UpdateTime：2018/6/14 16:09:13

自2011年，馬士基以18270TEU的3E級(jí)船訂單超越所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。但隨后就出現(xiàn)超大型大船訂單的新一輪熱潮。據(jù)估計(jì)，目前全球在建和在役的18000TEU至23000TEU船達(dá)到131艘。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，在這一輪訂造熱潮過(guò)去之后，未來(lái)幾年就會(huì)出現(xiàn)24000TEU船的訂單，從而把船舶大型化趨勢(shì)推進(jìn)到一個(gè)新的高度。那么，船舶大型化趨勢(shì)對(duì)港口會(huì)有哪些影響?港口業(yè)是如何迎合船舶大型化趨勢(shì)的?

航道水深、寬度及船閘障礙

大型船舶的進(jìn)入對(duì)于許多并不具備深水條件的港口來(lái)說(shuō)常常是一個(gè)挑戰(zhàn)，比如沙質(zhì)航道的港口和河口港。這類(lèi)港口有一些可以?huà)炜看笮痛?，比?a title ="安特衛(wèi)普港" href="/port/antwerp/" target="_blank">安特衛(wèi)普港、漢堡港和倫敦港。大型船舶的進(jìn)入對(duì)于河道或進(jìn)港航道的疏浚有更高的要求。除了疏浚保持進(jìn)港航道的維護(hù)之外，大型船舶也需要更深的通道要求更加集中的疏浚。據(jù)荷蘭分析機(jī)構(gòu)Dynamar的數(shù)據(jù)，在北歐目前有11個(gè)碼頭能夠提供17米的泊位岸邊水深。在德國(guó)威廉港的歐門(mén)公司(Eurogate)碼頭有18米水深，在鹿特丹港的Euromax 1碼頭有19.6米至20米)。

這不是一個(gè)非此即彼的問(wèn)題，因?yàn)樾枰某运Q于潮汐和船舶的裝載因素(即滿(mǎn)載率)。裝載因素取決于具體貿(mào)易航線(xiàn)的港序設(shè)計(jì)。一艘船舶非滿(mǎn)載時(shí)比滿(mǎn)載時(shí)的吃水要淺?；谶@個(gè)原因，一些水深并不是很夠的港口仍然能夠滿(mǎn)足大型船舶的進(jìn)入，如果這些船舶處在港口閉環(huán)內(nèi)允許較少載貨量的話(huà)(例如在遠(yuǎn)東-北歐航線(xiàn)上歐洲最后一個(gè)港口的情形)。潮汐作用的不同使得船舶在某個(gè)特定的漲潮時(shí)間內(nèi)可以駛?cè)敫劭?，盡管平時(shí)航道并不是足夠深。

漢堡提供了一個(gè)很好的例子來(lái)闡述進(jìn)港航道的問(wèn)題。目前掛靠漢堡港的最大型船舶只能在潮窗時(shí)間內(nèi)以不超過(guò)14.8米的最大吃水進(jìn)港。在潮窗時(shí)間之外，最大允許的吃水僅僅只有12.8米。如此，擁有16米吃水的最大型集裝箱船不能在滿(mǎn)載狀態(tài)下掛靠這個(gè)易北河口的港口。對(duì)于內(nèi)河港口漢堡港來(lái)說(shuō)，許多這類(lèi)船舶的寬度也越來(lái)越受到限制。

疏浚在許多地方是一個(gè)敏感的問(wèn)題。它會(huì)引起當(dāng)?shù)卣兔癖姷膹?qiáng)烈反對(duì)，因?yàn)檫@涉及到對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。在漢堡，由環(huán)境保護(hù)的非政府組織機(jī)構(gòu)發(fā)起的司法案件已經(jīng)延遲了易北河的疏浚計(jì)劃，還訴至歐洲法院。

