岸边集装箱起重机

岸边集装箱起重机(简称岸桥)

集装箱运输船舶的大型化、特别是超巴拿马船型的发展，对岸边集装箱起重机提出了更新更高的要求:一是提高起重机的技术参数，起重机速度参数高速化，外伸距、起升高度增大;吊具下额定起重量提高;二是开发设计高效率的岸边集装箱装卸系统，以满足船舶大型化对起重机生产率的要求。

其实国外几家公司对岸边集装箱起重机控制技术也都很重视,有的还申请了专利文献,如三菱重工业株式会社的"装卸用起重机中的集装箱位置检测方法及装置、及集装箱着地、摞放控制方法"的专利(专利号:EP1333003 A1;申请日:2000.10.27)。在通过处理从设置在吊具上的CCD等的摄像装置获得的对象集装箱的图像数据，可以高精度确实地进行对象集装箱与悬吊集装箱的相对位置检测。

德国西门子公司SIEMENS AG (DE)的专利(专利号:DE10107048;申请日:20010213)。涉及了一种集装箱起重机装卸的方法，也适用于集装箱船。在起重机驾驶室中采用带有监视器的PC机，通过触摸屏操作，根据预先设定的值能使起重机自动达到预期目标。

石川岛播磨重工业株式会社ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND的"集装箱起重机"专利(专利号:JP62157189;申请日:1985.12.27)。起重机包括集装箱运送装置、测量装置能测船上集装箱水平和垂直位置和控制装置根据测到的集装箱位置数据计算出集装箱运送装置的运动路线来控制集装箱运送装置的运动。

HITACHI LTD (JP)株式会社日立制作所的"集装箱起重机"专利(专利号JP10-324493;申请日:1997.5.23)。在沿横梁和起重臂移动的三架载重小车中，中央小车包括一个装载集装箱的平台。平台的高度是当考虑了集装箱被升起时载重小车可移动的最低高度形成基准高度时的高度，这样可以缩短集装箱起重机的搬运时间。

国外集装箱起重机已基本走向标准化、自动化和系列化。目前在役的岸边集装箱起重机有几十台，由Nelcon、Mitsubishi、Kone、Noell、Morris、Reggiane-Paceco、Sumitimo HI、Mitsul-Paceco和Mitsubishi等公司所生产，其中Nelcon公司产品最多。

至于岸边集装箱起重机小车和大梁结构型式的选择历来有不同的做法，美国公司通常采用半牵引式小车和双箱形梁型式;欧洲公司偏爱载重小车和单箱形梁型式;亚洲公司较多采用牵引式小车和板式单梁型式。但是1999年交付的岸边集装箱起重机中，外伸距大于44m的占到83.2%。随着岸边集装箱起重机的不断大型化，载重小车和单箱形梁型式的岸边集装箱起重机体现出其优势。国外Kocks、Kone和Noell等公司生产了较多的采用载重小车单箱形梁型式的岸边集装箱起重机。近年来一次批量采购起重机台数最多的两个用户APL los Angeles和PSA Singa-pore港订购的起重机均采用载重小车单箱形梁型式，制造商分别是Noell和Mitsubishi公司。国内有多个港口使用进口或国内厂家制造的载重小车单箱形梁型式岸边集装箱起重机。大连港曾订购了ZPMC的两台吊具下起额定重量50.88T、外伸距55m的岸边集装箱起重机采用半牵引式小车单箱形梁型式。

日本有人在クレ-ン杂志上(200l，39(9) 36~42)对日本港口集装箱起重机作了现状分析，认为除了外伸距是集装箱起重机的重要参数外，轨面上部的起升高度不仅由集装箱船的大小以及在甲板上部的堆高层数来确定，而且涉及到船舶的吃水状态、潮汐高度、以及自海平面起算的码头标高等港口基础条件。在日本，轨面上部的起升高度集中分布在24~25.9m和32~33.9m的范围内，这与世界港口统计的数据相当。日本和世界各港口的小车的速度均在150~179m/min的范围内。但是对各种船型的细划分中，中型巴拿马船型小车的速度在120~149m/min及150 ~179m/min，与世界港口的150m/min是有差别的。而对标准超巴拿马型船在日本和世界上最高均采用180~209m/min，总的来说，日本的小车速度稍高于世界港口通常集装箱起重机设备的同类指标。

