Схема с использованием портальных погрузчиков получила наибольшее распространение. Захватное устройство портального погрузчика размещено по его продольной оси и удерживает контейнер сверху. Поэтому контейнеры располагаются на площадках длинными рядами (торцами друг к другу), вдоль которых движется погрузчик. Дорожки для опор погрузчика отделяют ряды друг от друга. Ряды группируются в блоки, между которыми устанавливаются проезды. Чтобы передвижения погрузчика были минимальными, ряды располагают перпендикулярно линии причала. Длина ряда обычно составляет около 100 м. Наибольшая высота штабелирования - 4 яруса.
Схема с использованием портальных погрузчиков отличается высокой эксплуатационной гибкостью, так как в технологической линии на сортировочной площади используются машины только одного типа и эти машины автономны и отличаются высокой маневренностью. На один причальный перегружатель с учетом выполнения всех работ на комплексе требуется не более шести портальных погрузчиков. Численность персонала, обслуживающего два причальных перегружателя, - 22 чел. Капиталовложения в создание комплекса (с учетом необходимости тяжелых покрытий и высокой стоимости погрузчиков) считаются умеренными (средними). Однако эксплуатационные расходы оказываются высокими из-за недостаточной надежности и короткого срока службы машин, а также необходимости в высококвалифицированном персонале для их эксплуатации и ремонта. Эта схема особенно удобна для перегрузочных комплексов с повышенной долей импортных контейнеров в грузопотоке.
Схема с использованием портальных погрузчиков и тягачей с полуприцепами отличается от описанной выше тем, что портальные погрузчики используются только для формирования и разборки контейнерного штабеля на сортировочной площади, а также загрузки и разгрузки полуприцепов. Перевозка контейнеров к грузовым фронтам и обратно в этом случае выполняется тягачами с полуприцепами. Ряды контейнеров при этом располагаются параллельно линии причала.
Преимущество этой схемы состоит в возможности замены дорогостоящих погрузчиков сравнительно дешевыми тягачами с полуприцепами, а также сокращении пути перемещения погрузчиков. Количество портальных погрузчиков на один перегружатель уменьшается с шести до четырех, но при этом добавляются три-четыре тягача с полуприцепом. В результате снижается стоимость как эксплуатации, так и ремонта. Численность обслуживающего персонала несколько больше - до 28 чел на два причальных перегружателя. Однако потребность в высококвалифицированных рабочих уменьшается.
Рассмотренная схема удобнее схемы с использованием только портальных погрузчиков, если в грузопотоке преобладают контейнеры с экспортными грузами.
Схема с использованием мобильных козловых кранов на пневмоходу и тягачей с полуприцепами получила значительное распространение в последнее время. Обычно под пролетным строением козлового крана располагаются шесть линий для установки контейнеров (торцами друг к другу) и проезд для тягача с полуприцепом. В этом случае контейнеры укладываются в 4 - 5 ярусов. Кран движется вдоль контейнеров и выполняет операции по разгрузке полуприцепов и формированию штабеля, а также по разборке штабеля и загрузке полуприцепов. Тягачи с полуприцепами доставляют контейнеры с сортировочной площади к грузовым фронтам и обратно. Блоки контейнеров располагаются параллельно линии причала. Краны, будучи автономными, могут переходить от блока к блоку в направлении, перпендикулярном линии кордона, что является главным преимуществом схемы. Покрытие территории, как правило, комбинированное: легкие проезды для движения тягачей с полуприцепами, тяжелые дорожки для движения кранов и тяжелые плиты для установки контейнеров.
На два причальных перегружателя (с учетом выполнения всех других работ на комплексе) требуется семь-восемь козловых кранов на пневмоходу. Количество тягачей с полуприцепами зависит от количества контейнеров на автопоезде, размеров комплекса и схемы организации движения. Для обслуживания комплекса с двумя причальными перегружателями необходимо до 29 чел. высокой и средней квалификации. Расходы на ремонт кранов, особенно их ходовой части, значительны. По эксплуатационной гибкости козловые краны на пневмоходу и тягачи с полуприцепами уступают портальным погрузчикам, поскольку козловой кран не перевозит контейнеры к грузовым фронтам и складу комплектации. Повреждаемость контейнеров умеренная. Работа козловых кранов может быть полностью автоматизирована.
Схему с использованием мостовых перегружателей на рельсовом ходу и тягачей с полуприцепами отличает исключительно хорошее использование площади комплекса и высокая надежность. Главные недостатки схемы - высокая стоимость и малая эксплуатационная гибкость. Под пролетным строением мостового перегружателя располагаются до 24 рядов контейнеров, укладываемых в 5 - 6 ярусов, и проезд для тягачей с полуприцепами. Покрытие обычно комбинированное: необходимы очень тяжелые плиты для укладки контейнеров, так как число ярусов контейнеров велико. Расходы на ремонт относительно невелики.
