三峽樞紐白洋港疏港鐵路車船直取模式的建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

謝鵬 陳輝 周志立

摘要：三峽樞紐白洋港疏港鐵路通過(guò)將鐵路引入碼頭平臺(tái)，打通鐵水運(yùn)輸“最后一公里”;同步研發(fā)鐵水聯(lián)運(yùn)信息集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵路和港口信息互通共享、鐵水聯(lián)運(yùn)全程作業(yè)統(tǒng)一調(diào)度。設(shè)計(jì)采用了車船直取的交接模式、鐵水聯(lián)運(yùn)的信息模式、智能牽引的定位模式、利用既有碼頭的建設(shè)模式、臨江橋墩整體防撞模式等主要關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：白洋港疏港鐵路;車船直取;鐵水聯(lián)運(yùn);智能牽引;利用既有碼頭;臨江橋墩整體防撞

中圖分類號(hào)：U65? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）03-0122-03

1概述

三峽樞紐白洋港疏港鐵路是交通強(qiáng)國(guó)湖北現(xiàn)代內(nèi)河航運(yùn)試點(diǎn)項(xiàng)目，也是第三批國(guó)家多式聯(lián)運(yùn)示范工程支撐性項(xiàng)目和首批港口型國(guó)家物流樞紐核心項(xiàng)目。本項(xiàng)目鐵路從紫云鐵路沙灣站接出，引入白洋港一期1#-4#泊位，線路全長(zhǎng)2.11公里。項(xiàng)目通過(guò)將疏港鐵路引入碼頭平臺(tái)，打通鐵水運(yùn)輸“最后一公里”;同步研發(fā)鐵水聯(lián)運(yùn)信息集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵路和港口信息互通共享、鐵水聯(lián)運(yùn)全程作業(yè)統(tǒng)一調(diào)度。

2設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1車船直取交接模式

根據(jù)白洋港總體布置，為實(shí)現(xiàn)水鐵聯(lián)運(yùn)無(wú)縫銜接，考慮裝卸場(chǎng)不單獨(dú)設(shè)計(jì)堆場(chǎng)，而是直接利用白洋港一期棧橋28m 寬碼頭平臺(tái)，在既有棧橋10.5m 間距門機(jī)走行軌之間設(shè)1條盡頭式裝卸線，裝卸有效長(zhǎng)200m，棧橋鋪軌長(zhǎng)度416m，裝卸線覆蓋海關(guān)監(jiān)管區(qū)范圍內(nèi)的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)泊位。為了提高集裝箱裝卸效率，裝卸線尾部一臺(tái)設(shè)電動(dòng)齒軌牽引小車，用于裝卸作業(yè)時(shí)集裝箱平板車移動(dòng)對(duì)位，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)泊位集裝箱可以通過(guò)岸橋?qū)崿F(xiàn)車船直取。本項(xiàng)目采用車船直取的交接模式，將鐵路引入碼頭前沿，解決了既有鐵水聯(lián)運(yùn)模式仍然需要利用集卡完成集裝箱換裝的局限性，減少了1次集裝箱換裝作業(yè)過(guò)程，降低了集裝箱聯(lián)運(yùn)駁接轉(zhuǎn)運(yùn)成本，克服了傳統(tǒng)堆場(chǎng)堆存模式下集裝箱堆存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

2.2鐵水聯(lián)運(yùn)的信息模式

針對(duì)當(dāng)前疏港鐵路專用線信息共享程度低、溝通協(xié)調(diào)機(jī)制不暢情況，基于白洋港港口現(xiàn)有水運(yùn)集裝箱裝卸鐵路車輛作業(yè)現(xiàn)狀，本項(xiàng)目研發(fā)白洋港鐵水聯(lián)運(yùn)綜合信息平臺(tái)，主要分為兩大功能：一是打通鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)與港口集管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)和共享;二是對(duì)于港口齒軌車作業(yè)的監(jiān)控調(diào)度管理。

系統(tǒng)總體架構(gòu)按功能邏輯層次劃分為現(xiàn)場(chǎng)層、平臺(tái)層、信息層三層結(jié)構(gòu)。其中信息層屬于系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層面，現(xiàn)場(chǎng)層、平臺(tái)層屬于系統(tǒng)的執(zhí)行層面。各功能層級(jí)相互獨(dú)立且相互關(guān)聯(lián)，基于白洋港棧橋現(xiàn)有物理設(shè)施條件，打造設(shè)備智能化升級(jí)，通過(guò)軟件手段支撐，提高集裝箱裝卸作業(yè)的高效性，執(zhí)行層面做到現(xiàn)場(chǎng)智能精準(zhǔn)操作、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，業(yè)務(wù)層面對(duì)集裝箱裝卸作業(yè)靈活定制計(jì)劃并信息化管控。

