CN114249136A - 多空间综合利用自动化集装箱码头及装卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多空间综合利用自动化集装箱码头，包括：码头本体，其包括多个第一支柱、第一平层、多个第二支柱、第二平层；第一平层一侧设有横向轨道和纵向轨道，第二平层上设有集装箱堆场和吊装装置；多个子母车，母车滑动设置于横向轨道上，子车可拆卸设置于母车上，车轨与纵向轨道对接，子车滑动设置于纵向轨道上。本发明具有高效快速在集装箱堆场内转移集装箱的有益效果。提供一种装卸方法，包括以下步骤：将集装箱转移至子车上，驱动母车沿横向轨道移动至预设位置，车轨与预设位置处的纵向轨道对接，并且将子车解锁，驱动子车脱离母车沿纵向轨道移动至目标位置，吊装装置将集装箱吊移至目标堆放位置。本方法具有转移高效快捷的有益效果。

Description

多空间综合利用自动化集装箱码头及装卸方法

技术领域

本发明涉及集装箱码头装卸技术领域。更具体地说，本发明涉及一种多空间综合利用自动化集装箱码头及装卸方法。

背景技术

现有的自动化集装箱码头水平运输一般采用轮胎式车辆，自动化及导航定位技术难度较大且成本较高，水平运输通道多，单位面积的有效堆存量不高；平面上采用单层摊大饼式的空间形态，占用土地及河海资源多且有效利用率低，需要在河海滩涂进行大面积回填，对生态环境的影响较大。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多空间综合利用自动化集装箱码头，可以高效快速在集装箱堆场内转移集装箱，空间利用合理，且对生态环境的影响小。

提供一种基于多空间综合利用自动化集装箱码头的装卸方法，可以同时高效循环装卸，装卸效率高。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多空间综合利用自动化集装箱码头，包括：

码头本体，其包括多个第一支柱、设置于所述第一支柱上的第一平层、设置于所述第一平层上的多个第二支柱、设置于所述第二支柱上的第二平层；

其中，所述第一平层上靠近海边的一侧设有横向轨道，所述吊装装置将所述集装箱吊移至目标堆放位置；

所述第二平层上设有集装箱堆场和吊装装置，所述集装箱堆场包括间隔设置的多个纵向堆放单元组成，位于相邻两个纵向堆放单元之间均开设有供所述吊装装置的吊具上下穿梭的多个贯通孔，所述贯通孔的尺寸大于集装箱的尺寸，所述贯通孔位于所述纵向轨道正上方；

多个子母车，所述子母车的母车滑动设置于所述横向轨道上，所述子母车的子车可拆卸设置于所述母车上，所述母车上设有车轨，所述车轨平行于所述纵向轨道，并且位于同一水平面上，其中，当所述母车移动至预设位置时，所述车轨与所述纵向轨道对接，并且当所述子车脱离所述母车后，所述子车滑动设置于所述纵向轨道上。

优选的是，还包括多个第三支柱，多个第三支柱设置于所述第二平层上，所述第三支柱上设有第三平层，所述第三平层上设有分布式太阳能光伏发电装置和花园。

优选的是，所述二平层为纵横交错形成的网格状的水平的支撑结构，其中，位于所述纵向轨道正上方的一列网格形成所述贯通孔。

优选的是，所述第二平层靠近岸边的一侧设有后方陆侧交互区，所述后方陆侧交互区上设有连接所述第一平层的进出匝道。

优选的是，所述吊装装置为多个轨道龙门吊，每个纵向堆放单元沿纵向间隔分为多个堆放区，位于同一横向方向上的多个堆放区为一个箱区，每个箱区的两侧设有所述轨道龙门吊，所述轨道龙门吊的轨道方向平行于所述横向轨道。

优选的是，所述轨道龙门吊的轨下起升高度8m，轨上起升高度18.4～21.2m，轨距为20～46.5m。

优选的是，所述轨道龙门吊为无悬臂轨道吊，其中，位于靠近陆地一侧的箱区的轨道龙门吊为单悬臂轨道吊。

优选的是，还包括多个集装箱装卸桥，所述集装箱装卸桥设置于所述第一平层上，并且位于所述横向轨道外侧。

提供一种基于上述多空间综合利用自动化集装箱码头的装卸方法，包括以下步骤：

将集装箱从船上转移至所述子车上，驱动所述母车沿所述横向轨道移动至预设位置，所述车轨与预设位置处的纵向轨道对接，并且将所述子车从所述母车上解锁，驱动所述子车脱离所述母车，并且沿所述纵向轨道移动至目标位置，所述吊装装置将所述集装箱吊移至目标堆放位置。

