本章要点
①了解集装箱码头、散货码头主要设备的基本功能与性能参数。
②了解港口装卸工艺的内容、作用及其对港口设备配备的影响。
③理解并掌握港口设备维修与保养的内容、程序与方法。
9.1 集装箱码头主要设备
9.1.1 集装箱码头概述
集装箱码头，是专供停靠集装箱船、装卸集装箱的港口作业场所，是在集装箱运输过程中，水路和陆路运输的连接点，也是集装箱多式联运的枢纽。集装箱码头企业是指使用集装箱专用机械系统，遵循一定的操作工艺，以集装箱装卸为主要业务的生产经营型企业。除此之外，还同时经营库场堆存、装拆箱业务、修（洗）箱业务、货运代理业务、船务代理业务、车（驳）运输业务、电子数据交换业务、信息咨询及其他延伸业务。
一般集装箱码头主要有三个职能：集装箱码头是集装箱运输系统的集散站；是提供集装箱堆存，作为转换集装箱运输方式的缓冲池；是水路集装箱运输和陆路集装箱运输的连接点和枢纽。
集装箱码头的高度机械化和高效率的大规模生产方式，要求集装箱码头同船舶共同形成一个不可分割的有机整体，从而保证高度严密的流水作业线高效运转，充分发挥集装箱码头的三个主要职能。集装箱码头通常应具备的必要设施有泊位、码头前沿、集装箱堆场、货运站、控制室、行政楼、检查桥、维修车间等。
1.泊位（Berth）
泊位是指在港内为了进行装卸，给船舶停泊靠岸，并有一定长度岸壁线的地方。泊位的长度和水深要求随停泊船舶的大小而不同。目前世界上集装箱码头泊位的长度一般为300米左右，水深在11米以上。
2.码头前沿（Quay Surface）
码头前沿是指沿码头岸壁线堆场之前的码头面积。码头前沿既装有集装箱桥吊，又是进出口集装箱进行换装的主要地点，其宽度根据集装箱起重机的跨距和装卸机械的种类而定，一般为30～60米。码头前沿主要由三部分构成：
①从岸壁线到集装箱桥吊第一条轨道（靠海侧）的距离部分，一般2～3米；②桥吊的轨道间的距离部分，一般15～30米；③从桥吊第二条轨道（靠陆侧）到堆场前的距离部分，一般10～25米。
集装箱码头前沿除安装了集装箱桥吊和铺有桥吊轨道外，一般还备有高压和低压电箱、船用电话接口、桥吊电缆沟、灯塔等设施。码头前沿应始终保持.通，以确保集装箱桥吊的装卸效率。
3.堆场（CY）
堆场是指集装箱码头内所有堆场集装箱的场地，有前方堆场和后方堆场两部分组成。
（1）前方堆场
前方堆场位于码头前沿和后方堆场之间，是为加快船舶装卸作业效率，用以短时堆放集装箱的场地。它的主要作用是：船到港前，预先堆放待装船出口集装箱；卸船时，临时堆存进口集装箱。其面积占堆场总面积的比例较大，其大小根据集装箱码头所采用的装卸工艺系统不同而定。
（2）后方堆场
后方堆场是指储存和保管空、重箱的场地，是码头堆场中除前方堆场之外的部分。
包括中转集装箱堆场、进口重箱堆场、空箱堆场、特种集装箱堆场等。
事实上，前方堆场和后方堆场并没有十分严格的分界线，仅仅是地理位置上的相对概念。堆场的场地上都有画有存放集装箱的长方形格子，并编有号码，也就是场箱位，以对堆存的集装箱进行位置标识。堆场上要求有照明设备、道路交通标牌、排水明沟、电源插座等设施，并要求不能有妨碍码头作业或降低码头作业效率的任何障碍物。
4.集装箱货运站（CFS）
集装箱货运站是集装箱码头对拼箱货进行收发交接、装箱、拆箱、配载、保管等业务操作的场所。它同传统的码头仓库不同，集装箱货运站是一个主要用于装拆箱作业的场所，而不是主要用于保管货物的场所。集装箱货运站一般建于码头后方，侧面靠近码头外公路或铁路的区域。这样可尽可能保证陆运车辆不必进入码头堆场内，而直接进出货运站。随着集装箱码头吞吐量的增加，为了充分利用码头的堆场面积，也可将集装箱货运站移至港外。
5.检查桥（Gate House）