2.3智能牽引的定位模式

目前白洋港采用傳統(tǒng)方式，主要定位依靠集卡司機(jī)通過(guò)個(gè)人目測(cè)和前后反復(fù)移動(dòng)岸橋來(lái)完成集卡與吊具的對(duì)位。該對(duì)位方式存在降低集裝箱裝卸效率、增加司機(jī)的操作難度、吊具、集裝箱與集卡間的碰撞造成設(shè)備損壞等諸多安全隱患。

本項(xiàng)目研發(fā)智能齒軌小車，采用 GPS、北斗、雷達(dá)定位、視頻識(shí)別等多重技術(shù)，實(shí)現(xiàn)岸橋與列車的協(xié)同作業(yè)，減少岸橋縱向移動(dòng)，提高集裝箱裝卸效率。采用齒輪牽引車來(lái)牽引集裝箱平車，牽引車采用齒輪定位，電力牽引，可實(shí)現(xiàn)車列的快速啟停，定位精度200mm，滿足配合岸橋在50s 完成一個(gè)集裝箱平車移步定位的需求。同時(shí)牽引車自帶車載控制系統(tǒng)，可輔助司機(jī)進(jìn)行車輛駕駛。也可采用現(xiàn)場(chǎng)遙控或者遠(yuǎn)程（控制室）操控的方式控制牽引車運(yùn)行。

2.4利用既有碼頭的建設(shè)模式

設(shè)計(jì)對(duì)既有碼頭改造升級(jí)，在既有碼頭岸橋走行軌間靠江側(cè)增設(shè)1條鐵路裝卸線，鐵路裝卸線下設(shè)置軌道梁。該改造方案既保證了鐵路引入碼頭平臺(tái)，又減小了對(duì)既有碼頭的影響。主要實(shí)施步驟如下：

（1）列車軌道布置在3#縱梁與4#縱梁之間，拆除現(xiàn)有3#縱梁與4#縱梁之間的400mm 厚現(xiàn)澆面板及預(yù)制面板。

（2）澆筑兩條長(zhǎng)約416m，高1800mm 的列車軌道梁（π型梁）。（為避免施工時(shí)破壞已建橫梁鋼筋，對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)安全造成影響，施工時(shí)應(yīng)先探測(cè)已建橫梁鋼筋布置情況，再在已建橫梁上鉆孔、植筋、搭設(shè)模板、澆筑軌道梁，需專業(yè)加固人員實(shí)施。）

（3）現(xiàn)澆上部400mm 面板及軌道槽。

（4）鋪設(shè)鐵路鋼軌和牽引車鋼齒條。

2.5臨江橋墩整體防撞模式

本工程涉水段位于長(zhǎng)江中游白洋水道左岸，為白洋港區(qū)一期棧橋與上游堆場(chǎng)平臺(tái)之間連接的弧線段，該工程段屬于四清閘鐵路大橋段（DK1+312.215～ DK1+693.715）的一部分，長(zhǎng)度約135m。大橋建成后，受橋區(qū)通航環(huán)境的影響，大橋水中墩（24#-32#橋墩）均存在一定船撞潛在風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合四清閘大橋橋型圖及通航環(huán)境，選取橋墩撞擊的關(guān)鍵性參數(shù)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，計(jì)算出24#-32#橋墩無(wú)防撞設(shè)施受通航船舶撞擊年頻率大約為0.005次/年、年撞損概率均大于1.0×10-4。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式及有限元模擬仿真計(jì)算，計(jì)算出5000t 船舶，在撞擊速度2.3m/s 的情況下，橫橋向船舶撞擊力為7.4MN。該防撞材料采用浮式鋼復(fù)合材料柔性消能，研究了附著整體式和附著局部式等方案。因附著整體式方案具有可隨水位變化、大幅降低船撞力、改變船舶撞擊方向、耐腐蝕等特點(diǎn)，故推薦采用附著整體式方案。

3結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)該項(xiàng)目的車船直取的交接模式、鐵水聯(lián)運(yùn)的信息模式、智能牽引的定位模式、利用既有碼頭的建設(shè)模式、臨江橋墩整體防撞模式等主要關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，研究成果可為后續(xù)工程提供借鑒和參考。

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