 = D + e + t + j + 0.5 一 d2 一（h0-h1 ) D 集装箱船型深; e 舱口围板高度; t 舱盖板高度; j一甲板上堆放集装箱的高度

17、（nx2.591 ) ; 0.5 装卸作业安全间隙； d2 轻载吃水; h0 码头面标高（m） ; h1 高潮位。,集装箱装卸、搬运机械,考虑船舶向外横倾3时 X = 0.5 xF xtan3 F 甲板上所堆放的集装箱的总宽 超巴拿马船，堆三过四 H1 = D + e + t + j + 0.5 d2 -（h0-h1）+X =24.2+0.8325m,集装箱装卸、搬运机械,H2轨下起升高度 H2=（h0-h2 ) + d1- g-h 式中： h2一低水位; d1 满载吃水; g 船底厚度; h 集装箱高度; H2=（h0-h2 ) + d1- g-h =3.9+11-1-2.591 =11.3

18、1 12m,集装箱装卸、搬运机械,集装箱装卸桥整个起升高度为：H=H1+H2=37m 2 ）外伸距 指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。当船舶向外横倾3 时，能起吊甲板上外舷侧最上层的集装箱。 L= aB-C + b 式中：a 码头前沿至船舶内舷侧之间距离，a=0.7 1.2m; B 船宽（32.2m ) ; c 船外舷至外舷侧最外面一列集装箱中心线之间的距离，c = 1.5 m b从集装箱装卸桥海侧轨道中心线至码头前沿岸壁之间距离，一般取2.5m。,集装箱装卸、搬运机械,考虑外斜3时，甲板上最外一列第4 层集装箱向外倾出的距离为： L=（D + e tj

19、 一M ）tan3式中：M 船体横倾稳心高度（13m）。 L= L1 + L+ b =31.7+0.95+2.5=35.15,集装箱装卸、搬运机械,3 )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。 (1)放置集装箱：可把箱子暂放在码头上，起缓冲作用； (2)放置舱盖板。安放长度为14m的集装箱船的最大舱盖板时，内伸距应为11m。 4)轨距(又名跨距) 起重机两条行走轨道中心线之间的水平距离。轨距内布置3条跨运车接运线，则其轨距应约为16m。,集装箱装卸、搬运机械,5)横梁下的净空高度 该净空高度是指横梁下面到轨顶面之间的垂直距离。应保证能堆装3层的跨运车通行。

20、6)基距 同一轨道上两个主支承中心线之间的距离。保证装卸桥框架内的有效宽度能通过40ft集装箱和舱盖板。,集装箱装卸、搬运机械,3工作速度的选择 (1)起升速度 通常设计两种速度： a满载起升速度：70160m/min b空载起升速度：160180m/min (2)小车行走速度： 120220m/min (3)大车行走速度：2045m/min。 (4)臂架俯仰时间：一个工作周期约8min。,集装箱堆场作业机械,1底盘车(Chassis) 又称“海陆公司方式”(SeaLand System)，将集装箱连同运输集装箱的底盘车一起存放在堆场上。 机动性大，集疏运效率高，可用拖车随时将集装箱拖离堆场，

21、适合于门一门的运输方式。集装箱堆存高度只有一层，而且需要留有较宽的车辆通道，堆场面积利用率较低。,集装箱堆场作业机械,优点： (1)机械故障低； (2)集装箱机动性好，易实现“门到门”运输； (3)场地结构要求低 (4)集装箱船进出场效率高； (5)作业简单，工序少； (6)集装箱损坏率低；,缺点： (1)不能堆装，需要巨大的场地面积； (2)需要大量的底盘车，初始投资高； (3)各公司底盘车混杂，业务困难；,装卸工艺过程如下： 进口集装箱岸壁集装箱装卸桥或船用集装箱装卸桥卸船底盘车牵引车堆场牵引车内陆运输。 用轮胎式龙门起重机进行集装箱铁路换装。,集装箱堆场作业机械,2跨运车(Straddl

