岸邊集裝箱起重機

岸邊集裝箱起重機(簡稱岸橋)

集裝箱運輸船舶的大型化、特別是超巴拿馬船型的發展，對岸邊集裝箱起重機提出了更新更高的要求：一是提高起重機的技術參數，起重機速度參數高速化，外伸距、起升高度增大；吊具下額定起重量提高；二是開發設計高效率的岸邊集裝箱裝卸系統，以滿足船舶大型化對起重機生產率的要求。

其實國外幾家公司對岸邊集裝箱起重機控制技術也都很重視,有的還申請了專利文獻,如三菱重工業株式會社的“裝卸用起重機中的集裝箱位置檢測方法及裝置、及集裝箱着地、摞放控制方法”的專利(專利號：EP1333003 A1；申請日：2000.10.27)。在通過處理從設置在吊具上的CCD等的攝像裝置獲得的對象集裝箱的圖像數據，可以高精度確實地進行對象集裝箱與懸吊集裝箱的相對位置檢測。

德國西門子公司SIEMENS AG (DE)的專利(專利號：DE10107048；申請日：20010213)。涉及了一種集裝箱起重機裝卸的方法，也適用於集裝箱船。在起重機駕駛室中採用帶有監視器的PC機，通過觸摸屏操作，根據預先設定的值能使起重機自動達到預期目標。

石川島播磨重工業株式會社ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND的“集裝箱起重機”專利(專利號：JP62157189；申請日：1985.12.27)。起重機包括集裝箱運送裝置、測量裝置能測船上集裝箱水平和垂直位置和控制裝置根據測到的集裝箱位置數據計算出集裝箱運送裝置的運動路線來控制集裝箱運送裝置的運動。

HITACHI LTD (JP)株式會社日立製作所的“集裝箱起重機”專利(專利號JP10-324493；申請日：1997.5.23)。在沿橫樑和起重臂移動的三架載重小車中，中央小車包括一個裝載集裝箱的平台。平台的高度是當考慮了集裝箱被升起時載重小車可移動的最低高度形成基準高度時的高度，這樣可以縮短集裝箱起重機的搬運時間。

國外集裝箱起重機已基本走向標準化、自動化和系列化。目前在役的岸邊集裝箱起重機有幾十台，由Nelcon、Mitsubishi、Kone、Noell、Morris、Reggiane-Paceco、Sumitimo HI、Mitsul-Paceco和Mitsubishi等公司所生產，其中Nelcon公司產品最多。

至於岸邊集裝箱起重機小車和大梁結構型式的選擇歷來有不同的做法，美國公司通常採用半牽引式小車和雙箱形梁型式；歐洲公司偏愛載重小車和單箱形梁型式；亞洲公司較多采用牽引式小車和板式單梁型式。但是1999年交付的岸邊集裝箱起重機中，外伸距大於44m的佔到83.2%。隨着岸邊集裝箱起重機的不斷大型化，載重小車和單箱形梁型式的岸邊集裝箱起重機體現出其優勢。國外Kocks、Kone和Noell等公司生產了較多的採用載重小車單箱形梁型式的岸邊集裝箱起重機。近年來一次批量採購起重機台數最多的兩個用户APL los Angeles和PSA Singa—pore港訂購的起重機均採用載重小車單箱形梁型式，製造商分別是Noell和Mitsubishi公司。國內有多個港口使用進口或國內廠家製造的載重小車單箱形梁型式岸邊集裝箱起重機。大連港曾訂購了ZPMC的兩台吊具下起額定重量50.88T、外伸距55m的岸邊集裝箱起重機採用半牽引式小車單箱形梁型式。

日本有人在クレ-ン雜誌上（200l，39(9) 36～42）對日本港口集裝箱起重機作了現狀分析，認為除了外伸距是集裝箱起重機的重要參數外，軌面上部的起升高度不僅由集裝箱船的大小以及在甲板上部的堆高層數來確定，而且涉及到船舶的吃水狀態、潮汐高度、以及自海平面起算的碼頭標高等港口基礎條件。在日本，軌面上部的起升高度集中分佈在24～25.9m和32～33.9m的範圍內，這與世界港口統計的數據相當。日本和世界各港口的小車的速度均在150～179m/min的範圍內。但是對各種船型的細劃分中，中型巴拿馬船型小車的速度在120～149m/min及150 ～179m/min，與世界港口的150m/min是有差別的。而對標準超巴拿馬型船在日本和世界上最高均採用180～209m/min，總的來説，日本的小車速度稍高於世界港口通常集裝箱起重機設備的同類指標。

