梁金娣

摘 要：長江航道是我國重要的水路交通通道，水道疏浚工作對維護水路暢通有重要的意義。長江航道重慶維護疏浚船舶基地建設(shè)工程是維護重慶地長江航道順利通行的重要的工程，在基地建設(shè)工程水工高樁碼頭施工中鋼棧橋、鋼平臺發(fā)揮著重要的作用，鋼棧橋和鋼平臺不僅是設(shè)計的重點，而且其在水工結(jié)構(gòu)施工中有保障作用，本文主要探討長江航道重慶維護疏浚船舶基地建設(shè)工程中，水工鋼平臺的設(shè)計和施工情況。

關(guān)鍵詞：長江航道；疏浚船舶基地；水工鋼平臺

中圖分類號：U656 文獻標志碼：A

在經(jīng)濟高速發(fā)展，各項交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越重要的時代，疏浚船舶基地建設(shè)工程的水工高樁碼頭工程越來越重要，人們也更加重視相關(guān)工程建設(shè)。在大型水工碼頭中，鋼棧橋、鋼平臺是一項非常關(guān)鍵的施工技術(shù)，在施工中需要重視科學合理的設(shè)計，保證施工的順利進行。

1 工程概況

本次工程案例選擇位于重慶市長江航道重慶維護疏浚船舶基地建設(shè)工程，分析其施工和設(shè)計情況。工程中需建設(shè)3個疏浚工作船泊位，船型有1450方自航泥駁、30方鋼索抓斗挖泥船、2000方自航絞吸挖泥船。為滿足疏浚船舶的需求，如存放、維修疏浚輔助設(shè)備、船只停泊等，在陸上領(lǐng)域建設(shè)生產(chǎn)的建筑物有4317.69m2，堆場有6630m2。工程中使用的港口岸長293m。主要建設(shè)工作包括一座引橋，直立式碼頭，兩座浮碼頭，陸上領(lǐng)域的生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)建筑物，比如倉庫、變電所、維修車間、道路等；陸上的供電、消防、通信、照明、環(huán)保、排水等配套基礎(chǔ)設(shè)施；車間工藝設(shè)備和碼頭裝卸設(shè)施等。

碼頭面堆載為30kN/m2，流動機械載荷為30t載重汽車、40t平板車。使用30t—30m門座起重機，輪距0.8m，輪數(shù)24輪，軌道型號為P50，輪壓小于等于250kN，基距10.5m，軌距10.5m。一號泊位碼頭為2000方自航絞吸挖泥船。二、三號泊位碼頭船舶載荷為1450方自航泥駁。

本地區(qū)歷年最大風速為每秒26.6m，水流流速為碼頭前沿流速每秒1.7m。考慮到三峽蓄水運行30年的淤積影響，設(shè)計高水位為187.7m，低水位為158.15m，施工具體水位為163.65m。對銅鑼峽背斜東翼地區(qū)進行具體勘察，了解地質(zhì)情況，該地區(qū)巖層呈單斜狀產(chǎn)出，為侏羅系中下統(tǒng)自流井組泥巖和砂巖，巖間結(jié)合一般，硬性結(jié)構(gòu)。在本工程設(shè)計和施工中，涉及泥巖、生物碎屑灰?guī)r、卵石土、巖土層等。

根據(jù)河床、兩岸地貌及工程的具體位置，設(shè)計施工。明確鉆孔樁鋼平臺在碼頭位置。搭建主棧橋和鉆孔樁鋼平臺。平臺水上尺寸為81m×21m。根據(jù)實際情況，選取的主棧橋設(shè)計標準：能夠?qū)崿F(xiàn)50t履帶吊車并吊重30t順利通行，縱長為94.13m，橫向長為63.9m，縱向分八聯(lián)，橫向棧橋和縱向棧橋采取相同的結(jié)構(gòu)。主棧橋為水中樁基礎(chǔ)和下部施工提供便利。

2 水工鋼平臺設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)

貝雷梁、型鋼組拼形成主棧橋上部結(jié)構(gòu)，鋼管樁與型鋼承重梁組成下部結(jié)構(gòu)。采用螺旋焊接鋼管樁為棧橋基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。棧橋樁位單排樁，固定設(shè)計的橫向間距為2.25m。樁內(nèi)部填充砂礫，樁和樁用二十號槽鋼連接，形成剪刀撐。鋼橫梁上架構(gòu)貝雷梁棧橋，結(jié)構(gòu)采用6排單層。貝雷梁上設(shè)I25工字鋼分配橫梁。頂面橋面板采用10mm鋼板，橋頭設(shè)簡易橋臺。

2.2 受力

在設(shè)計載荷的計算中，標準設(shè)定：在同一聯(lián)棧橋不同跨上一部20t空載車，一部30t滿載重車，或者50t履帶自行式起重吊車，吊重不高于30t，考慮到臨時設(shè)施的實際施工情況而定。在驗算中，采用三跨一聯(lián)的棧橋段?？紤]沖孔機作業(yè)，設(shè)計鉆孔樁鋼平臺，使用一部30t滿載重汽車、30t履帶吊相鄰兩跨的情況，布置在同一個車道線上。取1.1為安全系數(shù)，重車荷載計算即為30×1.1=33t，同理計算50t履帶吊車吊重時荷載為88t，空載車為22t。