22、e carrier) 具有搬运、堆垛、换装等多功能。,集装箱堆场作业机械,跨运车作业范围： (l）集装箱装卸桥前方堆场后方堆场货运站之间的装卸和搬运。 2 ）对底盘车进行换装。 优点： (1）是一种多用途机械； (2）提高集装箱装卸桥的卸船效率； (3）与底盘车方式相比，节省堆场面积； 缺点是： (l）跨运车价格较贵； (2）故障率高； (3）轮压大，要求较厚的场地垫层；,集装箱堆场作业机械,跨运车的技术性能选择： 1）专用性和通用性 采用专用型的机械，配机台数多，而通用型的机械造价比专用型的高。 2）堆垛能力 一般23层，国外有堆4 层的。 3 ）视野要求 与跨运车的安全性、迅速性和机动灵活

23、性有密切关系。 4 ）起重能力：跨运车起重量Q=Qe+W 5 ）工作周期 取决于跨运车搬运距离、行走速度（24km/h）和装卸箱时间(912m/min),集装箱堆场作业机械,3 . 集装箱叉车（Contain forklift ) 用于吞吐量小的码头上进行堆垛、短距离的搬运和车辆的装卸，也用于大型集装箱码头堆场的辅助作业。 搬运方式：吊运方式：叉运方式： 起重量：Q=Qe+W 采用货叉装卸时不考虑货叉重量即W0 优点：通用性好，购置费低 缺点：占用道路面积大，集装箱两列堆放，堆场利用率低，路面承载能力要求高。,集装箱堆场作业机械,4 .龙门起重机（Transfer Crane ) 1 ）轮胎式

24、龙门起重机 特点是机动灵活，通用性强。 起重量：起重量Q=Qe+W 跨距：两侧行走轮中心线之间的距离。取决于所需跨越的集装箱列数和底盘车的通道宽度。,集装箱堆场作业机械,a底盘车通道放在中间，两边各排3 列集装箱。 优点：小车行走距离较短，操作视线较好，找箱较容易。搬运效率高。缺点：集装箱牵引车驾驶员操作不便，感觉压抑。 故其跨距应大于： 1350+7914+4200+7914+135022728mm,集装箱堆场作业机械,b底盘车通道放在边上 跨距应大于： 4600+7914+300+7914+135022078mm,相邻两台轮胎式龙门起重机轮 胎中心线之间距离应大于 2 X 850+5002

25、200mm 堆场间距：4900mm。,集装箱堆场作业机械,跨距统一取2347m 起升高度： 堆放3层通过4层，箱高2591mm，起吊集装箱的安全通过间隙取500mm 起升高度为： (3+1) X 2591十50010864mm 可取11500mm。 2 ）轨道式龙门起重机( Rail mounted Transfer Crane)比轮胎式龙门起重机跨度大，堆垛层数多。 起重量 起重量Q=Qe+W,集装箱堆场作业机械,优点： （l）运行时稳定性好，维修费用低； （2）场地面积利用率很高； （3）动作单一，易实现操作自动化。 缺点： （l）翻箱率高； （2）作业灵活性差； （3）自重较大，故场地需

26、要重型铺装； （4）跨距太大不一定有利。,堆七过八,集装箱堆场作业机械,5 正面吊（Front-handling mobile crane) 占据较宽的通道，堆箱层数较高，可以多排集装箱作业。设备的灵活性强，堆场的利用率较高。主要作为集装箱堆场的辅助作业机械。,集装箱堆场作业机械,6 混合系统 （l）轮胎龙门起重机一轨道龙门起重机混合系统；（2）跨运车一轮胎龙门起重机混合系统；（3）跨运车一轨道龙门起重机混合系统。 7 各种堆场作业方式的比较 底盘车：优点：机动性强，进出场效率高，无需装卸，适用于滚装船作业；缺点：单层堆故，堆场利用率低，占用大量底盘车。 跨运车： 优点：适用于水平搬运和堆存作