深圳赤灣勝寶旺工程有限公司(CSE公司)於1997年4月，承攬了6台65t岸邊集裝箱起重機鋼結構的製造加工、整機組裝、調試、裝船等項內容的業務，僱主為阿曼的MINA RAYSUTSAlALAH港，業主為日本石川島播磨重工業株式會社（IHI公司）。該起重機首次由IHI公司設計、CSE公司製造、美國ABS監造，岸邊集裝箱起重機起重能力最大、結構複雜、自動化程度高。主要性能參數如下：整機自重1178t、外形尺寸L×W×H=136m×27m×110 m (起幅後)、最大起重量：65t、起升速度：53m/min 、跨度：30.8m 、前大梁變幅速度：6min/次、小車行走速度：210 m/min、大車行走速度：60 m/min、 總機容量：1238kW、電源：ACllkV/50Hz。

上海港機股份有限公司50.5t-55m岸邊集裝箱起重機其主要性能參數為：吊具下的額定起重量50.t，最大外伸距55m，軌距30m，後伸距18m，軌上起升高度38m，軌下起升高度20m，起升速度滿載50．5t時60m/m5n，空吊具時150m/min，小車運行速度240m/min，大車行走速度45m/min。可以對IS020'、40'、45'和雙20'集裝箱進行作業。整機的電控系統為全變頻交流調速驅動系統。在設計過程中，其海陸側門框、梯形架採用箱形截面結構，後拉桿及門框撐杆採用螺旋焊接鋼管，前後大梁採用雙梯形箱形梁結構，而前拉桿則採用工字梁結構，在門框的上部採用水平撐杆連接，在門框和後大梁之間採用水平斜撐杆進行連接，門框內部採用v型撐杆進行連接。主要鋼結構材料採用低合金結構鋼，滿足了整機工作載荷的疲勞強度要求和暴風狀態(55m/s風速)下的結構強度要求。

大連重工·起重集團有限公司引進美國派西科（Paceco）公司先進技術合作設計製造的岸邊集裝箱起重機用於港口集裝箱碼頭船舶裝卸和搬運。主要特點:整機為密封箱行梁結構,大車運行四角驅動。小車運行採用繩索牽引,並設有繩索自動張緊和平衡裝置。主起升機構採用雙電機和雙制動器驅動裝置。吊具採用液壓可伸縮式,並有防擺裝置和偏轉系統。電控系統先進,採用高壓供電,支流電機驅動。

交通部水運科學研究所彭傳聖認為隨着岸邊集裝箱起重機的不斷大型化，單箱梁結構型自行式小車岸邊集裝箱起重機的優勢較大。較高的吊具起升和小車運行的速度和加速度、較大的吊具下起重量為獲得較高的作業效率提供了條件，要實現高效作業還取決於操作環節。集裝箱碼頭管理信息化的迅速發展，使遠程起重機管理系統成為碼頭生產管理系統必要的組成部分之一，除了實現設備的遠程管理、故障診斷等功能外，系統還能實時提供碼頭生產管理必要的數據。因此，為遠程起重機管理系統配備必要的設備和軟件等，應該成為用户對起重機制造商的常規要求。

超巴拿馬岸橋的發展趨勢

岸邊集裝箱起重機(簡稱岸橋)是集裝箱船與碼頭前沿之間裝卸集裝箱的主要設備。個別碼頭還利用岸橋的大跨距和大後伸距直接進行堆場作業。岸橋的裝卸能力和速度直接決定碼頭作業生產率，因此岸橋是港口集裝箱裝卸的主力設備。岸橋伴隨着集裝箱運輸船舶大型化的蓬勃發展和技術進步而在不斷更新換代，科技含量越來越高，正朝着大型化、高速化、自動化和智能化，以及高可靠性、長壽命、低能耗、環保型方向發展。