优选的是，还包括以下步骤：

将集装箱从纵向堆放单元转移至所述子车上，驱动所述子车沿所述纵向轨道移动到所述横向轨道处，当所述车轨与所述横向轨道对接时，驱动所述子车继续移动至所述车轨上，并且将所述子车锁紧于所述母车上，然后驱动所述母车沿所述横向轨道移动至目标位置。

本发明至少包括以下有益效果：本发明的多空间综合利用自动化集装箱码头可以实现高效快速在集装箱堆场内转移集装箱，以及采用多个第一支柱支撑第一平层，与原地面可构成透空式空间，不需要进行江海滩涂的回填，保护了江海生态及环境。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案的所述码头的靠海侧的局部侧面结构示意图；

图2为本发明的其中一种技术方案的所述码头的靠陆侧的局部侧面结构示意图；

图3为本发明的其中一种技术方案的所述第二平层的局部俯示图；

图4为本发明的其中一种技术方案的所述子母车的细节图；

图5为本发明的其中一种技术方案的所述纵向堆放单元的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种多空间综合利用自动化集装箱码头，包括：

码头本体1，其包括多个第一支柱11、设置于所述第一支柱11上的第一平层12、设置于所述第一平层12上的多个第二支柱13、设置于所述第二支柱13上的第二平层14；

其中，所述第一平层12上靠近海边的一侧(集装箱装卸桥10陆侧轨后侧)设有横向轨道2，所述第一平层12上设有水平垂直于所述横向轨道2的纵向轨道4；

所述第二平层14上设有集装箱堆场3和吊装装置9，所述集装箱堆场3包括间隔设置的多个纵向堆放单元组成，位于相邻两个纵向堆放单元之间均开设有供所述吊装装置9的吊具上下穿梭的贯通孔，所述贯通孔的尺寸大于集装箱103的尺寸，所述贯通孔位于所述纵向轨道4正上方；

多个子母车5，所述子母车5的母车51滑动设置于所述横向轨道2上，所述子母车5的子车52可拆卸设置于所述母车51上，所述母车51上设有车轨，所述车轨平行于所述纵向轨道4，并且位于同一水平面上，其中，当所述母车51移动至预设位置时，所述车轨与所述纵向轨道4对接，并且当所述子车52脱离所述母车51后，所述子车52滑动设置于所述纵向轨道4上。

在上述技术方案中，当有集装箱103需要存放在码头时，可以在靠近海边的一侧将集装箱103从船100上卸下，并转移放置子车52上，启动母车51，母车51沿横向轨道2移动至集装箱103被安排放置的纵向堆放单元两侧的纵向轨道4处，当车轨与纵向轨道4对接后，可以将子车52从母车51上解开，然后启动子车52，使子车52沿纵向轨道4移动至该集装箱103被安排放置的纵向堆放单元的位置处，即完成了集装箱103快速精准的在纵向堆放单元的移动运输，转动速度快，效率高。

码头本体1采用多个第一支柱11支撑第一平层12，与原地面可构成透空式空间，不需要进行江海滩涂的回填，保护了江海生态及环境，第一支柱11插入海水200底部固定。第一平层12提供横向轨道2的安装位置，其中第一支柱11和第二支柱13均采用桩基结构，承重可靠，工艺成熟。

子母车5是穿梭车的一种，可以在固定的轨道上运行，可以对其控制系统进行设置，母车51由钢制车轮、桁架式车体、车轮驱动系统、通信及定位系统、滑线供电系统等组成，其上布置有子车52，子车52组成与母车51基本相同，也是由钢制车轮、桁架式车体、车轮驱动系统、通信及定位系统、滑线供电系统等组成，子车52与母车51的行走方向相互垂直，桁架式车体结构可满足载1个20英尺集装箱103、或者2个20英尺集装箱103，或者1个40英尺集装箱103，或者1个45英尺集装箱103。母车51整体长度约13.5m，宽度约2.5m，高度约为1.2～1.5m。母车51箱体两端高，中间低，子车52充分利用母车51箱体结构形成的内部空间，形成嵌入式一体结构的子母车5组合体。子母车5通信和定位设置方法属于现有技术，在此不再赘述，在本技术方案中，设置母车51沿横向轨道2移动，子车52沿纵向轨道4移动。实现将集装箱103从横向轨道2移动至纵向堆放单元处，为集装箱103存放做好准备，或者从纵向堆放单元31移动至横向轨道2，为装船运输做好准备。