許多疏浚工作不僅可以提升河道的深度，也會(huì)拓寬河道。疏浚的成本往往非常大，而且取決于許多因素，例如土壤類(lèi)型。疏浚的外部成本(例如環(huán)境影響的貨幣價(jià)值)更難以估算。

擁有船閘系統(tǒng)的河道將面臨另外一個(gè)額外的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些船閘限制船舶的規(guī)模，在許多情況下需要以更大的船閘來(lái)替換或補(bǔ)充。在阿姆斯特丹不能建設(shè)一個(gè)集裝箱碼頭的原因可能是通向港口的船閘系統(tǒng)太陳舊。最近宣布新船閘的投資的一個(gè)理由是在未來(lái)可以吸引新的集裝箱貨源。安特衛(wèi)普港提出了將新加坡國(guó)際港務(wù)集團(tuán)(PSA)和地中海航運(yùn)設(shè)在斯海爾德河?xùn)|岸的PSA/MSC母港碼頭遷移至西岸的Deurgangdok港池的提案，以避開(kāi)對(duì)大型船舶有瓶頸制約的一個(gè)船閘。

礙航橋梁

由于越來(lái)越大的船舶的高度在逐漸增加，所以一些大橋也成為船舶進(jìn)入港口的障礙?，F(xiàn)有的一些大橋已經(jīng)成為郵輪進(jìn)入港口碼頭的障礙。例如在悉尼，碼頭被迫建在悉尼海港大橋之外，郵輪不能在城市河道中進(jìn)一步航行。悉尼海港大橋橋下凈空只有49米間距，而現(xiàn)有的最大郵輪“海洋綠洲”號(hào)有高達(dá)72米的空高，這意味著這艘船不能通過(guò)世界上任何凈空最大的大橋(65~73.5米之間)。在集裝箱船舶的建造中，船舶的高度也在迅速上升。在目前的船舶設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大船舶容量的主要途徑是增加集裝箱堆碼的層數(shù)，而不是增加船舶的長(zhǎng)度和寬度，這也降低了進(jìn)入位于大橋背后的碼頭的可能性。

在許多情況下，這將意味著港口的某些部分對(duì)于最大型的船舶來(lái)說(shuō)無(wú)用，這將導(dǎo)致港口的重新選址。漢堡港提供了一個(gè)有趣的例子。1972年在漢堡易北河上建成完工的克爾布蘭德大橋不僅是城市標(biāo)志性地標(biāo)之一，而且每天有超過(guò)30,000艘運(yùn)輸船舶通過(guò)橋下水路到達(dá)港口。這座大橋位于港口的中部，橋下凈空是53米，而馬士基的3E級(jí)船的最高處離水面有58米，這就意味著它們不能從橋下上溯到達(dá)漢堡港務(wù)倉(cāng)儲(chǔ)公司(HHLA)所經(jīng)營(yíng)的Altenwerder集裝箱碼頭。

在一些情況下大橋被抬高或拆舊建新來(lái)方便大型船舶的通過(guò)。比如紐約和新澤西港口管理局正在著手進(jìn)行巴約納大橋的抬高工程。巴約納大橋建于1931年，經(jīng)過(guò)幾次改造加固達(dá)到了現(xiàn)在這種狀況。目前大橋下的凈空大約是46米，容量超過(guò)7,000TEU的船無(wú)法進(jìn)入港口的碼頭泊位。因此，港口管理局籌資10億美元做這個(gè)項(xiàng)目，以將橋下凈空提高到65.5米，方便船舶進(jìn)出。除了增加港口貨運(yùn)量以外，紐約新澤西港還把這一項(xiàng)目作為減緩船舶對(duì)環(huán)境影響的一種手段，因?yàn)樾滦偷拇蟠絹?lái)越傾向于環(huán)境友好型。新大橋也使交通更加安全，不僅允許自行車(chē)和行人通行，而且能滿(mǎn)足未來(lái)運(yùn)量大幅度增長(zhǎng)的需要。項(xiàng)目已在今年完工。

