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(yùn)輸?shù)募b箱化，我國(guó)港口集裝箱吞吐量快速增長(zhǎng)，推動(dòng)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(biāo)。岸橋單機(jī)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(chē)運(yùn)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(yīng)性、岸橋自身防風(fēng)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(shí)需要考慮的重要因素。

1 岸橋軌上起升高度計(jì)算方法

岸橋軌上起升高度是吊具被提升到最高位置時(shí)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(yīng)滿(mǎn)足能將船上最高層集裝箱搬運(yùn)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(guò)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(biāo)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(shí)需要重點(diǎn)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(guò)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(gè)高低潮點(diǎn)，計(jì)算可作業(yè)時(shí)間時(shí)1個(gè)潮汐時(shí)間取6 h;在同一個(gè)潮汐區(qū)間內(nèi)，漲潮時(shí)從最低潮時(shí)至岸橋不能作業(yè)時(shí)，退潮時(shí)從岸橋可開(kāi)始作業(yè)時(shí)至最低潮時(shí)，稱(chēng)為岸橋可作業(yè)時(shí)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(shí)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(jì)算當(dāng)船舶甲板上集裝箱堆碼高度不同時(shí)，不同岸橋軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時(shí)間及其分布比例。

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

當(dāng)船舶甲板上堆碼9層超高集裝箱時(shí)，不同岸橋軌上起升高度下岸橋可作業(yè)時(shí)間及其分布比例?？梢?jiàn)：當(dāng)岸橋軌上起升高度為46 m時(shí)，在1個(gè)潮汐區(qū)間內(nèi)（青島地區(qū)取6 h）岸橋有約48%的時(shí)間即2.88 h無(wú)法作業(yè)，同一潮汐區(qū)間內(nèi)剩余3.12 h最長(zhǎng)可作業(yè)時(shí)間為36 min，可作業(yè)時(shí)間占同一潮汐周期時(shí)間的7%，考慮到船舶作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間、使用打鎖吊籠等因素，岸橋在55%的作業(yè)時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)施甲板上第9層集裝箱作業(yè);當(dāng)岸橋軌上起升高度為47 m時(shí)，岸橋無(wú)法作業(yè)時(shí)間的占比降至1%，也就是岸橋99%的作業(yè)時(shí)間可作業(yè)甲板上第9層集裝箱;當(dāng)岸橋軌上起升高度為48 m及以上時(shí)，岸橋100%的作業(yè)時(shí)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(shí)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(jì)算，需要選擇軌上起升高度為53 m的岸橋，才能保證全潮時(shí)能作業(yè)甲板上的10層超高集裝箱;但從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，選擇軌上起升高度為50 m的岸橋，就可以保證在全潮時(shí)有機(jī)會(huì)實(shí)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(jí)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(jì)的超3E級(jí)岸橋的軌上起升高度為54 m，能夠滿(mǎn)足18 000 TEU集裝箱船裝卸要求。

在選擇岸橋軌上起升高度時(shí)，要遵循理論結(jié)合實(shí)際的原則：雖然岸橋軌上起升高度越高，岸橋的作業(yè)適應(yīng)能力越強(qiáng)，但在能夠滿(mǎn)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?yàn)樵谲壣掀鹕叨仍黾拥耐瑫r(shí)，岸橋整機(jī)高度和重心高度也隨之增加，從而影響岸橋穩(wěn)定性，并會(huì)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(jìn)港平均吃水約12 m;船公司預(yù)配中心在配載船舶時(shí)會(huì)考慮碼頭的基本條件，根據(jù)青島港的實(shí)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(shí)能作業(yè)甲板上10層超高集裝箱;從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，選擇軌上起升高度為48 m的岸橋，就可以保證在全潮時(shí)有機(jī)會(huì)實(shí)施甲板上10層超高集裝箱裝卸作業(yè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，隨著船舶的進(jìn)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(wèn)題仍有待討論，原因?yàn)椋浩湟?，甲板上集裝箱堆碼高度增加意味著船舶受風(fēng)面加大，影響船舶航行安全，尤其是在經(jīng)過(guò)蘇伊士運(yùn)河時(shí)，當(dāng)?shù)氐膫?cè)面風(fēng)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(guò)運(yùn)河的費(fèi)用增加，在淡季時(shí)，船公司通常會(huì)嚴(yán)格控制甲板上集裝箱的堆碼高度;其三，港口機(jī)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(lái)選擇岸橋軌上起升高度。

參考文獻(xiàn)：

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

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2018-12-07）