在另一种技术方案中，还包括多个第三支柱15，多个第三支柱15设置于所述第二平层14上，所述第三支柱15上设有第三平层16，所述第三平层16上设有分布式太阳能光伏发电装置6和花园7。

在上述技术方案中，在第二平层14上方设置了第三平层16，用于设置分布式太阳能光伏发电装置6和花园7，可以充分利用空间。

在另一种技术方案中，所述第二平层14为纵横交错形成的网格状的水平的支撑结构，其中，位于所述纵向轨道4正上方的一列网格形成所述贯通孔。由于集装箱103具有钢结构的箱脚，体积大，因此，不需要浇注水泥面层，只建设网络状支撑结构即可可靠稳定的支撑集装箱103，可以节约建设成本和建设时间，并支撑结构通常采用钢结构。

所述第二平层14靠近岸边的一侧设有后方陆侧交互区8，所述后方陆侧交互区8上设有连接所述第一平层12的进出匝道。用于从集装箱堆场3将集装箱103交互至运输出港的车辆上。

在另一种技术方案中，所述吊装装置9为多个轨道龙门吊，每个纵向堆放单元沿纵向间隔分为多个堆放区，位于同一横向方向上的多个堆放区为一个箱区，每个箱区的两侧上方设有所述轨道龙门吊，所述轨道龙门吊的轨道方向平行于所述横向轨道2。

在上述技术方案中，第二平层14被划分为多个堆放区，并且进行列和排的设置，然后通过轨道龙门吊将集装箱103从子车52上转移到堆放区堆放，或者从堆放区取出集装箱103转移至子车52上。

在另一种技术方案中，所述轨道龙门吊的轨下起升高度8m，轨上起升高度18.4～21.2m，轨距为20～46.5m。按照现有集装箱103的尺寸进行设置，有利于集装箱103的合理放置。

在另一种技术方案中，所述轨道龙门吊为无悬臂轨道吊，其中，位于靠近陆地一侧的箱区的轨道龙门吊为单悬臂轨道吊。采用无悬臂轨道吊可以节约其占地空间，使各相邻无悬臂轨道吊衔接紧密，而靠近陆地一侧的箱区的轨道龙门吊为单悬臂轨道吊，有利于其将来往需要停放的车辆转移至第一平层12，进行停放。

在另一种技术方案中，还包括多个集装箱装卸桥10，所述集装箱装卸桥10设置于所述第一平层12上，并且位于所述横向轨道2外侧。集装箱装卸桥10是用于将船100上的集装箱103转移至位于横向轨道2时的子车52上，或者将子车52上的集装箱103转移至船100上，实现集装箱103的装和卸。

提供一种多空间综合利用自动化集装箱码头的装卸方法，包括以下步骤：

将集装箱103从船100上转移至所述子车52上，驱动所述母车51沿所述横向轨道2移动至预设位置，所述车轨与预设位置处的纵向轨道4对接，并且将所述子车52从所述母车51上解锁，驱动所述子车52脱离所述母车51，并且沿所述纵向轨道4移动至目标位置，所述吊装装置9将所述集装箱103吊移至目标堆放位置。

将集装箱103从纵向堆放单元转移至所述子车52上，驱动所述子车52沿所述纵向轨道4移动到所述横向轨道2处，当所述车轨与所述横向轨道2对接时，驱动所述子车52继续移动至所述车轨上，并且将所述子车52锁紧于所述母车51上，然后驱动所述母车51沿所述横向轨道2移动至目标位置。

可以实现集装箱103的自动转移，从而提高装卸效率。

<实施例>

本实施例的一种多空间综合利用自动化集装箱码头及装卸方法，包括码头本体1及其前沿作业地带(靠近海边的一侧)布置在第一平层12，前沿作业地带用于与船100的交互，并设置一定数量的集装箱装卸桥；