長(zhǎng)灘港正在著手一項(xiàng)更加大動(dòng)干戈的措施，即對(duì)在1968年投入使用的基洛德·戴斯蒙德大橋?qū)嵤┩耆鎿Q。整個(gè)工程需要12.6億美元的成本，完全重新設(shè)計(jì)了一座更寬更高的大橋(從現(xiàn)在的47米凈空提高為62.5米)。新的大橋既能允許更大型的船舶進(jìn)出，又提供了更大的道路通過(guò)能力。項(xiàng)目的建設(shè)已經(jīng)開(kāi)始，但是預(yù)期竣工時(shí)間推遲了兩年，預(yù)期的成本迄今為止已超支了3億美元，因?yàn)槿绱嘶A(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)實(shí)踐極其復(fù)雜，還考慮到了該地區(qū)地震多發(fā)的特點(diǎn)。

建設(shè)新大橋的效果不單是能夠提高港口的貨運(yùn)量。紐約/新澤西港和長(zhǎng)灘港的大橋擴(kuò)建工程也使新橋能夠滿(mǎn)足更多的交通流量，且使得用戶(hù)更加安全。隨著大橋的老化，更加需要額外的通過(guò)能力和安全性。巴約納大橋的改造升級(jí)也將使行人和自行車(chē)的通行更加方便和安全，同時(shí)使得新澤西州和斯塔頓島有更好的連接。然而，如果大橋還沒(méi)有達(dá)到其生命周期的終點(diǎn)，那么替換大橋的代價(jià)可能會(huì)非常大。

碼頭的長(zhǎng)度和強(qiáng)度

更大型的運(yùn)輸船舶給現(xiàn)有碼頭施加了越來(lái)越大的壓力。在大數(shù)情況下，許多碼頭在當(dāng)初建設(shè)的時(shí)候，都沒(méi)有料到船舶容量的變化會(huì)如此之快?，F(xiàn)在在許多港口，碼頭岸壁需要加高、加固和加長(zhǎng)，以滿(mǎn)足最大型的船舶?？俊?

大型船舶往往有更深的吃水。碼頭岸壁的設(shè)計(jì)把船舶的吃水作為一個(gè)最重要的因素來(lái)確定一個(gè)碼頭必要的岸壁深度。如果船舶容量提升，那么為了讓船舶安全掛靠，更深的碼頭岸壁是非常重要的。據(jù)估計(jì)，對(duì)于一艘20,250TEU的船來(lái)說(shuō)，岸壁的深度要達(dá)到25.84米。對(duì)于幾十年以前建造的許多現(xiàn)有老舊港口碼頭來(lái)說(shuō)，岸壁的深度尤其重要。

大型船舶不僅影響碼頭岸壁的深度，而且影響碼頭岸線(xiàn)的長(zhǎng)度。這對(duì)于碼頭岸壁設(shè)計(jì)和能力的保持更具有挑戰(zhàn)性。事實(shí)上，船舶容量的增加對(duì)碼頭的受力有著重要的影響。一個(gè)碼頭岸壁對(duì)于掛靠碼頭的船舶來(lái)說(shuō)通常有著幾個(gè)基本的功能。它必須要要有足夠的承受力以及可靠泊、?？康哪芰?lái)保證船舶在港口的安全。船舶容量的不斷增加對(duì)這些因素都有影響，因而影響碼頭岸壁的設(shè)計(jì)及其參數(shù)。

更高更大的起重機(jī)、集裝箱處理設(shè)備和堆垛機(jī)對(duì)碼頭岸壁承受能力提出了更高的要求。一個(gè)碼頭岸壁的受力來(lái)自于碼頭上所有負(fù)載施加的水平和垂直兩個(gè)方向的力，常常是以千牛頓/平方米(kN/m2)的單位來(lái)計(jì)量。例如，在鹿特丹港的Euromax集裝箱碼頭(ECFR)的起重機(jī)能夠伸展至23列集裝箱，每臺(tái)起重機(jī)在碼頭岸壁的陸地一側(cè)有2721千牛頓/平方米的附加壓力。當(dāng)起重機(jī)沿著碼頭岸線(xiàn)移動(dòng)的時(shí)候，它們平均分散這些力。但是在處理集裝箱的操作情況下，這些力就集中在較小的區(qū)域。

