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铁路集装箱结点站装卸设备选型研究

时间:2017-9-25 9:33:00 来源:本网

  由于全球集装箱海运的飞速发展,近几年我国沿海港口的集装箱吞吐量年均长30%以上,集装箱码头的建设也达到了与国际接轨的水平。但是我国铁路集装箱运输的能力很低,从港口接运的集装箱不到港口吞吐量的%。随着我国改革开放的深入发展、加入世贸后国际间物流的大幅度长,铁路运输必须跟上全球集装箱化运输发展的形势,才能更好地为国民经济发展服务为此铁道部决定在十五期间建设一批集装箱结点站和相应配套工程,提高铁路集装箱运输的能力和服务水平。

  目前各铁路设计院正在进行集装箱结点站的设计重要问题,应当进行深入讨论本文分析了结点站的功能特点和结点站内的集装箱移动作业流程,提出了降低运营成本选择适用的装卸机械的观点和方法,供设计、工程、运用部门。

  2集装箱铁路运输作业流程和结点站的功能设备应服从和满足作业流程的需求,又是作业流程的组成部分。方便快捷、经济、安全地把集装箱从一个货主送达另一个货主,是运输部门的工作宗旨,也是对运输工艺流程的基本要求1宏观流程2.2结点站的功能结点站不同于铁路货场,从运输角度看它能力更强、服务更周全,业务更专业化直接发、到集装箱班列,具有每日多列集装箱装卸堆存的能力。

  集中办理集装箱运输,以结点站为中心,组织周边几十至几百公里范围货源,接纳地区箱集结和干线箱中转年到、发30万标箱以上办理公铁衔接的集装箱接取、送达,实现门到门运输。

  直接办理进出口箱的运输,设海关监管区联合办公、综合服务。货代公司入驻;海关、商检、动植物检、卫检等口岸监管机构入驻;金融服务,电子商务服务,餐饮住宿服务入驻等信息管理、交换、服务中心,用计算机对货车、集装箱进行动态管理,并与发到站,与货主,与上级主管单位及其它相关部门进行电子数据交换和信息服务。

  集装箱维护设备齐全,有洗箱修箱设备和冷藏箱的维护设施物流中心,提供拆箱、拼箱、储存配送、商贸等综合服务。

  2.3结点站内部的作业流程目前铁路货车在站内的流程有到达、调车送车、卸车装车、取车、编挂、发车等程序,结点站整列到发作业可节省大量的调整车作业,铁路站场设计人员对这些都熟悉关键是箱子在结点站内的流程,是一个新事物,应认真研究。箱子怎样从火车上到达货主手里,换装直取,是最简洁最理想的流程,箱子从火车上直接装拖车送达货主,流程如所示。

  到发线*装卸线*拖车*检查桥*货主从铁路列车到货主家(反之亦然)箱子不落地,在铁路货车和拖车之间换装;由于火车和汽车运输的不均衡性,只有极少量的箱子能实现上述换装直取流程。

  如果大批箱子都换装,需要铁路列车和公路拖车有很项目,过裕的装备必然利用率低,不经济,财力也不允许。多数货主也做不到昼夜均衡接、发箱子实际上大批的箱子必须落地堆存,才能使铁路列车和公路拖车两个系统更有效地相衔接,才能适应列车到发的不均衡性落地堆存有即卸即堆和转堆两种方式即卸即堆,落地存取,流程如所示到发线*装卸线―装卸堆场―拖车―检查桥―货主这种堆放方式使装卸和堆存两个步骤在一个“场”

  内实现,箱子移动的距离最少,因而成本消耗最少。这也是目前铁路货场的习惯做法只有个别车站运量大场地小,把箱子转移到站外的堆场,增加了转场费用和取、送箱的路程、时间,货主怨声载道。新建的结点站要获得好的经济效益,必须使箱子在货场内转移的最少、移动的距离最短,即卸即堆工艺可以满足这个要求根据畅通高效的原则,装卸线都是按整列长度设置,只需选择合适的堆存宽度即可实现即卸即堆工艺这种方式的特点是铁路货车和公路拖车在同一个“场”装卸,有时顾此失彼相互干扰,为此,要针对公、铁两方面的需求配置足够的装卸能力,对堆场合理分区并设计合理的行车路线,保证铁路货车和公路拖车双方的运输效率转堆工艺也能实现铁路与公路之间的衔接,生产秩序上公路铁路分明;与即卸即堆相比,发、到箱多了拖车装卸和水平运输作业,增大了成本,且占地面积较大。但是在港口,转堆是普遍通行的工艺。因为集装箱船的容量很大,一次可装载7000标箱(TEU),甚至可达到15000多标箱。码头泊位要连续作业装卸船,岸船相接的长度只有200~300m,岸边堆不下这么多箱子,必须转移到纵深的堆场区码头的纵深堆场一般距岸边数百米,都是由拖车转运过来码头后方几十公里范围内还有若干堆场(货运站),与港口合作,为大货主和船公司服务。