對結(jié)構(gòu)計算采用分析軟件進行建模分析。在建立模型中，橋面板采用面板單元模擬，支撐架、斜腹桿、貝雷片弦桿和各種型鋼，采用梁單元模擬。在三聯(lián)一跨工況中，滿載汽車所在橋跨跨中位置，為荷載作用下最大的彈性位移，最大應(yīng)力120MPa<[σ]=210MPa，最大樁頂反力210270N，能夠滿足結(jié)構(gòu)受力的要求。在布置棧橋相鄰兩跨位置的工況中，滿載汽車所在的橋跨中重載車輪位置，為荷載作用下的最大彈性位移，在中間貝雷片和下縱梁接觸位置為最大應(yīng)力，130MPa<[σ]=210MPa，最大樁頂反力為267920N，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。上部鋼棧橋結(jié)構(gòu)受力安全。

將267920N作為樁基計算控制力，由于鋼管樁的樁尖面積很小，可以將樁底的承載力忽略，計算樁周摩擦阻力。μ表示樁周長，τi表示各土層和樁壁的摩阻力系數(shù)，Li表示巖土層的厚度，[P]表示單樁摩阻力，單樁的計算公式為[P]=1/2（μΣLi×τi）。根據(jù)施工位置的地質(zhì)情況可知，在鋼棧橋的支架位處土層，分別為卵石、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。強風化粉砂質(zhì)泥巖極限摩阻力為100kPa。卵石層的樁周極限摩阻力為200kPa。組合載荷比較多，考慮到載荷分項系數(shù)，對單樁最大承載力進行計算，按照最大反力進行折減，系數(shù)為0.9。則p=361.7kN。樁身周長1.661m，不考慮樁端阻力，插打鋼管樁，需要入巖深度不低于1.5m。在實際施工操作中，通常以60t振動錘振，或者在振入速度上比每分鐘0.05m低，到鋼管樁振不進底層為主，保證鋼管樁的穩(wěn)定性。計算可得鋼管支撐最大反力為267.92kN。

3 水工鋼平臺施工

3.1 棧橋施工

設(shè)計從河岸到河中為棧橋施工的方向，但受具體條件限制，采用50t履帶吊機逐跨架設(shè)的方式進行施工，直到棧橋終點。施工時，將一跨螺旋鋼管樁振沉后，立即搭設(shè)棧橋上部構(gòu)造。隨后履帶吊機到達搭建好的一跨，同樣方式繼續(xù)施工，反復建設(shè)，完成棧橋的施工。

3.2 鋼管樁下沉施工

所有的鋼棧橋進入時，都要通過已經(jīng)搭好的棧橋和便道。便道和棧橋連接起橋臺，50t履帶吊車進入橋臺后，或者在已經(jīng)完成的棧橋端部位置。采用平板拖車，將鋼管樁和震動錘運送到吊車的后部。將震動錘吊起，夾住鋼管，到設(shè)計施工位置，開始進行鋼管樁震動，直到下沉到設(shè)計的深度位置。在此過程中，無法安裝導向器，主要是因為打樁位置與吊車距離最短12m。在施工中要注意，不能追求速度，要重視垂直度的要求。震動下沉是完全依靠履帶吊車對垂直度進行調(diào)整。

3.3 棧橋上部結(jié)構(gòu)安裝

棧橋結(jié)構(gòu)包括橋面板、橫向分配橫梁、貝雷片縱梁、型鋼主承重橫梁、鋼管樁基礎(chǔ)，標準跨徑為12m。用吊車將縱梁吊到設(shè)計位置，然后安裝分配梁，再使用工字鋼布置分配橫梁，最后鋪上面板，焊接橋面分配橫梁和鋼面板。鋼棧橋從開始到終點都為貝雷棧橋，用0.9m的支撐架將兩片貝雷片連接起來。拼接完成后吊出安裝，連接支撐架。

3.4 下部結(jié)構(gòu)施工

完成棧樁基礎(chǔ)鋼管樁施工，要立即進行樁頂縱橫梁施工、樁間的平聯(lián)等。鋼棧橋橋頭設(shè)電焊機，電焊線懸掛到施工的鋼管樁位置。施工人員運輸?shù)戒摴軜段恢?。焊接橫梁和小縱梁、牛腿和小縱梁、牛腿和橫梁、牛腿和鋼管樁等，檢查合格后，完成棧樁下部結(jié)構(gòu)。

結(jié)語

總之，水工鋼平臺施工要根據(jù)設(shè)計操作，結(jié)構(gòu)設(shè)計和受力計算要科學合理，依據(jù)設(shè)計情況進行精確計算，為施工提供依據(jù)，施工中要注重加強安全保障，合理使用各種施工工具，確保施工的安全順利進行。

參考文獻

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