閆淑英

摘 要：以長江沿線某碼頭改造設計為例，在新的工藝設計要求并考慮現(xiàn)有邊界條件限制等因素的前提下，通過對新增軌道梁、新增樁基、樁帽以及橫梁支座結合部位的設計，簡要總結碼頭改造設計的技術難點。

關鍵詞：改造設計 新工藝 邊界條件 結合部位

1.項目概況

為節(jié)省岸線，充分利用現(xiàn)有資源，將長江沿線某碼頭改造成通用碼頭。

原平臺寬度為28m，排架間距為7.1m，原裝卸機械為軌距10.5m的門機，現(xiàn)增加集裝箱裝卸功能，根據(jù)總平面布置，結合施工條件和現(xiàn)狀，為減少裝卸機械作用在排架上的作用力，本次改造在原排架間增設一根Φ800mm鋼管樁作為軌道梁基礎。更換江側軌道梁，增加岸側22m軌距集裝箱裝卸橋軌道梁。形成10.5m和22m兩種規(guī)矩，其中前軌共用，距碼頭前沿3.0m。在原有平臺岸側增設180×17m后平臺。

本工程的關鍵技術部分為碼頭水工結構，根據(jù)工作所在處邊界條件限制情況（舊碼頭樁基的限制）及當?shù)氐刭|(zhì)條件和施工技術條件，該改造方案必須進行先拆后建，而且拆除量較大，因此水工結構中關鍵點是樁基設計、新軌道梁與橫梁支座新老結合和施工方案等環(huán)節(jié)，以下結合本工程進行分析闡述。

2.設計條件

2 . 1碼頭平臺上流動機械荷載

（1）25t-33m門機3臺，荷載：軌距10.5m，基距10.5m，輪數(shù)32個，最大輪壓250kN，最大腿壓200t，輪距0.765m，軌道型號QU100。

（2）40.5t-38m集裝箱岸橋2臺，荷載：軌距22m，基距17.7m，輪壓309kN，總輪數(shù)48個（4×12），輪距如下圖1（單位m），軌道QU100。

（3）汽車荷載按30t汽車和40t集裝箱拖掛車選取。

2 . 2碼頭平臺上堆貨荷載

（1）碼頭平臺臨時堆放集裝箱：40箱堆高2層，箱角荷載137.25kN/角。

（2）碼頭面均載：碼頭前平臺28m范圍內(nèi)均載20kPa，后平臺17m范圍內(nèi)均載30kPa。

（3）集裝箱船船艙蓋板：限堆2層，放置于增加的后平臺上，按4點這點計算，每個著地點荷載≤162.5kN。2.3設計代表船型

50000噸級散貨船：H×B×L×T= 223×32.3×17.9×12.8；

50000噸級集裝箱船：H×B×L×T=293×32.2×21.8×13.0。

3.改造設計

在原結構上增加22m軌道梁，設計荷載為40.5t-38m集裝箱岸橋荷載，采用希迪軟件進行空間建模計算，所得結果和原設計相比較得出結論：改造后計算樁力略大于原計算值，但略小于原根據(jù)地質(zhì)報告所設計的樁基允許承載力，上橫梁跨中彎矩和剪力略大于原計算值，但略小于設計承載力值，但上橫梁支座彎矩遠大于原碼頭上橫梁設計值。

分析原因如下：由于原排架樁位是按照軌距為10.5m門機進行設計的，在10.5m處布置有一對叉樁，現(xiàn)在增加集裝箱裝卸橋荷載，軌距由原來的10.5m變?yōu)?2m，輪壓由原來的250kN變?yōu)?09kN ， 且輪數(shù)增多，在系纜力和集裝箱裝卸橋荷載下，中間叉樁樁間距較近在交叉點處剛度較大，形成了扁擔效應，使橫梁中部原10.5軌道處橫梁負彎矩增大。不能滿足使用要求。

