7
小车运行速度 m/min 120
8
大车运行速度 m/min 30
按照作业144TEU内河集装箱船标准计算工况，浮式桥式集装箱起重机工作循环见图5，每轮作业循环时间为216.9s平均作业效率为16.6循环/h，实际作业效率可达20~24TEU/h，比旋转式浮式起重机的作业效率提高60%以上。
4 浮式桥式集装箱起重机特殊问题探讨
浮式桥式集装箱起重机是码头前沿的核心设备，其使用频繁、设备完好率要求极高，否则将影响整个码头的运转。浮式桥式集装箱起重机每次起吊一个20ft或40ft集装箱。随着集装箱运输的发展，40ft集装箱所占的比重越来越大，起重机每次起吊的载荷都接近于额定起升载荷，因此，浮式桥式集装箱起重机的整机工作级别宜取最高等级，即A8；对应的整机金属结构的工作级别取E8；起升和小车运行两大主要工作机构的工作级别也宜取最高等级，即M8；大车运行机构不同于一般岸边集装箱起重机，由于斜坡缆车的位置是固定的，装卸船作业时，需要依靠浮式桥式集装箱起重机的大车运行机构进行对位，因此，浮式桥式集装箱起重机的大车运行机构是工作性机构，考虑其实际运行工况，其工作级别宜取M6~M7；前臂俯仰机构与一般岸边集装箱起重机类似，为调整性机构，其工作级别可取较低等级。
浮式桥式集装箱起重机在趸船上运行，其整机质量，尤其是结构质量必须尽量减小。起重机金属结构可采用国内外轻型岸边集装箱起重机常用的结构形式，即前大梁为三角形桁管结构，后大梁为板梁桁架结构，前门框、后门框、梯形架为箱形结构。必须认真计算三角形桁管结构大梁的疲劳寿命，严格选择桁管材料，认真控制大梁加工制造工艺，以确保大梁结构质量。浮式桥式集装箱起重机在至船上运行，趸船的运动会产生对起重机结构的作用力，浮式桥式集装箱起重机金属结构计算中应对此作用力有所考虑。
浮式桥式集装箱起重机作业时可能会使趸船产生纵倾和横倾，为保证
起重机在趸船纵倾和其他因素影响下不打滑，大车运行机构应采用特殊的传动方式。以齿轮齿条传动作为大车运行机构的驱动方式在近海过驳平台上有较多应用销齿传动驱动方式也可作为浮式桥式集装箱起重机大车运行机构的传动方式，内河5t浮式双悬臂桥式起重机大车运行机构即采用此种驱动方式，效果很好。鉴于趸船在起重机工作时可能会产生纵摇、横摇和垂荡等运动，给起重机正常工作带来影响，浮式桥式集装箱起重机大车运行机构除设置可靠的水平轮装置外，还应设置安全牢固的反滚轮(安全钩)装置，水平轮和反滚轮与大车运行轨道的间隙可调整，以确保浮式桥式集装箱起重机在至船上运行的可靠性。图6为某过驳平台的大车运行驱动、水平轮及反滚轮装置。
尽管浮式桥式集装箱起重机起升高度不高，但考虑到是在趸船上运行，吊具摇晃的可能性高于普通岸边集装箱起重机，如果投资条件许可，应设减摇装置，以利于减轻司机疲劳程度，提高装卸作业效率。
目前，变频驱动技术渐趋成熟，变频驱动的优势也逐渐被广大港口用户所认可，越来越多的集装箱起重机采用变频驱动。为保证浮式桥式集装箱起重机的装卸作业效率和运行可靠性，起重机电控系统宜采用变频驱动，特别是起升机构应采用专用于位势负载的
变频器。
浮式桥式集装箱起重机趸船的设计、建造、试验等，除应满足有关船舶规范外，还应充分考虑桥式集装箱起重机沿趸船甲板运行的工作特性，采取有效措施降低莲船及起重机整机质心高度，减小工作时质心变化范围，确保浮式桥式集装箱起重机作业稳性。起重机大车运动机构的驱动装置、水平轮装置、反滚轮装置、夹轨器装置、锚定装置、防风装置和大车轨道支撑结构等起重机部件，与军船结构，尤其是纵舱壁和纵向桁架等结构联系密切，应统一考虑，优化设计。