集裝箱對(duì)附加重量也有作用。一個(gè)裝滿(mǎn)貨物的集裝箱最大重量相當(dāng)于對(duì)碼頭有著75千牛頓的附加壓力，如果五個(gè)集裝箱依次堆碼起來(lái)，那么就會(huì)轉(zhuǎn)化為高達(dá)350千牛頓的附加壓力(De Gijt and Broeken, 2013)。為了滿(mǎn)足未來(lái)更大型船舶，碼頭岸壁的設(shè)計(jì)需要有高達(dá)100牛頓/平方米的承受力。

碼頭岸壁也受到大船的壓力。船的排水量越大，吸收的能量也就越多。?？吭诖a頭岸壁的船的重力，通過(guò)繩子傳遞到系船柱上，這可以根據(jù)重力的大小通過(guò)函數(shù)的形式計(jì)算出來(lái)。這些力是碼頭岸壁設(shè)計(jì)中的重要部分，也能夠確定一艘船在泊位的時(shí)候，有足夠需要的技術(shù)來(lái)拉緊它。大型集裝箱船舶的排水量超過(guò)250,000噸，轉(zhuǎn)化為在碼頭岸壁上的系船柱的力超過(guò)2,500千牛頓(Tisheh, 2015)。

大體上，維持岸壁深度是影響價(jià)格的最重要因素，以鹿特丹為例，大約占75%的比重。碼頭岸壁越深，碼頭的造價(jià)就越高。附加重量對(duì)建設(shè)成本也有著重要的影響，其成本占比最高可達(dá)10%(De Gijt,2010)。除了建設(shè)成本以外，建造一個(gè)新的碼頭岸壁不但會(huì)產(chǎn)生與設(shè)計(jì)、工程和疏浚相關(guān)的許多其他成本，而且在建設(shè)過(guò)程中將會(huì)發(fā)生完全的交通中斷，繼而產(chǎn)生碼頭吞吐量的損失。

起重機(jī)配置

就吊臂高度向外延伸跨度而言，巨型船舶給起重機(jī)也帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。最新的大型船舶需要一個(gè)能夠處理23列集裝箱寬度的起重機(jī)。與第一代3E級(jí)船相比，提高容量的主要途徑是多加了一層高(從原來(lái)的10層增加為11層)，這意味著相應(yīng)的集裝箱碼頭上的起重機(jī)也需要變得更高。這些挑戰(zhàn)有時(shí)候可以通過(guò)某些小技巧來(lái)解決，但是在許多情況下這些只能提供一個(gè)暫時(shí)的解決方法。

一些港口正在為迎接更大型的集裝箱船舶做準(zhǔn)備，其規(guī)模甚至超過(guò)了對(duì)2019年的預(yù)期船型。在北歐港口中，倫敦門(mén)戶(hù)港(London Gateway)和威廉港(Wilhelmshaven)在2015年就率先擁有能夠處理25列集裝箱延伸度的岸邊起重機(jī)。鹿特丹、安特衛(wèi)普、費(fèi)利克斯托和格但斯克這4個(gè)港口目前已經(jīng)擁有或即將擁有這類(lèi)起重機(jī)。目前在北歐的港口中有167臺(tái)龍門(mén)起重機(jī)可以從23列提升為25列集裝箱寬度。在2018-2024年間，至少有另外213臺(tái)起重機(jī)計(jì)劃加入或預(yù)期會(huì)加入25列寬的巨型起重機(jī)行列中(Dynamar, 2015b)。