横向轨道2、纵向轨道4及其子母车5布置在第一平层12；横向轨道2紧邻码头本体1的前沿作业地带后方，子母车5在横向轨道2上运行；纵向轨道4垂直横向轨道2布置，并且与横向轨道2无缝连接，第二平层14采用梁结构形成网格状，并且沿纵向的梁结构之间形成上下贯通的贯通孔，供布置在第二平层14上的吊装装置9的吊具上下穿梭作业，，子车52可以在纵向轨道4上运行；

第一平层12空间净空高度由子车52的装卸作业的空间要求确定，一般地，子车52的净高由“子车52的高度+集装箱103高度+安全超高”确定，子车52的净宽由子车52的装卸作业要求确定，一般地，等于“子车52的长度或集装箱103长度的大值+安全超宽值”，约为15m；

横向轨道2轨距约在1.5～2.5m之间并与集装箱103及子母车5宽度相匹配。母车51上设有与横向轨道2垂直的供子车52运行的轨道，轨距约在10m左右。子母车5的数量及运行速度应根据装卸作业确定，一般地，运行速度在100～200m/min之间，其配置数量应不少于集装箱103的集装箱装卸桥10的数量；

纵向轨道4的轨面高度与横向轨道2子母车5的子车52的轨道的轨面高度相同，轨距与子车52的车轨的轨距相匹配，约为10m。子车52的数量及运行速度应根据装卸作业确定，一般地，运行速度在100～300m/min之间，其配置数量应不少于集装箱装卸桥10的数量；

集装箱堆场3布置在第二平层14，设置有轨道龙门吊(吊装装置9)、消防通道101及后方陆侧交互区8平台；

每个箱区宽度根据使用要求确定，一般地，两个纵向轨道4之间堆放6～15排箱、宽度约20～46.5m之间；

轨道龙门吊架设于第二平层14上，平行于横向轨道2行走。轨道龙门吊采用无悬臂轨道吊，最后一个箱区需与后方陆侧(即靠近岸边的一侧)交互区相接，可以采用单悬臂轨道吊，轨道龙门吊的轨距一般采用跨6～15排集装箱103，约为20～46.5m，轨下起升高度8m，轨上起升高度18.4～21.2m。

设置第三平层16，在第三平层16上建设分布式太阳能发电装置和花园7；

支撑第一平层12、第二平层14、第三平层16的结构均采用桩基结构，第一平层12与原地形面可构成透空式空间，不需要进行江海滩涂的回填，保护了江海生态及环境；

本发明实施的多层空间，可以非常方便地将多层空间从物理上进行分离，方便自动化集装箱103装卸、分布式太阳能光伏发电装置6、空中花园7的运作，不会相互干扰。

根据作业具体情况，可以将前沿作业地带的装卸船作业部分区域与其他区域以封闭围网分开形成两个单独的封闭区域，以利于自动化码头无人化运作。

在非封闭区域，可以用于超限特种箱的运输，即在第一平层12凸出于第二平层14设置超限特种箱的运输通道102，从而可以将不能实现自动化装卸堆存的超限特种集装箱和危险品集装箱由传统集卡拖车运输至封闭区域外，实现超限特种箱和危险品集装箱的转移。

在第二平层14的集装箱堆场3内预留一定数量的环绕布置的应急消防通道101，当发生火灾等紧急情况时，将正常的生产装卸终止，可以进行有效的疏散和便于消防车辆迅速抵达和扑救；

在第一平层12的出口设置在后方陆侧(即靠近岸边的一侧)，在第二平层14上设置连接第一平层12的进出匝道，并且与第一平层12的出口错开设置，不会相互干扰。

基于多空间综合利用自动化集装箱码头的装卸方法，包括以下步骤：

S1、卸船和装船，卸船时，集装箱装卸桥10将集装箱103从船100上卸下至已在横向轨道2上的子母车5的子车52上(同时，该集装箱装卸桥10相应进入下一个工作循环)。该子母车5运行至与相应的纵向轨道4对接，载于其上的子车52解锁，进入纵向轨道4，即进入集装箱堆场3，然后与轨道龙门吊交互，子车52回至母车51(同时子母车5进入下一个工作循环)；集装箱堆场3内的轨道龙门吊运行至相应箱区落箱。此时即进入下一个工作循环；装船与上述过程相反。

