三峽樞紐白洋港疏港鐵路車船直取模式的建設關鍵技術

謝鵬 陳輝 周志立

摘要：三峽樞紐白洋港疏港鐵路通過將鐵路引入碼頭平臺，打通鐵水運輸“最后一公里”;同步研發鐵水聯運信息集成系統，實現鐵路和港口信息互通共享、鐵水聯運全程作業統一調度。設計采用了車船直取的交接模式、鐵水聯運的信息模式、智能牽引的定位模式、利用既有碼頭的建設模式、臨江橋墩整體防撞模式等主要關鍵技術。

關鍵詞：白洋港疏港鐵路;車船直取;鐵水聯運;智能牽引;利用既有碼頭;臨江橋墩整體防撞

中圖分類號：U65? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1006—7973（2022）03-0122-03

1概述

三峽樞紐白洋港疏港鐵路是交通強國湖北現代內河航運試點項目，也是第三批國家多式聯運示范工程支撐性項目和首批港口型國家物流樞紐核心項目。本項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2.11公里。項目通過將疏港鐵路引入碼頭平臺，打通鐵水運輸“最后一公里”;同步研發鐵水聯運信息集成系統，實現鐵路和港口信息互通共享、鐵水聯運全程作業統一調度。

2設計關鍵技術

2.1車船直取交接模式

根據白洋港總體布置，為實現水鐵聯運無縫銜接，考慮裝卸場不單獨設計堆場，而是直接利用白洋港一期棧橋28m 寬碼頭平臺，在既有棧橋10.5m 間距門機走行軌之間設1條盡頭式裝卸線，裝卸有效長200m，棧橋鋪軌長度416m，裝卸線覆蓋海關監管區范圍內的1號、2號、3號、4號泊位。為了提高集裝箱裝卸效率，裝卸線尾部一臺設電動齒軌牽引小車，用于裝卸作業時集裝箱平板車移動對位，1號、2號、3號、4號泊位集裝箱可以通過岸橋實現車船直取。本項目采用車船直取的交接模式，將鐵路引入碼頭前沿，解決了既有鐵水聯運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次集裝箱換裝作業過程，降低了集裝箱聯運駁接轉運成本，克服了傳統堆場堆存模式下集裝箱堆存時間過長的問題。

2.2鐵水聯運的信息模式

針對當前疏港鐵路專用線信息共享程度低、溝通協調機制不暢情況，基于白洋港港口現有水運集裝箱裝卸鐵路車輛作業現狀，本項目研發白洋港鐵水聯運綜合信息平臺，主要分為兩大功能：一是打通鐵路貨運系統與港口集管系統的數據通道，實現業務數據的中轉和共享;二是對于港口齒軌車作業的監控調度管理。

系統總體架構按功能邏輯層次劃分為現場層、平臺層、信息層三層結構。其中信息層屬于系統的業務層面，現場層、平臺層屬于系統的執行層面。各功能層級相互獨立且相互關聯，基于白洋港棧橋現有物理設施條件，打造設備智能化升級，通過軟件手段支撐，提高集裝箱裝卸作業的高效性，執行層面做到現場智能精準操作、現場過程實時監控預警，業務層面對集裝箱裝卸作業靈活定制計劃并信息化管控。

2.3智能牽引的定位模式

目前白洋港采用傳統方式，主要定位依靠集卡司機通過個人目測和前后反復移動岸橋來完成集卡與吊具的對位。該對位方式存在降低集裝箱裝卸效率、增加司機的操作難度、吊具、集裝箱與集卡間的碰撞造成設備損壞等諸多安全隱患。

本項目研發智能齒軌小車，采用 GPS、北斗、雷達定位、視頻識別等多重技術，實現岸橋與列車的協同作業，減少岸橋縱向移動，提高集裝箱裝卸效率。采用齒輪牽引車來牽引集裝箱平車，牽引車采用齒輪定位，電力牽引，可實現車列的快速啟停，定位精度200mm，滿足配合岸橋在50s 完成一個集裝箱平車移步定位的需求。同時牽引車自帶車載控制系統，可輔助司機進行車輛駕駛。也可采用現場遙控或者遠程（控制室）操控的方式控制牽引車運行。

2.4利用既有碼頭的建設模式

設計對既有碼頭改造升級，在既有碼頭岸橋走行軌間靠江側增設1條鐵路裝卸線，鐵路裝卸線下設置軌道梁。該改造方案既保證了鐵路引入碼頭平臺，又減小了對既有碼頭的影響。主要實施步驟如下：

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

（2）澆筑兩條長約416m，高1800mm 的列車軌道梁（π型梁）。（為避免施工時破壞已建橫梁鋼筋，對碼頭結構安全造成影響，施工時應先探測已建橫梁鋼筋布置情況，再在已建橫梁上鉆孔、植筋、搭設模板、澆筑軌道梁，需專業加固人員實施。）

（3）現澆上部400mm 面板及軌道槽。

（4）鋪設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江中游白洋水道左岸，為白洋港區一期棧橋與上游堆場平臺之間連接的弧線段，該工程段屬于四清閘鐵路大橋段（DK1+312.215～ DK1+693.715）的一部分，長度約135m。大橋建成后，受橋區通航環境的影響，大橋水中墩（24#-32#橋墩）均存在一定船撞潛在風險。結合四清閘大橋橋型圖及通航環境，選取橋墩撞擊的關鍵性參數，進行風險評估，計算出24#-32#橋墩無防撞設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。通過經驗公式及有限元模擬仿真計算，計算出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，故推薦采用附著整體式方案。

3結語

本文對該項目的車船直取的交接模式、鐵水聯運的信息模式、智能牽引的定位模式、利用既有碼頭的建設模式、臨江橋墩整體防撞模式等主要關鍵技術進行總結，研究成果可為后續工程提供借鑒和參考。

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