深圳赤湾胜宝旺工程有限公司(CSE公司)于1997年4月，承揽了6台65t岸边集装箱起重机钢结构的制造加工、整机组装、调试、装船等项内容的业务，雇主为阿曼的MINA RAYSUTSAlALAH港，业主为日本石川岛播磨重工业株式会社(IHI公司)。该起重机首次由IHI公司设计、CSE公司制造、美国ABS监造，岸边集装箱起重机起重能力最大、结构复杂、自动化程度高。主要性能参数如下:整机自重1178t、外形尺寸L×W×H=136m×27m×110 m (起幅后)、最大起重量:65t、起升速度:53m/min 、跨度:30.8m 、前大梁变幅速度:6min/次、小车行走速度:210 m/min、大车行走速度:60 m/min、 总机容量:1238kW、电源:ACllkV/50Hz。

上海港机股份有限公司50.5t-55m岸边集装箱起重机其主要性能参数为:吊具下的额定起重量50.t，最大外伸距55m，轨距30m，后伸距18m，轨上起升高度38m，轨下起升高度20m，起升速度满载50.5t时60m/m5n，空吊具时150m/min，小车运行速度240m/min，大车行走速度45m/min。可以对IS020'、40'、45'和双20'集装箱进行作业。整机的电控系统为全变频交流调速驱动系统。在设计过程中，其海陆侧门框、梯形架采用箱形截面结构，后拉杆及门框撑杆采用螺旋焊接钢管，前后大梁采用双梯形箱形梁结构，而前拉杆则采用工字梁结构，在门框的上部采用水平撑杆连接，在门框和后大梁之间采用水平斜撑杆进行连接，门框内部采用v型撑杆进行连接。主要钢结构材料采用低合金结构钢，满足了整机工作载荷的疲劳强度要求和暴风状态(55m/s风速)下的结构强度要求。

大连重工·起重集团有限公司引进美国派西科(Paceco)公司先进技术合作设计制造的岸边集装箱起重机用于港口集装箱码头船舶装卸和搬运。主要特点:整机为密封箱行梁结构,大车运行四角驱动。小车运行采用绳索牵引,并设有绳索自动张紧和平衡装置。主起升机构采用双电机和双制动器驱动装置。吊具采用液压可伸缩式,并有防摆装置和偏转系统。电控系统先进,采用高压供电,支流电机驱动。

交通部水运科学研究所彭传圣认为随着岸边集装箱起重机的不断大型化，单箱梁结构型自行式小车岸边集装箱起重机的优势较大。较高的吊具起升和小车运行的速度和加速度、较大的吊具下起重量为获得较高的作业效率提供了条件，要实现高效作业还取决于操作环节。集装箱码头管理信息化的迅速发展，使远程起重机管理系统成为码头生产管理系统必要的组成部分之一，除了实现设备的远程管理、故障诊断等功能外，系统还能实时提供码头生产管理必要的数据。因此，为远程起重机管理系统配备必要的设备和软件等，应该成为用户对起重机制造商的常规要求。

超巴拿马岸桥的发展趋势

岸边集装箱起重机(简称岸桥)是集装箱船与码头前沿之间装卸集装箱的主要设备。个别码头还利用岸桥的大跨距和大后伸距直接进行堆场作业。岸桥的装卸能力和速度直接决定码头作业生产率，因此岸桥是港口集装箱装卸的主力设备。岸桥伴随着集装箱运输船舶大型化的蓬勃发展和技术进步而在不断更新换代，科技含量越来越高，正朝着大型化、高速化、自动化和智能化，以及高可靠性、长寿命、低能耗、环保型方向发展。

