岸橋軌上起升高度的合理選擇

謝海泓 李波 耿衛(wèi)寧 周垂劍

岸橋是在碼頭岸邊裝卸船上集裝箱的設(shè)備。隨著全球貿(mào)易一體化發(fā)展及貨物運輸?shù)募b箱化，我國港口集裝箱吞吐量快速增長，推動集裝箱船向大型化方向發(fā)展，這使得碼頭面臨更大的裝卸作業(yè)壓力。岸橋作業(yè)能力是衡量集裝箱碼頭作業(yè)能力的重要指標。岸橋單機作業(yè)能力是由岸橋最大起重能力、外伸距、軌上起升高度、小車運行速度等因素決定的，其中，軌上起升高度涉及岸橋?qū)Υ笮痛暗倪m應性、岸橋自身防風能力和穩(wěn)定性等;因此，岸橋軌上起升高度是碼頭企業(yè)在選擇岸橋時需要考慮的重要因素。

1 岸橋軌上起升高度計算方法

岸橋軌上起升高度是吊具被提升到最高位置時吊具旋鎖下平面至海側(cè)軌頂面的垂直距離，用Hq表示。岸橋軌上最大起升高度應滿足能將船上最高層集裝箱搬運到陸側(cè)區(qū)域的作業(yè)要求。假定船舶型深Hx，船舶吃水Hc，碼頭岸壁高程Hb，甲板上集裝箱堆碼總高度Hz，高潮潮高Hg，甲板圍欄高度Hj，艙蓋厚度Hd，船舶橫傾角度 ，安全過箱高度Ha，則岸橋軌上起升高度

2 岸橋軌上起升高度敏感性分析

岸橋軌上起升高度的選擇受碼頭標高、港口潮高、船舶輕載吃水、船舶甲板上集裝箱堆碼高度等因素的影響。[1]船舶甲板上集裝箱最高堆碼高度是選擇岸橋軌上起升高度時需要重點考慮的因素。假定以下條件：船型為13 000～18 000 TEU，不考慮船舶橫傾，型深30.3 m，船舶吃水12 m，碼頭岸壁高程5.8 m，艙口圍欄高度1.5 m，甲板鎖墊厚度，安全過箱高度0.5 m，艙蓋厚度1.2 m;潮汐數(shù)據(jù)取自2014年青島港黃島港區(qū)全年1 411個高低潮點，計算可作業(yè)時間時1個潮汐時間取6 h;在同一個潮汐區(qū)間內(nèi)，漲潮時從最低潮時至岸橋不能作業(yè)時，退潮時從岸橋可開始作業(yè)時至最低潮時，稱為岸橋可作業(yè)時間，以青島港黃島港區(qū)為例，2018年4月19日潮汐漲落與岸橋作業(yè)時間的關(guān)系。需要注意的是，不同海域的潮汐周期和潮高均不同，即使是同一海域，潮水漲落也隨天文日歷的變化而變化。以上述假定條件為基礎(chǔ)，計算當船舶甲板上集裝箱堆碼高度不同時，不同岸橋軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時間及其分布比例。

當船舶甲板上堆碼10層超高集裝箱時，不同岸橋軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時間及其分布比例。可見：當岸橋軌上起升高度為49 m時，在1個潮汐區(qū)間內(nèi)（青島地區(qū)取6 h）岸橋有約42%的時間即2.52 h無法作業(yè)，同一潮汐區(qū)間內(nèi)剩余最長可作業(yè)時間為36 min（同一潮汐區(qū)間內(nèi)潮汐降至岸橋可作業(yè)時至潮汐漲至岸橋不可作業(yè)時），可作業(yè)時間占同一潮汐周期時間的6%，考慮到船舶作業(yè)準備時間、使用打鎖吊籠等因素，岸橋在近50%的作業(yè)時間內(nèi)無法實施甲板上第10層集裝箱作業(yè);當岸橋軌上起升高度為50 m時，岸橋無法作業(yè)的時間僅占0.85%，也就是岸橋99.15%的作業(yè)時間均可作業(yè)甲板上第10層集裝箱;當岸橋軌上起升高度為51 m及以上時，岸橋100%的作業(yè)時間均可用于作業(yè)甲板上第10層集裝箱。

軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時間及其分布比例

當船舶甲板上堆碼9層超高集裝箱時，不同岸橋軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時間及其分布比例?？梢姡寒敯稑蜍壣掀鹕叨葹?6 m時，在1個潮汐區(qū)間內(nèi)（青島地區(qū)取6 h）岸橋有約48%的時間即2.88 h無法作業(yè)，同一潮汐區(qū)間內(nèi)剩余3.12 h最長可作業(yè)時間為36 min，可作業(yè)時間占同一潮汐周期時間的7%，考慮到船舶作業(yè)準備時間、使用打鎖吊籠等因素，岸橋在55%的作業(yè)時間內(nèi)無法實施甲板上第9層集裝箱作業(yè);當岸橋軌上起升高度為47 m時，岸橋無法作業(yè)時間的占比降至1%，也就是岸橋99%的作業(yè)時間可作業(yè)甲板上第9層集裝箱;當岸橋軌上起升高度為48 m及以上時，岸橋100%的作業(yè)時間均可用于作業(yè)甲板上第9層集裝箱。

軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時間及其分布比例

3 岸橋軌上起升高度選擇

按照理論上的計算，需要選擇軌上起升高度為53 m的岸橋，才能保證全潮時能作業(yè)甲板上的10層超高集裝箱;但從實際應用來看，選擇軌上起升高度為50 m的岸橋，就可以保證在全潮時有機會實施甲板上10層超高集裝箱裝卸作業(yè)。

目前，上海振華重工制造的3E級岸橋的軌上起升高度為48.0～52.5 m，外伸距大于70 m，能夠?qū)嵤?8 000 TEU集裝箱船甲板上10層超高集裝箱裝卸作業(yè);該公司研發(fā)設(shè)計的超3E級岸橋的軌上起升高度為54 m，能夠滿足18 000 TEU集裝箱船裝卸要求。

在選擇岸橋軌上起升高度時，要遵循理論結(jié)合實際的原則：雖然岸橋軌上起升高度越高，岸橋的作業(yè)適應能力越強，但在能夠滿足船舶在經(jīng)常條件下正常作業(yè)的情況下，岸橋軌上起升高度并不是越高越好，因為在軌上起升高度增加的同時，岸橋整機高度和重心高度也隨之增加，從而影響岸橋穩(wěn)定性，并會使輪壓和能耗增加。以靠泊青島港的大型船舶為例：其甲板上堆存最高9層超高集裝箱，船舶進港平均吃水約12 m;船公司預配中心在配載船舶時會考慮碼頭的基本條件，根據(jù)青島港的實際情況，需要選擇軌上起升高度為50 m的岸橋，才能保證在全潮時能作業(yè)甲板上10層超高集裝箱;從實際應用的角度來看，選擇軌上起升高度為48 m的岸橋，就可以保證在全潮時有機會實施甲板上10層超高集裝箱裝卸作業(yè)。

4 結(jié)束語

當前，隨著船舶的進一步大型化，關(guān)于是否可以繼續(xù)增加甲板上集裝箱堆碼高度的問題仍有待討論，原因為：其一，甲板上集裝箱堆碼高度增加意味著船舶受風面加大，影響船舶航行安全，尤其是在經(jīng)過蘇伊士運河時，當?shù)氐膫?cè)面風向?qū)装迳霞b箱堆碼較高的船舶操控影響較大;其二，甲板上集裝箱堆碼高度增加意味著過運河的費用增加，在淡季時，船公司通常會嚴格控制甲板上集裝箱的堆碼高度;其三，港口機械設(shè)備固定投資大且更新?lián)Q代慢。綜合考慮各方面因素，目前可參照甲板上集裝箱堆碼高度基本保持在10層及以下來選擇岸橋軌上起升高度。

參考文獻：

[1] 符敦鑒. 超巴拿馬型岸橋的發(fā)展趨勢[J]. 港口裝卸，2005（5）：30-33.

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2018-12-07）