27、业，灵活性强，翻箱率低，单机造价低，工艺系统简单；缺点：故障率高，维修量大，堆层少，使堆场利用率低。对司机操作要求高。,集装箱堆场作业机械,叉车：优点：适用于短距离水乎搬运和堆存作业，灵活性强，翻箱率低，单机造价低；缺点：一般只适用子小型箱的搬运，堆层少，并需留有较宽的通道，使堆场利用率降低。 轮胎龙门起重机：优点：可堆3 4 层，堆场利用率较高，可靠性较强，比轨道式使用灵活，是目前主流设备；缺点：翻箱率较高，只限于堆场使用，堆场建设投资较大，作业效率比跨运车低。 轨道龙门起重机：优点：可堆4 一5 层，堆场利用率高，可靠性强，堆存容量大，可同时进行铁路线装装卸；缺点：翻箱率高，只能沿轨道运行

28、，灵活性差，堆场建设投资大。 正面起重机：优点：堆存高度高，堆场箱位利用率高，使用灵活，单机造价低，可进行水平搬运；缺点：需留有较宽的通道，使堆场用于堆箱的面积减少 。,水平搬运,水平搬运集装箱牵引车又称拖车，它本身不具备载货平台，必须与挂车连接使用，挂车前端底部，装有支腿，便于甩挂运输。,集装箱码头装卸工艺系统,集装箱专用码头、堆场大多采用的装卸机械有： 岸边集装箱起重机（岸桥）、集装箱半挂列车、轮胎式龙门起重机（场桥） 、轨道式龙门起重机、跨运车、正面吊运机、叉车、自动搬运车（AGV）等。装卸搬运作业选用上述的机械组成不同的装卸工艺系统。,集装箱码头装卸工艺系统,底盘车作业工艺 该作业系统

29、是美国海陆公司首先采用的一种装卸工艺方式，因此也称“海陆方式”。,集装箱码头装卸工艺系统,跨运车作业工艺 该系统为美国迈克逊公司首先采用，后来推广至世界各国集装箱码头，人们称之为“迈克逊”方式。,集装箱码头装卸工艺系统,轮胎式龙门起重机（场桥）作业工艺,集装箱码头装卸工艺系统,轨道式龙门起重机作业工艺 装卸工艺过程：除了堆场作业采用轨道式龙门起重机外，其余作业均与轮胎龙门起重机系统相同。,集装箱码头装卸工艺系统,正面吊运机作业工艺 装卸工艺过程是：装卸船作业采用岸壁集装箱装卸桥，码头前沿与堆场之间水平运输和堆码集装箱的堆码与装卸车作业均由正面吊运承担。,集装箱码头装卸工艺系统,联合作业工艺,集

30、装箱装箱技术,几种常规货物种类的装箱工艺 1 纸箱货的装箱 （1）纸箱空隙很大时，货物需固定； （2）不足一个集装箱时，应保证使集装箱底面占满。 （3）如纸箱很重，需要加衬垫； （4）箱门端空隙大时用方形木条来固定；,集装箱装箱技术,2 木箱货的装箱 （1）小木箱，采用骑缝装载法； （2）重心较低的重、大木箱只能装一层时，应装在集装箱的中央，底部横向必须用方形木条或木块加以固定； （3）重心高的木箱放底部，固定； （4）特重大型箱必须有专用的固定设施； 3货板货的装箱 通常装载纸箱货和袋装货。纸箱货在上下层之间可用粘贴法固定，比较滑的袋子也要用粘贴法固定。 4 捆包货的装箱 包括纸浆、羊毛、棉花、棉布等。捆包货装载时一般都要用厚木板等进行衬垫；,集装箱装箱技术,5 袋装货的装箱 主要货物有粮食、咖啡、肥料、水泥等。用粘贴剂粘固、在袋装货中间插入衬垫板和防滑粗纸；系绑固定。 6 . 滚动货的装箱：消除其滚动的特性。 （1）卷纸类货物应竖装。 （2）盘元：重货，在箱底装一层。用井字形的盘元架固定。 （ 3）电缆：绕在电缆盘上运输。 （4）卷钢用方形木条、钢丝绳固定。 （5）钢瓶：原则上竖装。 （6） 轮胎：小型轮胎竖装横装都可以。大型以竖装为多。,集装箱装箱技术,7.桶装货：以桶口向上的竖立方式堆装。 8各种车辆的装箱 （1）小型轿车和货车：采用密闭集装箱装载，用井字形木