軌道式龍門(mén)吊在集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)中的應(yīng)用

肖小平 虞海波

在國(guó)內(nèi)外新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，以公路運(yùn)輸為主的集裝箱物流模式已經(jīng)不能滿足未來(lái)發(fā)展需要，具有成本低、集疏運(yùn)量大、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)的集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)迎來(lái)新一輪的發(fā)展機(jī)遇。隨著集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，專業(yè)化裝卸設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。受集裝箱生成量、港口空間等因素的影響，現(xiàn)階段我國(guó)集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)裝卸設(shè)備呈多樣化發(fā)展趨勢(shì)，主要包括集裝箱正面吊、輪胎式龍門(mén)吊（以下簡(jiǎn)稱“輪胎吊”）、軌道式龍門(mén)吊（以下簡(jiǎn)稱“軌道吊”）等。一般而言，單股道作業(yè)場(chǎng)地多采用集裝箱正面吊或小型龍門(mén)吊，2～4股道作業(yè)場(chǎng)地普遍采用輪胎吊分組模式，5～8股道作業(yè)場(chǎng)地多采用軌道吊或輪胎吊。本文以寧波北侖第一集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“北一集司”）為例，介紹軌道吊在集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)中的應(yīng)用。

1 軌道吊在集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)作業(yè)場(chǎng)地多為長(zhǎng)窄型。就輪胎吊而言，在長(zhǎng)窄型場(chǎng)地尤其是在多股道長(zhǎng)窄型場(chǎng)地，受車輛通行、場(chǎng)地空間等因素的制約，其進(jìn)出場(chǎng)地和維修作業(yè)存在諸多不便，并且其采購(gòu)成本較高。就集裝箱正面吊而言，其存在作業(yè)效率低、能耗高、污染大等缺點(diǎn)，無(wú)法滿足多股道海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱的裝卸作業(yè)需求。相比之下，軌道吊采用清潔能源電能驅(qū)動(dòng)，具有操作簡(jiǎn)單、作業(yè)效率高、能耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，非常適合多股道海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)。根據(jù)鐵路局的明確規(guī)定，集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)相關(guān)設(shè)備必須配備集裝箱超偏載檢測(cè)裝置，以便對(duì)集裝箱進(jìn)行超載、偏載檢測(cè)，從而防止超限集裝箱進(jìn)入運(yùn)輸通道，提高集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)安全性。軌道吊配備性能優(yōu)良的集裝箱超偏載檢測(cè)系統(tǒng)，大大提高集裝箱超偏載檢測(cè)的準(zhǔn)確率，便于場(chǎng)站和貨主對(duì)集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)實(shí)施組織管理。

北一集司海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)場(chǎng)地設(shè)置4股道（見(jiàn)圖1），配備4臺(tái)輪胎吊，軌道和輪胎吊采用2×2作業(yè)模式，同時(shí)配1臺(tái)調(diào)箱門(mén)機(jī)；裝卸作業(yè)鐵路線長(zhǎng)約520m，一次最多可容納4列34節(jié)列車車廂。此外，北一集司另有6股道新場(chǎng)地（見(jiàn)圖2），裝卸作業(yè)鐵路線長(zhǎng)395m，一次最多可容納6列25節(jié)列車車廂，預(yù)計(jì)年裝載能力為43.2萬(wàn)TEU。2017年北一集司完成海鐵聯(lián)運(yùn)箱量38.38萬(wàn)TEU。

結(jié)合北一集司6股道海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)場(chǎng)地的總體布置情況，根據(jù)其集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)量，裝卸設(shè)備優(yōu)先采用軌道吊，具體理由如下。

（1）單臺(tái)裝卸設(shè)備跨3條鐵路股道。海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸區(qū)通常分鐵路區(qū)、集裝箱堆存區(qū)和道路交通區(qū)，場(chǎng)地劃分相對(duì)固定，道路和場(chǎng)地都具有特殊性。本方案要求單臺(tái)裝卸設(shè)備橫跨3條鐵路股道。輪胎吊軌距為23.47m，無(wú)法滿足裝卸區(qū)規(guī)劃要求；而軌道吊可滿足28～40m大跨距的變化需求。從本方案場(chǎng)地布局來(lái)看，軌道吊比輪胎吊更能適應(yīng)鐵路集裝箱裝卸區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)劃要求。

（2）無(wú)須轉(zhuǎn)道作業(yè)。碼頭后方堆場(chǎng)通常選用輪胎吊作為集裝箱裝卸設(shè)備，其原因?yàn)椋阂环矫?，碼頭后方堆場(chǎng)路況較好；另一方面，輪胎吊在轉(zhuǎn)道方面的靈活性能滿足生產(chǎn)作業(yè)的要求。相比之下，在海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸場(chǎng)地，裝卸設(shè)備橫跨鐵路實(shí)施作業(yè)，只須在固定的軌道上運(yùn)行即可，而無(wú)須轉(zhuǎn)道作業(yè)；因此，從實(shí)用性角度來(lái)看，軌道吊比輪胎吊更符合鐵路集裝箱裝卸作業(yè)需求。

（3）系統(tǒng)可靠性高。相較于輪胎吊，軌道吊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備更少，運(yùn)行更穩(wěn)定，機(jī)械和電氣系統(tǒng)可靠性更高，更能適應(yīng)鐵路集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化裝卸作業(yè)需求。