針對上述問題前期提出了兩種處理方法：見圖2和圖3。

針對上述兩個方案，經(jīng)過多次技術協(xié)商和溝通，采用第一方案，就第二方案現(xiàn)階段規(guī)范對于新老混凝土的結合設計和施工都沒有涉及很深，眾所周知，新老混凝土結合面容易出現(xiàn)裂縫一直是工程上的難點，目前普遍認為其機理是相對薄弱的界面過渡區(qū)形成，在彈性階段，結合面面會在各種復雜應力的是考結合面兩邊新舊混凝土上的粘結強度來承擔，但粘結強度達不到相應整體澆注混凝土強度，從而產(chǎn)生更多的附加應力而出現(xiàn)裂縫。且原橫梁負彎矩鋼筋布置三排鋼筋，拆除工作難度加大。對于第一方案需特別注意避開原已打設的斜樁，在施工前應先查明原樁基準確位置，以免碰撞；在軌道梁和橫梁銜接處支座進行特殊處理。

4.支座處理設計

原軌道梁兩個端部與橫梁采用的鉸接連接，只有底板鋼筋深入橫梁，依靠部分梁體嵌入橫梁而起到穩(wěn)定作用，改造后，由于軌道梁需更換，而且橫梁接點處是不得進行切割拆除的，因此新安裝是雖然底層鋼筋仍可以與老軌道梁拆留下來的鋼筋連接，但是無法在嵌入橫梁，這樣必然影響軌道梁的側向穩(wěn)定性，為解決這一問題，在橫梁支點軌道梁兩側設置了兩個側限翼墻。如圖4。

翼墻的用于限制軌道梁的側向位移，確保軌道梁的穩(wěn)定，減少軌道梁下樁的彎矩。兩側翼墻的關鍵是與橫梁的連接，本工程擬采用的化學錨固植筋是最經(jīng)濟有效的辦法，植筋后可以滿足支座處設備震動荷載要求，在施工時應先將拆留下來的鉸接鋼筋清理出來，將軌道梁底層鋼筋與鉸接鋼筋連接好后填塞伸縮縫填充物，然后再安裝軌道梁，最后澆筑側限翼墻。

5.面板節(jié)點設計

原軌道梁上面板采用切割拆除后，預留原面板上下層鋼筋，為了防止新老混凝土之間出現(xiàn)裂縫而加速鋼筋銹蝕，在澆筑保護層之前斷面拉毛處理外，應采用膨脹混凝土技術能起到較好的防裂效果。膨脹型混凝土的干縮變形小于普通混凝土，從而防止鋼筋保護層混凝土干縮變形產(chǎn)生裂縫而加速鋼筋銹蝕破壞，在拆除的面板處待軌道梁澆筑完成后重新澆筑混凝土面板。

6.施工方案設計

原碼頭上下游各有一座已建好的引橋，上游引橋寬16m，下游引橋寬9m，排架間距均為20m，船只無法入內(nèi)打樁，則后平臺樁基只能采用鉆孔灌注樁進行施工，本工程水域原地形較低，樁的自由長度均在20左右，施工鉆孔灌注樁時需打設較長鋼護筒來搭建鉆孔平臺，然而水上打設的鋼護筒是永久的不能循環(huán)使用，則勢必增加樁基造價而且施工工期較長。但施工中前方碼頭可以作業(yè)且改造時間可根據(jù)運量的變化而變化，受外界條件的影響較小。

7.結論

在碼頭改造設計中新老結構的結合處理一直是難點，尤其是碼頭結構所處的特殊環(huán)境，對于采用混凝土切割拆除后的新老結構結合要求更高，近幾年一些新技術新工藝的涌現(xiàn)，處理新老結構結合的手段更趨于多樣化，通過當?shù)囟鄠€碼頭的改造經(jīng)驗實踐證明，只要處理好新老結合、鋼筋的連接以及預制構件制作安裝等關鍵技術問題，就能達到良好的改造效果，本工程改造設計是可行的。

參考文獻：

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