  大的富裕能力,而这两项恰是全系统占用资金最多的!理A维护方面看是必要的;从提高装卸堆场的效率方面铁路集装箱结点站也需要转堆存取工艺,把危险品箱冷藏箱,长期滞留的重箱、备用的空箱等由装卸线、装卸堆场转移到储存堆场两场之间相隔几十米即可。这些箱从总量上看是少数,然而从安全和专业管看也是有益的。

  铁路一列货车技术长度不超过1 050m,约载运100个标箱(将来实现双层装载可达200标箱),装卸线旁的箱位足够使甩如果把大量的箱子都从装卸线转出,则舍近求远增加了大量重复劳动,是不划算的。

  狭长的装卸堆场对取送箱找位不利,但实现了计算机坐标管理箱位后则不会有问题装卸线拖车货主储存堆场>拖车>检查桥洗箱区修箱区机械库搬运区加油站机修区(拖车、卡车停放场)到达区储存堆场危货箱区空箱区重箱区冷藏箱区结点站的平面布置要体现结点站的功能,满足生发600个箱子就应设一条装卸线。改造老的货场面积产工艺要求,与所在地的地理环境相协调一定的占地紧张时,变电站、办公区车库可布置在地面之下,货物面积要使堆箱容量最大,箱子移动的距离最少。有两条仓储区和搬运区车场也可考虑立体结构上述作业流程是框架式的,每一个环节如装卸火车、装卸拖车、通过检查桥等还有具体的工序工步及作业标准。

  从经济合理性来看,即卸即堆落地存取是主选方案,转堆存取可作为辅助配置装卸线和装卸机械应适应高效率大容量的装卸、堆取作业集装箱转堆为什么用拖车,用正面吊、叉车行不行,拖车是专业的水平运输设备,正面吊、叉车是专业的装卸设备正面吊、叉车虽然可负载走行,那是为装卸工艺服务少量的和短距离的水平运输可偶而为之,从经济性安全性考虑,万不可作为水平运输工具使用。

  表1主要机械性能比较表项目轨道龙门起重机轮胎龙门起重机正面吊运机动力电力内燃机内燃机购建投资中大中作业效率高较高中操作难易易较易较难司机劳动条件好较好较差故障。维修费低中高运营费用低高高噪音低高高排放有害气体无有有作业安全性好好较差机动性3选择装卸机械的条件和方法装卸能力对结点站的运行至关重要,使用什么样的装卸机械应认真比选总的原则是满足生产工艺要求,成本消耗尽量低,符合环保标准等。

  国内外港口铁路的堆场普遍使用的装卸机械是轨道式龙门起重机轮胎式龙门起重机、正面吊运机(简称轨道门吊、轮胎门吊、正面吊);也有些单位使用叉车应注意这些都是吊具式集装箱专用机丨械目前国内铁路货场普遍用单勾式起重机装卸集装箱,造成箱子大量破损,省了机械投入,却加了用箱困难和修箱支出,得不偿失。

  3.1装卸机械的性能应符合堆场的作业特性集装箱堆场按运行模式可分为两类:拣选式和整取式拣选式就是按箱型、箱种、货主、箱主、移动去向等分类堆码;取出箱子时是随机选择,在大批箱子中可能拣选其中一个。整取式是堆积魔方式大垛,取出时从外侧顺序扒取,不能也不需要特意挑选垛中的某个箱。显然在现行运输模,结点站的成百上千个集装箱不可能是同一家的,铁路结点站内的堆场,是拣选式的。为装船服务的码头、货运站堆场是整取式的铁路结点站的空箱堆场是整取式的,重箱发送区有一些整取的性质相同的发收货人,单一货物品名大批量发到的集装箱办理站,其堆场是整取式的两类堆场对装卸机械的性能要求不同,叉车、正面吊一类的装卸机械在拣选式堆场使用要大打折扣3.2定性比较几种装卸机械的特点(见表1)项目轨道龙门起重机轮胎龙门起重机正面吊运机使用年限19年以上10年实现自动化易难最难兼容10t箱较易较难场地利用率高较高低表1中评判各项性能特点只是给出了定性的概念,对于某些重要性能指标,还应该进行定量的分析。

  3.3场地堆箱利用率(以下简称场地利用率)场地利用率是满足结点站运行条件下,有效堆箱面积与占地总面积的比虽然堆箱数还与堆码层高有关,因拣选堆场不要求很多的层高,各种机械也都能作到重箱4-5层,在堆高相同的条件下,场地利用率只需比较面积利用率上:n-一场地利用率;S1一一堆箱面积(箱底面积+间隙面积);S总*总面积(堆箱面积+各通道面积)求,是公平的;再大的面积也是由单元面积组成的,所以单元面积法是普遍适用的。