（4）稱重系統(tǒng)誤差小。鐵路局對(duì)海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸設(shè)備的稱重系統(tǒng)有特殊要求，尤其是對(duì)超偏載檢測(cè)精度的要求較高。在專用軌道上運(yùn)行的軌道吊在正常作業(yè)時(shí)機(jī)身整體晃動(dòng)幅度較輪胎吊小，可以最大限度地減小因機(jī)身晃動(dòng)而引起的稱重系統(tǒng)誤差，大大提高超偏載檢測(cè)的準(zhǔn)確率。

（5）作業(yè)安全性高。軌道吊采用固定專用軌道運(yùn)行方式，便于海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)場(chǎng)地道路規(guī)劃，方便集卡進(jìn)出場(chǎng)地，有利于提高整體裝卸作業(yè)效率，減少人機(jī)交叉安全隱患，從而使作業(yè)安全性更高。

（6）作業(yè)效率高。一方面，單懸臂軌道吊的軌距達(dá)28m，可橫跨3條鐵路股道，滿足鐵路集裝箱裝卸作業(yè)需求；另一方面，軌道吊操作方便，作業(yè)效率高，且采購(gòu)成本較低（單臺(tái)設(shè)備配置比輪胎吊節(jié)省300萬(wàn)～500萬(wàn)元）。

（7）運(yùn)行成本低且污染小。輪胎吊采用燃油作為動(dòng)力源，具有油耗高、污染大、使用成本高等缺點(diǎn)；而軌道吊以清潔能源電能驅(qū)動(dòng)，具有污染小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)測(cè)算表明，每晝夜輪胎吊單位能耗比軌道吊高約2000元，軌道吊每年可節(jié)省單位能耗成本約73萬(wàn)元。

2 應(yīng)用于集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)軌道吊的基本參數(shù)及技術(shù)要點(diǎn)

2.1 基本參數(shù)

北一集司在6股道海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)場(chǎng)地配備4臺(tái)單懸臂軌道吊作為主要裝卸設(shè)備。軌道吊軌距為28.0m，外伸距為10.5m；在軌道外側(cè)規(guī)劃2條集卡通道，軌道吊跨距內(nèi)可堆3列集裝箱，布置3條鐵路股道；軌道吊起升高度為15.3m，堆4過(guò)5，配備專業(yè)旋轉(zhuǎn)小車（見(jiàn)圖3）。

2.2 技術(shù)要點(diǎn)

（1）軌道吊橫跨多條鐵路股道，作業(yè)人員不能隨意穿越鐵軌；因此，司機(jī)手動(dòng)操作大車錨定極不方便。為解決此問(wèn)題，本方案采用雙側(cè)電動(dòng)錨定，即在司機(jī)室通過(guò)按鈕操作實(shí)現(xiàn)錨定板的升降，同時(shí)保留傳統(tǒng)手動(dòng)錨定功能，以便于應(yīng)急操作。

（2）鐵路裝箱需要頻繁調(diào)箱門(mén)，傳統(tǒng)單一液壓式吊具旋轉(zhuǎn)方式具有故障率高、液壓系統(tǒng)容易漏油、修復(fù)難度大、維修費(fèi)用高等缺點(diǎn)。為此，本方案采用吊架整體旋轉(zhuǎn)方式，由4個(gè)3kW變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)小車在15°～195°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)；為了防止轉(zhuǎn)速過(guò)快導(dǎo)致鋼絲繩打結(jié)，轉(zhuǎn)速設(shè)置為1r/min。，

（3）專業(yè)設(shè)計(jì)集裝箱超偏載檢測(cè)裝置。對(duì)傳統(tǒng)軌道吊配置的集裝箱超偏載檢測(cè)裝置實(shí)施技術(shù)改造，將鋼絲繩末端板環(huán)拉式拉力傳感器布置形式優(yōu)化設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)銷式拉力傳感器結(jié)構(gòu)形式，以提高稱重系統(tǒng)精度。改造后的集裝箱超偏載檢測(cè)系統(tǒng)具有檢測(cè)準(zhǔn)確率高、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，并具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，能夠?qū)⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳輸?shù)胶笈_(tái)海鐵聯(lián)運(yùn)管理系統(tǒng)，從而減少理貨人員的重復(fù)操作和司機(jī)的輸入操作，大大提高裝卸效率。

（4）軌道吊鋼結(jié)構(gòu)采用大外伸距單懸臂形式，有利于合理布局海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)場(chǎng)地的鐵路股道、集卡運(yùn)輸車道和箱區(qū)，提高海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱整體裝卸效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)的持續(xù)發(fā)展，集裝箱裝卸設(shè)備也將不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化和升級(jí)，軌道吊遠(yuǎn)程控制將是未來(lái)集裝箱裝卸設(shè)備技術(shù)的發(fā)展方向。北一集司在實(shí)施上述軌道吊項(xiàng)目時(shí)已經(jīng)考慮到未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，在硬件配置中預(yù)留大型起重機(jī)遠(yuǎn)程控制監(jiān)視系統(tǒng)端口和接口，以便日后根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展及生產(chǎn)需要開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。