第一章 概述
第一节 集装箱运输的发展概况
一、什么是集装箱？
集装箱（Container）是一种货物运输设备,便于使用机械装卸,可长期反复使用。也称作\货箱\或\货柜\。
二、集装箱运输方式
集装箱运输是一种先进的运输方式，它利用特制的箱体运送货物，周转快、货物损失少、运费低。集装箱化始于1966年，当时，美国海陆公司在北大西洋航线上开始使用改装的集装箱船Fairland号，从此，可以载运许多集装箱船取代了传统的班轮船舶。集装箱运输发展迅速，很快成为水路、陆路、空中运输的一种统一方式。
集装箱运输和传统的运输方法相比有以下特点：
1、最有效地提高件杂货的装卸效率。件杂货是国际贸易中进入集装箱的主要货种，现代岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）平均每小时可以作业 30～40 TEU（标箱）。每个标箱以 11t计，即每小时装卸 350～400 t。过去装卸件货多采用门座起重机或船舶吊杆，由于件杂货堆码、出舱不便等原因，生产率低，如起重量为 10 t的门座起重机每小时平均生产率只有 30～35 t。采用集装箱运输后，件杂货的装卸效率奇迹般地提高了十几倍，甚至几十倍（多机作业）。
2、保证货物在运输过程中的安全，防止货物被盗，大幅度减少甚至消灭了货损货差。用传统方式装卸件杂货，出现1％～2％的货损和货差是难免的，对于玻璃类易碎货物则高达10％以上，而集装箱运输基本消灭了令运输企业极为头痛的货损货差。现在玻璃器皿、建筑材料和各种瓶装饮料能够大量地在国际间运送，首先应归功于这种安全可靠的运输方式。件杂货在运输过程中如何防偷盗始终是运输企业面临的一大难题，而集装箱运输用“门锁＋铅封”的办法，从根本上解决了防止偷盗的问题。
3、船舶装卸实现全天候作业。过去在件杂货码头，为减少货损，作业规程规定逢雨天必须关闭舱口、停止作业。在多雨季节，不少码头几乎有 1／3的日历时间不能作业。为解决这个难题，不少专家出谋献策，但始终没有好办法。集装箱运输从根本上解决了这个问题，使件杂货装卸实现全天候作业。 4、充分利用了堆存货场面积和空间，基本取消了仓库。过去件杂货到岸后必须进入仓库，即便放在货场，也需遮盖。集装箱运输则利用原箱堆码在货场；它既可防雨，又可防盗。一般集装箱堆场可以堆码4～5个箱高，在少数国家和地区，其堆码高度高达7个箱高（国际集装箱的设计规定每箱承压为9个高），充分利用了堆场面积和空间。
5、集装箱可重复使用。运输件杂货过程必须有包装。除去产品自身的外包装以外，作为一组货物必须有成组包装。采用金属钢质的集装箱，可以多次重复使用，大大降低了包装成本。除去船公司拥有货箱以外，国际上出现了箱子租赁业即租箱公司，为开展集装箱运输提供了方便。
6、实现了门到门的运送货物。如何减少货物中间装卸环节，是提高货物运输效率、减少货损货差、降低成本的一大课题。过去国际货运由产到销的运输过程常需8～10个装卸环节（铁路货场、装车船码头、船运、入库存放，经公路或铁路运输、库场存放、进入用户工厂、仓库或实现商场售货），每个环节都要有装卸作业，需要机具和劳力，易产生货损货差，而集装箱运输由于货物始终装在特制的箱子内，由生产厂到用户，不必开箱倒载，实现了最高效率、最安全可靠的门到门运输。