集装箱检查桥是集装箱码头的出入口，是进出码头的集装箱进行立体检查和交接的场所，是区别码头内外的一个责任分界点。由于检查桥是集装箱进出码头的必经之口，因此在大门处不但要检查集装箱的有关单证，而且还要对集装箱的有关箱号、铅封号及外表状况等进行检查。检查桥一般设置在集装箱码头的后方，出于保证码头机械和船舶积载的安全性，还设有地磅，配有计算机、IC卡机等设备。
6.控制室（Control Tower）
控制室又称控制中心，是集装箱码头各项作业的指挥调度中心。它的作用是监督、调整和指挥集装箱码头作业计划的执行。其地理位置一般设置在可看到这个码头上各个作业现场的地方，比如港口行政办公楼的最顶层。控制室内装有电子计算机系统、测风仪及气象预报系统，并配有用于指挥码头现场作业的无线对讲系统，用于监控码头作业现场的闭路电视、望远镜，用于对内对外联系的电话、传真机等通讯系统。控制室是集装箱码头作业的中枢机构。
7.集装箱维修车间（Maintenance Shop）
集装箱维修车间是集装箱装卸机械进行检查、修理和保养的地方。集装箱维修车间对于确保装卸机械的维修质量，使各种机械处于完好备用状况，对提高集装箱码头效率和充分发挥集装箱运输的优越性都起着十分重要的作用。一般设置在不影响集装箱码头作业的码头后方或在保养区附近。
9.1.2 集装箱装卸机械
1.集装箱专用吊具
（1）固定式吊具
集装箱专用吊具是用于起吊集装箱的属具，而固定式吊具则是只能起吊一种集装箱的吊具。其优点是结构简单、自重轻、价格便宜；缺点是对箱体类型的适应性较差，更换吊具往往要占用较多的时间。
（2）自动式吊具
这种吊具利用油压操作使吊臂能自行伸缩，以满足起吊不同尺寸集装箱的要求。其优点是变换起吊不同集装箱所花时间少，使用灵活；缺点是自重较多，一般为9～10吨。
这是目前在集装箱桥吊上使用最为普遍的一种集装箱专用吊具。
（3）组合式吊具
这种吊具针对起吊不同尺寸的集装箱的组合使用。其优点是结构简单，实用性强，自重较自动式小，一般为4～7吨。组合式吊具主要用于跨运车等堆场作业机械。
（4）双箱吊具
这种吊具可以同时起吊连个20ft的集装箱。在双箱吊具的中部增加可接受的4只旋锁，当吊具伸到40ft位置时，可同时起吊两只20ft集装箱。采用这种起吊方法要求集装箱桥吊的起重量要达到60ft左右。双箱起吊方法大大提高了船舶的装卸效率。
2.岸壁式集装箱装卸桥
集装箱的标准化和集装箱船的专用化，为港口码头装卸机械高效化提供了良好的作业条件。在现代化的集装箱码头上，目前从事码头前沿集装箱装卸作业的主要设备是岸壁式集装箱装卸桥，简称桥吊。装卸桥是一种体积庞大、自重非常重、价格十分昂贵的集装箱码头专用装卸设备。
桥吊主要由带行走机构的门架、连接吊具的臂架以及承担臂架重量的拉杆三部分组成。臂架可分为海侧臂架、陆侧臂架和门中臂架三个部分。臂架的主要作用是用来承受带升降机构的小车重量，而升降机构又是用来起吊集装箱吊具和集装箱重量的。海侧臂架一般都是可俯仰的，以便集装箱装卸桥移动时与船舶的上层建筑不会发生碰撞。
集装箱装卸桥按框架结构的外形可分为A型框架式和B型框架式。桥吊作业时，由于集装箱专用船舶的船舱内设有箱格，舱内的集装箱作业对位非常方便，无需人工协助，因此在作业中没有像件杂货哪样的舱内作业工序。
根据世界上集装箱码头的营运经验，一般情况下，几个集装箱泊位可配备桥吊1～3台。配备桥吊时主要考虑的技术参数有以下几个。
（1）起重量
集装箱桥吊的起重量是额定起重量加集装箱吊具的重量。由于集装箱桥吊的吊具种类繁多，重量不一，且受作业条件的影响，因此世界各国集装箱桥吊的起重量并不一致。确定桥吊的起重量一般要考虑：①起吊集装箱船舱盖板的需要。舱盖板的重量一般不超过28吨。②考虑装卸非国际标准箱的需要。③有可能采用同时起吊两个20ft型集装箱的作业方式。两个20ft型集装箱的最大重量一般约为40.6吨。④兼顾装卸其他重大件杂货的需要。
（2）起升高度