S2、集装箱集港疏港装卸

S21、集港时，港外集卡载箱从后方集疏运通道通过智能闸口进入第二平层14的陆侧交互区(靠近岸边的一侧)，由最后一个箱区的单悬臂轨道吊起集装箱103交互至纵向轨道4上的子车52上，子车52载箱运行至堆场目标箱区，再由目标箱区的轨道龙门吊起吊至指定箱位。港外集卡卸箱后从后方集疏运通道离开港区；

S22、疏港方法为集港方法的反过程；

集装箱103的装卸船采用立体装卸(即边装边卸)的方法进行，在集装箱船100舶到港前，由轨道龙门吊将需要装船的全部或大部分集装箱103整理至纵向轨道4上的子车52作业通道的堆场上方或周边，当卸船至满足一定条件时，进行立体装卸作业。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，包括：

码头本体，其包括多个第一支柱、设置于所述第一支柱上的第一平层、设置于所述第一平层上的多个第二支柱、设置于所述第二支柱上的第二平层；

其中，所述第一平层上靠近海边的一侧设有横向轨道，所述第一平层上设有水平垂直于所述横向轨道的纵向轨道；

所述第二平层上设有集装箱堆场和吊装装置，所述集装箱堆场包括间隔设置的多个纵向堆放单元组成，位于相邻两个纵向堆放单元之间均开设有供所述吊装装置的吊具上下穿梭的多个贯通孔，所述贯通孔的尺寸大于集装箱的尺寸，所述贯通孔位于所述纵向轨道正上方；

多个子母车，所述子母车的母车滑动设置于所述横向轨道上，所述子母车的子车可拆卸设置于所述母车上，所述母车上设有车轨，所述车轨平行于所述纵向轨道，并且位于同一水平面上，其中，当所述母车移动至预设位置时，所述车轨与所述纵向轨道对接，并且当所述子车脱离所述母车后，所述子车滑动设置于所述纵向轨道上。

2.如权利要求1所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，还包括多个第三支柱，多个第三支柱设置于所述第二平层上，所述第三支柱上设有第三平层，所述第三平层上设有分布式太阳能光伏发电装置和花园。

3.如权利要求2所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，所述第二平层为纵横交错形成的网格状的水平的支撑结构，其中，位于所述纵向轨道正上方的一列网格形成所述贯通孔。

4.如权利要求1所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，所述第二平层靠近岸边的一侧设有后方陆侧交互区，所述后方陆侧交互区上设有连接所述第一平层的进出匝道。

5.如权利要求1所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，所述吊装装置为多个轨道龙门吊，每个纵向堆放单元沿纵向间隔分为多个堆放区，位于同一横向方向上的多个堆放区为一个箱区，每个箱区的两侧设有所述轨道龙门吊，所述轨道龙门吊的轨道方向平行于所述横向轨道。

6.如权利要求5所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，所述轨道龙门吊的轨下起升高度8m，轨上起升高度18.4～21.2m，轨距为20～46.5m。

7.如权利要求5所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，所述轨道龙门吊为无悬臂轨道吊，其中，位于靠近陆地一侧的箱区的轨道龙门吊为单悬臂轨道吊。

8.如权利要求1所述的多空间综合利用自动化集装箱码头，其特征在于，还包括多个集装箱装卸桥，所述集装箱装卸桥设置于所述第一平层上，并且位于所述横向轨道外侧。

9.基于权利要求1～8任一项所述的多空间综合利用自动化集装箱码头的装卸方法，其特征在于，包括以下步骤：

将集装箱从船上转移至所述子车上，驱动所述母车沿所述横向轨道移动至预设位置，所述车轨与预设位置处的纵向轨道对接，并且将所述子车从所述母车上解锁，驱动所述子车脱离所述母车，并且沿所述纵向轨道移动至目标位置，所述吊装装置将所述集装箱吊移至目标堆放位置。

10.如权利要求9所述的装卸方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将集装箱从纵向堆放单元转移至所述子车上，驱动所述子车沿所述纵向轨道移动到所述横向轨道处，当所述车轨与所述横向轨道对接时，驱动所述子车继续移动至所述车轨上，并且将所述子车锁紧于所述母车上，然后驱动所述母车沿所述横向轨道移动至目标位置。

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