7、大大降低了运输成本。如上所述，不论从节省码头建设投资还是从提高装卸运输效率来看，集装箱运输都大幅度地降低了运输成本。例如，目前从上海到美国西岸每个标准箱的运费大约为1000美元，标准箱按11t货物计，每千克货物的越洋运费仅为美元。低的越洋运输成本是促进国际贸易大发展、实现全球经济一体化的重要前提。
8、缩短了货物运输时间。集装箱运输是定点、定向、定船、定期的运输。在两港之间航线相对固定，船舶固定，到达和启程时间也固定。航运公司向世界公布各航线到达首尾港、中间港的船期和收货时间，因而可以准确预知货物启程和到达的时刻，从而最有效地计划货物的产销周期。现代集装箱船航速高达 24～28 kn，高速集装箱班轮缩短了路途时间。如从上海到美国西岸的定期集装箱班轮，每航次只需12～14天，而过去杂货船每航次约需1个半月。由于缩短了货物的路途时间，所以大大提高了资金利用率，促进商品高速周转。
三、集装箱码头
我国第一座集装箱码头，是1974年6月开始在天津新港兴建的，经过7年的建设，第一个泊位于1981年12月正式交付使用。开展集装箱运输较早还有上海、广州、青岛等港口。上海是目前我国集装箱运输量最大的港口，2004年的吞吐量达到了万TEU。下图是2004年全国港口前10名的吞吐量：
2004年 序 港名 12月 2004年1-12月累计 同比增幅% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 上海 深圳 青岛 宁波 天津 广州 厦门 大连 中山 福州 (万TEU ) (万TEU) 第二节 集装箱装卸桥的发展概况
我国集装箱装卸桥的制造开始于1978年，上海港机制造厂为天津港制造了我国的第一台装卸桥，该装卸桥的主要参数是：
轨距：16米 前伸距：35米 后伸距：米 起升高度：25米 起重量：吨
该装卸桥可以装卸800箱以下的集装箱船只（第一代）。
20世纪90年代初，世界上主要港口配备的装卸桥的起重量增加到40－45吨，起升高度增加到32米，可以接卸2000TEU以下的船只。如图：
20世纪90年代末，装卸桥的起重量增加到50吨，起升高度增加到36米，可以接卸5000TEU以下
的船只。如图：
进入21世纪后，随着超巴拿马型集装箱船只的投入运营，超巴拿马型桥吊成为世界主要港口主要设备。超巴拿马桥吊的主要参数都发生了很大的变化。起重量增加倒65－100吨，前伸距增加到65－70米，起升高度增加到38－45米。
随着集装箱船只班轮化，码头公司对装卸效率的要求越来越高，装卸桥制造厂商制造出了可以提
高装卸效率的装卸桥。
(1)双小车集装箱装卸桥：采用前后两个小车，前小车将集装箱卸到中转平台，后小车将集装箱吊装到集卡上。采用这种装卸桥，使装卸效率可以提高很多。 如图：
(2)双吊具装卸桥：采用2个伸缩的中锁可移动的双箱吊具，可以同时装卸4个20尺和2个40尺的集装箱，使装卸效率大为提高。如图：
（3）双小车双吊具装卸桥：采用前后2个小车，2个伸缩的中锁可移动的双箱吊具，理论上装卸效率可提高70％。如图：
第二章 桥吊的主要参数
岸桥的基本参数描述了岸桥的特征、能力和主要技术性能。基本参数主要包括几何尺寸、起重量、速度、控制与供电、防摇要求和生产率等。
第一节 几 何 尺寸 参 数
几何尺寸参数是表示岸桥作业范围、外形尺寸大小及限制空间的技术数据，主要有以下8个参数；
外伸 R 0 轨上／轨下起升高度 H u /H d 轨距 S 联系横梁下净空高度 C hp 后伸距 R b 门框内净宽 C wp 基距 B 岸桥（大车缓冲器端部之间）总宽 W b