5 结束语
浮式桥式集装箱起重机配合斜坡式集装箱缆车、码头口集装箱门式起重机作业，是内河斜坡式集装箱码头的一种新型装卸作业方式，效率高于传统的浮式旋转起重机的作业方式。尽管大型浮式桥式集装箱起重机在国内外未见先例，但小型内河5t浮式双悬臂桥式起重机已成功投产，轻型岸边集装箱起重机在技术上已趋成熟，我国在研制此种设备上己处世界先进水平。将设计、建造轻型岸边集装箱起重机的工艺和技术应用到内河趸船上，组成内河浮式桥式集装箱起重机，只要关注起重机在内河趸船上运行的特殊性，建造内河浮式桥式集装箱起重机在技术上是可行的。
4.集装箱搬运装卸范例分析：
日本名古屋港无人化集装箱码头的研究开发
一、问题的起因
当前，世界个别大型国际枢纽港已开始码头无人化操作即港口自动化装卸和管理的具体实践和研究，总的来看，这些港口无一例外都是吞吐量相当大、国际中转比较多的港口。当然，人口少、薪酬高、夜间作业受限制、环境影响突出等问题也是港口引进自动化的主要动因。但是，从投入和产出的效益来看，只有充沛的货源才能抵冲自动化设备的大量投资，这是港口实现“自动化、高效率、低成本”的关键。
近年来，随着中国、韩国港口货运量的剧增，日本港口的地位日趋低下，船公司为追求高额利润，船舶大型化趋势更是有增无减。在对停泊港的严格筛选中，日本的名古屋港已开始显露出沦为地方支线港的征兆。作为支撑日本中部地区产业链的重要支柱，为满足客户对物流全过程跟踪管理的需求(SCM)，以及更好地适应船公司对码头高质量服务的期待，名古屋港只有狠下一条心，改变现有的所谓日本中部地区港口的定位，向日本“中心港”的发展方向努力。在这一转变过程中，与港口相关的所有企业、公司必须大力合作，协同推进。
二、自动化的挑战
下列情况的出现，使日本名古屋港不得不考虑引进自动化装置：
1．由于人力资源缺乏、高龄化社会的影响，招募港口一线员工非常困难，而一时又没有廉价的劳动力(比如外籍员工)来补充。
2．港口装卸需要1年365天、每天24小时不间断的作业，并要将工人从高空、不分昼夜、寒暑等极端条件下解放出来。
3．需要成倍增加的节假日加班工资。
上述因素是促使名古屋港加速码头装卸自动化的主要原因。但是在实施这一计划时，必须将现有的较为分散的集装箱码头相应地归并，比如将名古屋港现有的集装箱作业全部集中到飞岛码头，以确保自动化操作所需要的装卸量。围绕这一构想，名古屋港已开始对码头的功能设置重新布局，并向港口未来的发展方向??新世纪港口自动化操作系统发起了挑战。
名古屋港的实验计划和工作进度是：
第1阶段 第2阶段 第3阶段 完成时间（预计）
2005年12月 2008年中期 未定
泊位长 400Ｍ 800M 1050M
水深 -16M -16M -12M，-16M
岸壁桥吊外伸22列 3台 6台 8-9台
轮胎式龙门吊 12台 23台 34台
自动搬运装置 40台 60台
装卸能力 30万~35万台 70万~80万TEU 110万TEU
三、自动化工作的进展情况
第一阶段：引进轮胎式龙门吊远距离操作系统
目前海外港口的场地无人化操作大多用在轨道式龙门吊上，应该说，远距离操作系统在轨道式龙门吊上的应用比在轮胎式龙门吊上的应用精度要高，且对位准、稳定性好，自动化程序也比较容易做。但是，日本地震多，轨道容易变形，且地基工程造价高，在日本被广泛应用的机会可能不是很多。所以，实验采用了轮胎式龙门吊系统。
为提高码头装卸作业效率，1台岸壁桥吊将对应2～4台轮胎式龙门吊，一边是搬出，一边是搬进。另外，l台龙门吊左右有16个轮胎，为防止行走时跑偏及误操作，实验中最先研究的是行走系统。开发的具体过程是：