Для полной загрузки двух причальных перегружателей может потребоваться до шести мостовых перегружателей. Для транспортных работ наиболее эффективно использование тягачей с несколькими прицепами - автопоездов. Для работы на комплекс необходимо 26 чел. персонала высокой и средней квалификации. Работа мостовых перегружателей поддается полной автоматизации наиболее простыми средствами.
Схема с мостовыми перегружателями является наиболее эффективной при большой пропускной способности комплекса, размещаемого на ограниченной или очень дорогой территории.
Схема с использованием мостовых кранов и тягачей с полуприцепами (см. рис. 19) находит применение главным образом в случае, если площадь для установки контейнеров выполняется крытой, например при размещении комплекса в суровых климатических условиях. Имея пролет, равный 34 м, мостовой кран перекрывает восемь рядов контейнеров и проезд для двухрядного движения тягачей с полуприцепами. Два причальных перегружателя обслуживают до восьми мостовых кранов. Из кранов всех типов мостовые наиболее просты по устройству. Для работы на комплексе необходимо до 29 чел. персонала средней квалификации. Стоимость комплекса высокая из-за дороговизны крытого склада (необходима большая несущая способность кровли).
Рис. 19. Перегрузочный комплекс с мостовыми кранами: 1 - причальный перегружатель, 2 - мостовой кран, 3 - тягачи с полуприцепами
Схема с использованием универсальных фронтальных и боковых погрузчиков, оборудованных контейнерными захватами, применяется при небольших грузопотоках (до 50 тыс. TEU в год). В этом случае наиболее часто используются фронтальные погрузчики, которые могут укладывать контейнеры в 4 яруса в двух - или многорядные блоки. Главное преимущество схемы - эксплуатационная гибкость, особенно при наличии двухрядного блока, требующего минимума перестановок при выборке любого контейнера. Погрузчик может формировать и разбирать штабель, загружать и разгружать платформы и автотранспорт, транспортировать контейнеры, а также работать с другими грузами.
К недостаткам схемы относится сложность работы погрузчика между опорами перегружателя, в связи, с чем перевозка контейнеров к морскому фронту и обратно часто выполняется тягачами с полуприцепами. Для работы фронтального погрузчика требуется очень тяжелое покрытие, кроме того, он использует площадь хуже, чем портальный. В случае укладки экспортных контейнеров в двухрядный блок в 3 яруса, импортных - в полтора и при равном их количестве в грузопотоке на 1 га размещается 275 TEU. Грузоподъемник погрузчика подвержен частым поломкам при перевозке контейнеров. Потребность в производственном персонале - 26 чел. на два причальных перегружателя.
В этой схеме часто используются тяжелые универсальные краны, приспособленные или оборудованные для перегрузки контейнеров.
Анализ статистических данных работы 262 перегрузочных комплексов в портах всех континентов позволил оценить распространение технологических схем (по состоянию на 2003 г) и некоторые их показатели. Более 46% обследованных комплексов, полностью или частично используют козловые краны на пневмоходу и мостовые перегружатели, 30% - портальные и 23,6% - вилочные погрузчики. Около трети всех комплексов располагают территорией для складирования, составляющей 10 тыс. TEU и более. При этом на 44% комплексов имеет место двухъярусное и на 46,6% - трехъярусное штабелирование.
Далее, в приложении 1представлен сравнительный анализ, описанных выше схем механизации контейнеров. Следует подчеркнуть, что на Западном районе ОАО "НМТП" применяется схема механизации с использованием портальных перегружателей и тягачей с полуприцепами.
Основным технологическим документом, регламентирующим процесс погрузки или разгрузки контейнеров, является рабочая технологическая карта. РТК - предназначена для описания необходимых операций при погрузочно-разгрузочных работах. Она отражает различные варианты работ (вагон - судно, склад - судно, судно - вагон, вагон - склад - судно, судно - склад и другие), характеристики груза (удельно погрузочный объем, масса одного грузового места, длина, ширина, диаметр наружный и внешний), подъемно-транспортное оборудование, показатели технологического процесса (технологические схемы, класс груза, расстановка рабочих по технологическим операциям, расстановка машин, производительность линии) и непосредственно описание погрузочно-разгрузочного процесса (это описание может включать судовую, вагонную, складскую и другие операции, а также раздел о безопасности труда и окружающей среды).