此外，还有门框下横梁上表面离地高度h s、门框外档宽度W p、前大梁宽度Bb或小车总宽Bt；、梯形架顶点高度H0、仰起后岸桥总高Hs、前大梁前端点离海侧轨道中心线的水平面距离L 0、后大梁尾端离陆侧轨道中心线的水平面距离Lb、前大梁下表面离地高Hb、缓冲器安装高Sb，岸桥与船干涉限制尺寸Sf、Sh、α，以及岸桥与码头固定设施或流动设备干涉的限制尺寸C1、C2、C3、C4、C5等等。尺寸参数示意图如图3－1－1所示。
一、外伸距R 0
小车带载向着海侧运行到前终点位置时，吊具中心线离码头海侧轨道中心线之间的水平距离，称为外伸距，用R 0表示。图3－1—2为岸桥外伸距示意图。
外伸距是表示岸桥可以装卸船舶大小的主要参数。它受到船宽（甲板上集装箱排数）和层高，船的横倾角α、船舶吃水、码头前沿（岸壁至海侧轨中心线之间）的距离F．码头防碰靠垫（也称护舷）的厚度f 以及预留小车制动的安全距离等因素的影响。
岸桥的外伸距除应考虑船宽外，还应考虑船倾斜的影响，因而它与装载的集装箱层高有关。
超巴拿马型岸桥的外伸距是以能装卸超巴拿马集装箱船（宽度 m以上）为标志的。世界各国码头前沿距离F和碰靠垫厚度f各不相同，Fmin＝2m，Fmax＝ m，fmin＝ m，f max＝ m。超巴拿马型船宽从14排起至22排不等，因此，超巴拿马型岸桥的外伸距也各不相同。
通常，码头前沿F=3 m，碰靠垫f＝ m，14排箱的船宽为35m，甲板上5层箱横倾3°的增量约 m，R 0＝3＋＋（35－）＋，R 0≈40 m。目前最大外伸距达 m。
二、后伸距R b
小车带载向着陆侧运行到后终点位置时，吊具中心线离码头陆侧轨道中心线之间的水平距离，称为后伸距，用R b表示（图3－l－1）。
后伸距是按搬运和存放集装箱船的舱盖板，以及特殊情况下作为接卸车辆的一条通道或临时堆放集装箱的要求来确定的。
舱盖板沿船长方向的尺寸一般不超过14 m，以便从起重机门框立柱间（净宽一般为16～18 m）通过；沿船宽方向的尺寸为15～ m，可堆放6～7列集装箱。由于是在其中点起吊，考虑到陆侧门框陆侧边应留有上机的斜梯和行走净空宽度左右（见图3－1—1）中尺寸C4，因此最小的后伸距通常取R bmin＝14／2＋≈10m即可。考虑舱盖板宽度 m，取R bmax=12m足够。
如果考虑后伸距下作为临时堆场，则后伸距需尽可能大，一般为～27 m，甚至达到 m（只要轮压和堆场灯杆净空允许）。
三、轨距S
轨距是码头上海侧与陆侧两轨道中心线之间的水平距离。轨距越大，对起重机的稳定性越有利，轮压也可以降低。必须指出，在多数情况下，轨距大，起重机自重并不加大，因而并不增加造价。但加大了码头前沿区域的面积从而增加了投资。一般情况下，较大规模的专业化集装箱码头，宜发展大轨距，可以开辟多车道以提高装卸效率；中小码头，尤其是老码头，不宜盲目采用大轨距，而应经技术经济分析比较后确定。
目前，世界各国或地区己经形成了一些岸桥轨距系列。中国大陆、日本主要有16 m、 m、30 m 3种。中国大陆的一些合资码头也有20 m、22 m、 m（80 ft）3种。中国香港和英、美国家（如新加坡、澳大利亚、南非、欧洲大多数国家）主要有50 ft（ m）、80 ft（ m）、100ft（。）、35m4种。南美部分国家及北非大多数国家。西班牙及葡萄牙有15m、18m、20 m、22 m、27 m、31m、35m、37 m等几种。目前轨距尚无国际标准，各国、各地区甚至各码头，轨距均不统一，由各国、各地区根据不同的要求自行确定。