一．高參數和大型化

(1)額定起重量成倍增長。吊具下的額定起重量逐步從30.5t增大到61t，最大已達65t。

(2)外伸距越來越大。隨着集裝箱船的不斷大型化，船寬已從第3代巴拿馬集裝箱船的13排增大到現在超巴拿馬船的14～17排箱，甚至20排箱的船按計劃將於下個世紀問世，22排箱的船也在設計中。而設想中的24排馬六甲型船（用船的吃水深而不是船寬來定義船型）會在下世紀初葉出現。集裝箱船舶的大型化，其寬度由載箱量600～1000箱時的26～28m增大到現在載貨6000～8000箱的45m，幾乎增大一倍。岸橋的外伸距也由32m逐漸增大到了現在的65m，將來會增加到70 m，以適應24排的所謂馬六甲型船的需要*

(3)軌上的起升高度。巴拿馬岸橋的軌上起升高度通常為27m以下，超巴拿馬岸橋在27m～36m之間，而現在則要求達到40m。上海振華港機公司〔ZPMC〕為阿曼SaIaIa港提供了5台軌上起升高度40 m的岸橋。上海港機有限公司和大連重工·起重集團有限公司為天津港太平洋碼頭有限公司提供了23台岸橋軌上起升高度達到43m。而馬士基為埃及碼頭和美國長灘、塔科瑪、紐約招標的岸橋起升高度雖為40m，但要考慮有加大到47.5m的可能。起升高度的大幅增大，將導致岸橋金屬結構強度、剛度、疲勞等方面出現的一系列新問題，尤其是司機視線的惡化和因自重加大要求碼頭承載能力的大幅提高。因此，47.5m是難以想象的起升高度，尤其因岸橋安裝在碼頭前沿，對抗風載必須有特殊考慮。

(4)自重越來越大。岸橋的自重，已從常規巴拿馬型的600～800t，增大到現在超巴拿馬型的1200～2000t。

二． 高速化

(1)起升速度從巴拿馬型岸橋的50/l20m/min，增加到現在的90/200 m/min，電動機的功率已經大到690 kW×2，若選為交流電機，則是目前起重用變頻電動機的最大規格了，正逼迫電動機供貨商研製開發更大容量的電動機。

(2)小車速度已從常規巴拿馬型的120m/min增加到現在的300m/min，並正在向350m/min的速度發展。它將帶來如拖令小車箱供電電纜如何適應高速度等一系列新問題。

(3)雙箱吊具作業。據統計，一船集裝箱中約60%以上是20 '箱。雙箱作業新型吊具的應用，使每次能同時裝卸2個20 '的集裝箱，效率平均提高25%以上。

(4)雙小車雙箱吊具作業。在一台岸橋上除了使用雙箱吊具外，沉默近十年的雙小車系統也已在德國漢堡港重新提上日程。它是在現代高技術基礎上的雙小車系統。該系統採用前後兩個小車。前一個小車有司機操作，承擔船與轉接平台之間的集裝箱搬運；後小車無司機，完全自動地實現集裝箱在轉接平台與AGV系統(自動拖運架)之間的搬運，轉接平台設在岸橋上距船最近的海側下橫樑上。因此，效率大為提高，理論上可達55至60個循環，摺合80～100TEU/h。

Kalma STS NOELL KONE IHI* 上海港口 上海振華

吊具下額定起重量 t 65 65 65 65 65 65

前伸距 m 56 48 61 63 65 70.5

後伸距 m 25 25 / 16 18 23

軌距 m 30 22 / 30 35 30.48

軌上起升高度m 38 34 / 40 38 40

軌下起升高度 m 22 19 / 16.2 20 18.3

空吊具起升速度 m 180 180 150 180 150 180

滿載起升速度 m/min 90 60 75 90 60 90

小車運行速度 m/min 240 190 180 240 240 240

大車運行速度 m/min 45 45 45 / 45 45

*IHI為日本石川島磨重工業株式會社