一.高参数和大型化

1)额定起重量成倍增长。吊具下的额定起重量逐步从30.5t增大到61t，最大已达65Lt。

2)外伸距越来越大。随着集装箱船的不断大型化，船宽已从第3代巴拿马集装箱船的13排增大到现在超巴拿马船的14~17排箱，甚至20排箱的船按计划将于下个世纪问世，22排箱的船也在设计中。而设想中的24排马六甲型船(用船的吃水深而不是船宽来定义船型)会在下世纪初叶出现。集装箱船舶的大型化，其宽度由载箱量600~1000箱时的26~28m增大到现在载货6000~8000箱的45m，几乎增大一倍。岸桥的外伸距也由32m逐渐增大到了现在的65m，将来会增加到70 m，以适应24排的所谓马六甲型船的需要*

3)轨上的起升高度。巴拿马岸桥的轨上起升高度通常为27m以下，超巴拿马岸桥在27m~36m之间，而现在则要求达到40m。上海振华港机公司〔ZPMC)为阿曼SaIaIa港提供了5台轨上起升高度40 m的岸桥。上海港机有限公司和大连重工·起重集团有限公司为天津港太平洋码头有限公司提供了23台岸桥轨上起升高度达到43m。而今年马士基为埃及码头和美国长滩、塔科玛、纽约招标的岸桥起升高度虽为40m，但要考虑有加大到47.5m的可能。起升高度的大幅增大，将导致岸桥金属结构强度、刚度、疲劳等方面出现的一系列新问题，尤其是司机视线的恶化和因自重加大要求码头承载能力的大幅提高。因此，47.5m是难以想象的起升高度，尤其因岸桥安装在码头前沿，对抗风载必须有特殊考虑。

4)自重越来越大。岸桥的自重，已从常规巴拿马型的600~800t，增大到现在超巴拿马型的1200~2000t。

二. 高速化

1)起升速度从巴拿马型岸桥的50/l20m/min，增加到现在的90/200 m/min，电动机的功率已经大到690 kW×2，若选为交流电机，则是目前起重用变频电动机的最大规格了，正逼迫电动机供货商研制开发更大容量的电动机。

2)小车速度已从常规巴拿马型的120m/min增加到现在的300m/min，并正在向350m/min的速度发展。它将带来如拖令小车箱供电电缆如何适应高速度等一系列新问题。

3)双箱吊具作业。据统计，一船集装箱中约60%以上是20 '箱。双箱作业新型吊具的应用，使每次能同时装卸2个20 '的集装箱，效率平均提高25%以上。

4)双小车双箱吊具作业。在一台岸桥上除了使用双箱吊具外，沉默近十年的双小车系统也已在德国汉堡港重新提上日程。它是在现代高技术基础上的双小车系统。该系统采用前后两个小车。前一个小车有司机操作，承担船与转接平台之间的集装箱搬运;后小车无司机，完全自动地实现集装箱在转接平台与AGV系统(自动拖运架)之间的搬运，转接平台设在岸桥上距船最近的海侧下横梁上。因此，效率大为提高，理论上可达55至60个循环，折合80~100TEU/h。

Kalma STS NOELL KONE IHI* 上海港口 上海振华

吊具下额定起重量 t 65 65 65 65 65 65

前伸距 m 56 48 61 63 65 70.5

后伸距 m 25 25 / 16 18 23

轨距 m 30 22 / 30 35 30.48

轨上起升高度m 38 34 / 40 38 40

轨下起升高度 m 22 19 / 16.2 20 18.3

空吊具起升速度 m 180 180 150 180 150 180

满载起升速度 m/min 90 60 75 90 60 90

小车运行速度 m/min 240 190 180 240 240 240

大车运行速度 m/min 45 45 45 / 45 45

*IHI为日本石川岛磨重工业株式会社