①轮胎式龙门吊无人化运营管理系统的开发
*5．0千兆赫兹无线电波的开设。当初，曾考虑使用2．4千兆赫兹通用电波，因担心公用电波受外界干扰，发生误操作的几率大，所以向无线电管理局申请了5．0 千兆赫兹。
*自动行走系统的开发。引入全自动导向系统，通过对转向齿轮的控制，每行走50毫米，可及时调控行走车轮的定向和平衡，并在150毫米范围内自动应急停止。另外，通过对行走路线及直角形态的控制，可在30毫米范围内，定位停车，以确保箱位的精确度。这些安全行走技术通过无线控制都已开发完成。
*光电控制管的运用与开发。在场地龙门吊的车身及吊具上安装了高性能的光电传感器，在起吊和放置集装箱时，通过各部位传感器的工作，及时与计算机内储存的信息进行核对、整合，确认后，便按计算机的指令程序自动操作，以实现集装箱堆场内无人化管理和运营(在与计算机内的存储信息发生差异时，吊车会自动停止工作)。
*防倾摇装置的运用与开发。在小回转的驱动中，其精度要求是非常高的，通过变频装置和液压汽缸的位置检出装置。为控制吊架起伏时发生倾摇，由变频和液压汽缸根据自动检出的调整指令，衰减倾摇振幅，确保自动装卸过程中机械动作的周期稳定。
②关于集装箱堆场平面布置系统的开发
在设计堆场平面布置的时候，首先对货运量的进出作了预测，因为它有阶段性的波动。如何让投入的自动化设备产生最大的经济效益，是集装箱码头运营中一个很重要的课题。首先，码头前沿的集装箱桥吊在与船舶的对接中，能否最大限度地发挥其能力；同时，与后方堆场上龙门吊的能力是否匹配，都需要作系统的预测。与这两者相对应的，并不是简单地增加或减少龙门吊的数量，而是要考虑这两者之间运动的同期性，同时还要考虑进入堆场内的集装箱平板挂车的机动能力，特别是外来货主的平板挂车。应根据堆场自动化控制的要求，统一规格，使三者的运动周期协调一致。
另外，考虑到货源的波动性，在非集中抵货期内，为避免场地龙门吊的无效劳动，可取消进出口箱在堆场上叠高堆存的方法(即改成单箱平放)，进行实时处理，以提高周转效率，并极力削减那些没有附加值的装卸作业。
第二阶段：引进场地龙门吊+堆场自动搬运车+外来车辆门式卸载机系统，扩大无人区域
在第一阶段工作的基础上，将进一步对港区内的物流和保管实行自动化管理，这样，不分昼夜，都能够为客户提供稳定的服务。
①关于港口无人管理区进口处的门式卸载机的开发
在实验阶段，将港区分为两个部分，一部分为有人监控区，另一部分为无人监控区。在无人监控区的进口处，将设置多台门式卸载机，将货主运抵的货箱从集卡上卸下，然后根据事先输入的程序指令，由堆场内配置的自动搬运车将货箱运至指定存放区域。这样，货主的集卡就不必在港区作任何停留。这一流程的开发，在第一阶段工作的基础上，通过远距离控制系统已完全可以做到，目前研究工作进展良好。
②关于场内自动搬运车(AGV)的开发
场内自动搬运车实际上就是场内自动平板拖车，简称AGV。也就是在上一节中所提到的将集装箱岸壁桥吊与场地轮胎式龙门吊、场内自动平板拖车的运动周期调整一致。在无人管理区域的进口处，由AGV承接外来卡车卸下来的集箱，然后由AGV直接运抵堆场，这样就可以避免由于外来车辆的进入和集装箱的搬进、搬出造成工作效率的低下。
在开发这一系统时，对AGV的行走性能、转弯时的灵敏度／应急停车、耐久性、可靠性都做了全面的考虑，前一时期已生产出1号原型机，最近，在l号机的基础上，又做出了改良型的2号机，可以说这是最终测试用的定型机。
集装箱装搬运装卸