四、起升高度H 1.定义
起升高度H包括轨面以上起升高度hu和轨面以下起升高度hd，轨上起升高度是指吊具被提升到最高工作终点位置时，吊具转锁箱下平面离码头海侧轨顶面的垂直距离。轨下起升高度是指吊具被下降到正常终点位置时，吊具转锁箱下平面离海侧轨顶面的垂直距离，分别用符号Hu和Hd表示，如图3－1—4所示。需要注意的是。个别用户对轨上起升高度要求规定以吊具导板放下时导板下边缘至轨顶面的垂直距离为轨上起升高度。
2.轨上起升高度Hu
舱盖板沿船宽方向可以分放置1块、2块和3块舱盖板3种，如图(3－1－3a 、b）所示。
岸桥的轨上起升高度应满足在下列条件下能搬运最高层箱子到陆侧区域：
对象船处于高水位（标高值WH），轻载吃水Dm，甲板上堆箱层数视不同船型为4～7层（其中9 ft6 in超高箱层数最多取3层），船舶横倾到允许值（α），并留安全过箱高度Hα（一般取Hα=1．0～）。用代数式表示如下：
Hu＝S＋Hc＋Ha＋（Hα＋）＋Hn+ Hcv（m） 式中：S——船的甲板至码头海侧轨面高度， S= Ds－Dm－(WF-WH) Ds一一船舶的型深，m；
Dm——船舶轻载吃水（箱位上装满集装箱，甲板上堆有最高层的集装箱。据统计，
满箱平均箱重约10 t。不论单个集装箱的装载程度如何轻，船舶载重量按统计，一般情况下，可按至少为满载的50％来考虑），m；
D1——船舶满载吃水(3000 TEU以下的船，D1≤12m；3000～10000 TEU的超巴拿马
船，D1≤14 m。），m；
D2——船舶空载（不计货物，燃料，压载水，淡水、船员、粮食等重量，仅计船舶本
身的全部重量）吃水，可查对象船资料。
WF一一码头海侧轨道顶面的标高（WF随码头条件不同而不同），m； WH一一码头前沿水域的高水位标高，m； Hn——舱口高度，m； Hcv一一舱盖板高度，m；
Hc——舱盖板上集装箱的堆放总高度（Hc＝；＋，堆放高度为Hc＋ m（一层箱高）， 其中：n2为甲板上9 ft6 in箱的层数，一般甲板上总层数为5层以内时，n2取2层；甲板上总层数为6层以上时，n2取3。按实际对象船确定。n1为甲板上除9 ft 6 in箱以外标准箱的层数），m；
Hα一一船舶横倾到允许值（α）时，最外侧箱子的升高量：
Hα＝1/2Bstg[α] （m） 式中：Bs一一船舶的型宽，m； Ha－－安全过箱高度，一般取hα＝～；
H－般应圆整到的整数倍，英制时为英尺的整数值。
此外，还应校核当吊具伸开到最大值（45 ft），在吊具横倾、导板放下时吊具导板下缘可否通过顶层箱。
应该指出，轨上起升高度越大，岸桥适应能力越强。但均应以满足对象船在经常条件下能正常作业为准，而不能盲目认为轨上起升高度越高越好。因为不适当地增大轨上起升高度，不仅增加了起重机的整机高度和重心高度，降低了稳定性，增加了轮压，而且高度增加了，不利于司机对箱而影响作业效率。因此，必须合理确定轨上起升高度。
3.轨下起升高度Hd
岸桥的轨下起升高度受码头标高、潮差、码头前沿水深、对象船的装载特性等诸多因素的影响，一般在12～15 m之间。此值取富裕一些对设计制造影响不大，只需要适当增加卷筒容绳量。Hd可按下述估算方法：即估算码头轨顶平面到港池底高度，减去船底距港池底安全距离～lm，再减去船底至舱底的高度（一般为2m），再减去一个最大箱高。设港池底到轨面高度为y则
Hd＝y－（～1）一2—（m）
五、联系横梁下的净空高度
桥吊知识