桥吊的起升高度由两部分组成，即轨道以上的高度和轨道以下的高度。它取决于集装箱的型深、吃水、潮差、甲板上装载集装箱层数、码头标高以及船体倾斜等因素。目前，世界各国设计制造的岸壁式集装箱装卸桥，一般都取轨道面上起升高度为25米，轨道面下起升高度为12米。
（3）外伸距
外伸距是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。外伸距主要取决于到港集装箱的船宽，并考虑在甲板上允许堆放集装箱的最大高度，当船舶向外横向倾斜3°时，仍能起吊甲板上外舷侧最上层的集装箱。
（4）内升距
内升距是指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。确定内升距主要考虑连个问题：一是能否放置集装箱，二是能否放置舱盖板。
（5）轨距（跨距）轨距是指桥吊两条行走轨道中心线之间的水平距离。轨距的大小影响到装卸桥的整机稳定性。考虑到装卸桥的稳定性和为了更有效的疏运岸边的集装箱，轨距内最好能安排三条接运线。
（6）横梁下的净高
横梁下的净高度是指横梁下面到轨顶之间的垂直距离。一般取决于最大搬运集装箱机械的最大高度。目前，集装箱装卸桥横梁下面净高为10米。
9.1.3 集装箱堆场作业机械
1.龙门起重机
龙门起重机简称龙门吊，是一种水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的桥架型起重机。龙门吊系统工艺是荷兰阿姆斯特丹港建码头时最先采用的，又称“集装箱海上运输公司方式”，是一种在集装箱堆场上进行集装箱堆垛和车辆装卸的机械。龙门吊由于跨度大，所以起重机运行机构大多采用分别驱动方式，以防止起重机产生歪斜运行而增加阻力，甚至发生事故。为适应港口码头的运输需要，龙门吊的工作级别较高。起升速度为8～10米／秒；跨度根据需要跨越的集装箱排数来决定，最大为60米左右，相应于20ft、30ft、40ft长集装箱的起重量分别约为20吨、25吨和30吨。
（1）龙门吊的类型
龙门吊一般有轮胎式（又称无轨龙门吊）和轨道式（又称有轨龙门吊）两种形式。轮胎式龙门吊主要特点是机动灵活、通用性强。它不仅能前进、后退，而且还能左右转向90°，设有转向装置，可从一个堆场转向另一个堆场进行作业。轮胎式龙门吊的跨距是指两侧行走轮中心线之间的距离。跨距大小取决于所需跨越的集装箱列数和底盘车的通道宽度。根据集装箱堆场的布置，通常标准的轮胎式龙门吊横向可跨六列集装箱和一条车道，可堆3～4层。
轨道式龙门吊是集装箱码头堆场上进行装卸、搬运和堆垛作业的专用机械。一般轨道式比轮胎式龙门吊跨度大，堆垛层数多。最大的轨道式龙门吊横向可跨19列集装箱和4条车道，可堆5～6层高。轨道式龙门吊是沿着场地上铺设的轨道行走的，因此只能限制在所设轨道的某一个场地范围内进行作业。轨道式龙门吊确定机械作业位置的能力较强，故较易实现全自动化装卸，是自动化集装箱码头比较理想的一种机械。
（2）龙门吊的优点
龙门吊的优点包括：
①运行时稳定性好，维修费用较低，即使初始投资稍大，但装卸成本还是较低的。
②堆垛集装箱时箱列间可不留通道，紧密堆存，因此在有限的场地面积内可堆存大量的集装箱，场地面积利用率较高。
③在堆场作业中运行方向一致、动作单一，故容易采用电子计算机控制，实行操作自动化。
（3）龙门吊的缺点
龙门吊的缺点包括：
①由于堆存层数较高，如需取出下层的集装箱时就要经过多次倒载才能取出，在操作上带来许多麻烦。
②堆场上配置数量一般是固定的，故不能用设备数量来调整场地作业量的不平衡，因此，当货主交接的车辆集中时，可能会发生较长的待机时间，如搬运起重机发生故障，就会迫使装卸桥停止作业。
③搬运起重机自重较大，轮胎式搬运起重机的轮压一般为20吨，轨道式搬运起重机的轮压更大，而且堆装层数多，故场地需要重型铺着。
④大跨距的搬运起重机由于码头不均匀下沉，可能会产生轨道变形，有时会影响使用。