  L1一一集装箱宽=2538m(含间隙);L2-一铁路装卸线宽4.88m(建限-1);L3-一拖车通道宽3.5m~ L4机械走行占用宽度:门式4m,正面吊10.通过上式计算,参照设计蓝图,上的面积利用率是很容易计算出来的但为了更简明地判断几种机械的场地利用率,可以用单元面积法来分析,选取12m宽、50m长的矩形面积,按即卸即堆方式让这几种机械在上面施展能力,计算场地利用率因为12m近似一个40ft箱的长度,故计算50m内扣除火车拖车通道剩余有几个箱宽的尺寸,即可比较出它们的场地利用率,容箱数多者场地利用率高50m长度都满足它们的作业需由此可见,轨道龙门起重机的场地利用率比正面吊运机高一倍多。计算方法及说明如下:(50-4.88-4.5-4)/2538=14.4拖车通道取4.5m宽以利拖车行走轮胎龙门起重机2=(50-拖车可借用起重机的通道行走横穿。受功率限制,轮胎龙门起重机的主梁长度均在25m以内,所以在50m长的单元面积上必须设两条装卸作业线,同时用两台起重机或用一台起重机去转场作业而轨道龙门起重机的主梁长度可达50m以上,且走轮部宽度偏小538=9.5这是不能实用的理论数字正面吊运机在拣选式货场只能堆码3排,第4排就够不到了,第二、第三排的箱重也有折扣限制。正面吊运机本身的最小转弯半径8m,加上一个箱子的宽度25m,需10. 5m的通道才能作业(拖车通道与正面吊的转弯通道共用,不另扣除)为满足拣选堆码要求,必须设两个转弯通道,这两个通道之间须有联络路径。所以正面吊运机只能堆码6个40ft箱(在单元面积上是3个40ft加6个20ft箱)另外,正面吊运机不能总以最小转弯半径作业,那会大机械摩损、降低作业效率实际生产中Z必须是整数,如有余数可留做纵向检查通道Z余数的大小有无,可在选购装卸机械时从技术参数上予以控制。

  正面吊运机单元面积堆码示意图(俯视)如所示通道箱通道装卸箱线作箱次。

  另一种布局方式是在单元面积上设两条装卸线,每条线旁各有一条机械走行通道和3个箱位,总共也是6个箱位但这种布局方式在装卸线和机构投入上都加很多,应慎重采甩3.4每箱次装卸作业成本每一个箱次的作业成本,是衡量结点站设计和运用管理水平的重要指t标成本受多种因素的影响:运量饱满程度、土建的规模和价格、机械设备的数量和价格、能源消耗数量和价格、职工人数的多少和工资水平等等本文单就不同的机械对成本的影响做分析比较。

  机械特性以外的因素、条件视为充足的,相同的(运量饱满工资相同)各种机械每一箱的作业收入是一样的,算出了成本,就算出了经济效益由表2可见不同种类机械每箱次装卸作业成本相差较大,以年到发30万标箱(作业60万次)的结点站推算,仅装卸成本即可因选用机型不同而每年相差580万元以上虽然选用的数据和计算是轮廓性的,但足以说明问题表2不同机械作业成本比较表项目轨道门吊轮胎门吊正面吊投入元购价人民币基础电源车库。油库维修费产出技术经济寿命(年)寿命期作业量(万箱次)每箱次设备费(元)每箱次能耗(元)每箱次成本(元)注:(1)每箱次成本=每箱次能耗+每箱次设备费;每箱次设备费=设备及配套投入涛命期作业箱次;寿命期作业箱次=寿命期工作日X12设备价格系根据近几年厂家投标报价估算得出(进口产品没计关税);维修费系指全寿命期的修理费用,根据铁路车站现行使用经验估算得出。

  设备寿命来自财政部对固定资产实行分类折旧的规定。轨道门吊的实际寿命还要长得多。

  表2是反映机构特性的静态的不完全成本若计算某种设备的全面成本、效益,则还应计入人工费用、银行(贷款)利率等因素,考核总收支情况4结论结点站选择何种装卸设备,都应说出理由和根据。

  从作业成本和场地利用率来看,轨道门吊有着非常明显的优势,作业成本是轮胎门吊的51%,场地利用率是正面吊的2 4倍。从环境保护角度看也是轨道门吊最妊至于灵活机动性差的问题,只要装卸线10年不搬家,这个缺点就可忽略不计铁路集装箱结点站的机械设备,应以轨道门吊为主,每条装卸线配心5台,采取既卸即堆工艺;同时配少量正面吊运机辅助使用,处理转场的集装箱空箱区配一台空箱叉车,掏装箱配一些小型的内燃叉车(燃气为佳);为搬运装卸10t箱,再配少量中型普通叉车或小型正面吊运机轨道门吊的技术参数(现有多种参数组合)应专项度3屮50m,堆高4~ 5层,吊具下额定起重能力3Q5t或61t(―次吊两个20ft箱)轨道门吊的优越性如此明显,为甚国外(主要是美国、加拿大)很多单位仍热衷于使用轮胎式门吊和正面吊,这是由于受管理体制的影响,他们的运输经营者和装卸经营者是临时契约关系,不便使用搬迁难度大的轨道式机械;再有是当地的设备价格与国内不同,例如加拿大太平洋铁路公司多伦多车站使用4台轨道门吊总价1500万加元,折合225万美元一台,比轮胎门吊和正面吊贵了3~5倍;该公司其他几十个车站都不使用轨道门吊中国铁路集装箱结点站的建设,既要学习国外的先进经验,又应结合中国的国情。结点站的装卸设备选择轨道式门吊为主型机械,有充足而坚实的根据。

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