廖金和 中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司

1.工程概況

阿爾及利亞Bethioua港礦業(yè)碼頭工程位于地中海南岸的阿爾澤海灣內(nèi)，處敞開式海域。碼頭主體采用圓桶形沉箱結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度360m，設(shè)計(jì)靠泊能力15萬(wàn)噸級(jí)，由54件圓桶形沉箱雙排布置形成。本工程碼頭胸墻的施工具有如下特點(diǎn)：

（1）處敞開式海域、施工海域潮差小。施工區(qū)域處敞開式海域，一年之中，冬、春季節(jié)為季風(fēng)期，浪高常在1.0 m以上，最大浪高超過(guò)4.0m，平均每月浪高低于1.0m的天數(shù)不足10d；夏、秋季節(jié)海況稍好，但也常有大浪天氣發(fā)生。海平面常水位標(biāo)高為+0.30m，胸墻底標(biāo)高為+0.80m，胸墻底面與海平面平均距離僅為0.50m左右，且施工海域潮差小，多數(shù)情況下，高潮位與低潮位相差僅約0.30m左右，胸墻施工無(wú)法乘潮進(jìn)行。

（2）相鄰兩沉箱間存在空腔.因沉箱為圓桶形結(jié)構(gòu)，沉箱安裝完成后，相鄰兩沉箱間存在空腔，其上部胸墻結(jié)構(gòu)存在大面積懸挑部分。

2.施工方案

2.1 方案介紹

基于本工程碼頭胸墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工環(huán)境，碼頭胸墻施工方案應(yīng)能良好的解決懸挑部分胸墻模板的固定安裝及模板抗浪能力等問(wèn)題。而預(yù)制、安裝蓋板與現(xiàn)澆結(jié)合的施工工藝，良好的解決了上述問(wèn)題。預(yù)制、安裝蓋板與現(xiàn)澆結(jié)合的施工工藝，是將碼頭胸墻在高度上，劃分為兩部分：底部一定高度范圍內(nèi)，采用預(yù)制、安裝鋼筋混凝土蓋板的形式；蓋板以上部分采用現(xiàn)澆形式。此方案的主要優(yōu)點(diǎn)為：

（1）預(yù)制混凝土蓋板安裝完成后，兩沉箱間空腔被封閉，蓋板自身即作為現(xiàn)澆部分胸墻的底模，因其自重較大，抗浪能力強(qiáng)，很好地解決了懸挑式胸墻模板安裝固定困難和抗浪能力等問(wèn)題。

（2）蓋板安裝完成后，胸墻現(xiàn)澆部分起始標(biāo)高提高，現(xiàn)澆施工作業(yè)面與海平面距離加大，胸墻施工作業(yè)對(duì)波浪適應(yīng)性增強(qiáng)，在非惡劣天氣情況下，均可正常施工，胸墻施工可作業(yè)天數(shù)可大幅增加。

（3）碼頭最終線型可通過(guò)現(xiàn)澆段進(jìn)行調(diào)整，蓋板安裝方案不會(huì)影響碼頭外觀質(zhì)量。

2.2 方案設(shè)計(jì)

（1）蓋板尺寸設(shè)計(jì)。蓋板尺寸設(shè)計(jì)需綜合考慮結(jié)構(gòu)安全、蓋板安裝、設(shè)備起重能力等因素。蓋板設(shè)計(jì)長(zhǎng)、寬尺寸為15.90m、4.90m，較碼頭胸墻尺寸略小，利于蓋板安裝施工；蓋板設(shè)計(jì)厚度應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)自身受力要求的前提下盡量減小，控制蓋板自重，以降低蓋板吊裝施工難度，本工程蓋板設(shè)計(jì)厚度為1.20m，自重約為190T。

（2）預(yù)留孔設(shè)計(jì)。本工程胸墻為懸挑結(jié)構(gòu)，胸墻除靠自重穩(wěn)定外，還需與沉箱外露鋼筋進(jìn)行錨固，以抵抗波浪浮托力。且碼頭橡膠護(hù)舷的安裝位置也在蓋板的高度范圍內(nèi)。因此，蓋板設(shè)計(jì)時(shí)需在合適位置預(yù)留槽口，以滿足蓋板與沉箱間錨固力需求，及橡膠護(hù)舷等碼頭設(shè)施的安裝需求。

為滿足胸墻錨固力及橡膠護(hù)舷安裝需求，在預(yù)制蓋板前端及兩側(cè)，預(yù)留3處槽口：前端槽口兼顧錨固槽口及橡膠護(hù)舷安裝槽口，在蓋板安裝完成后進(jìn)行現(xiàn)澆施工，護(hù)舷安裝位置可在現(xiàn)澆施工時(shí)進(jìn)行調(diào)整，可保證橡膠護(hù)舷的正確安裝；兩側(cè)預(yù)留槽口，在蓋板安裝完成后與胸墻后側(cè)現(xiàn)澆翼板形成3點(diǎn)式錨固，可滿足錨固力要求。蓋板底部與沉箱壁接觸位置設(shè)置梯形凹槽，起抗滑、鑲固作用，凹槽深度0.30m，底寬0.80m，較沉箱壁的寬度大0.30m，目的為使得蓋板安裝時(shí)可相對(duì)于沉箱壁進(jìn)行移動(dòng)，以調(diào)整蓋板前沿線位置。具體見圖1。

3.方案實(shí)施

3.1 蓋板預(yù)制

圖1 預(yù)制蓋板設(shè)計(jì)圖（mm）

蓋板使用起重船進(jìn)行吊運(yùn)、安裝，蓋板預(yù)制場(chǎng)及堆存場(chǎng)地，應(yīng)直接設(shè)置于起重船作業(yè)半徑范圍內(nèi)，使得模位置進(jìn)行調(diào)整；碼頭面標(biāo)高通過(guò)在模板支架平臺(tái)上，支墊厚薄不一的木板進(jìn)行調(diào)整，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前沿線位置及標(biāo)高。

（2）混凝土澆筑。因蓋板安裝在沉箱上時(shí)，兩側(cè)處于懸挑狀態(tài)，混凝土澆筑過(guò)程為使得蓋板處于均衡受力狀態(tài)，宜依照如下順序進(jìn)行：澆筑施工由蓋板中部開始，而后依次由中央向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行澆筑，使蓋板上部混凝土在澆筑過(guò)程中，對(duì)蓋板的壓載均衡進(jìn)行。蓋板預(yù)制完成后，可直接進(jìn)行吊運(yùn)、安裝；蓋板在專用臺(tái)座上進(jìn)行預(yù)制，蓋板底部凹槽通過(guò)在臺(tái)座底板上設(shè)置凸臺(tái)形成，凸臺(tái)兩側(cè)裹附泡沫板或其他柔性材料，目的為減小蓋板起吊時(shí)與底板的附著力，利于蓋板起吊，同時(shí)也可防止臺(tái)座破壞；蓋板預(yù)制時(shí)，提前預(yù)埋上部現(xiàn)澆部分施工所需使用到的預(yù)埋件、預(yù)留孔等。

3.2 蓋板起吊、寄存、安裝

3.2.1 吊點(diǎn)布置

蓋板吊環(huán)采用φ35m m圓鋼制作，圓鋼材質(zhì)采用SJR 275型鋼材（抗拉強(qiáng)度430MPa～580MPa），單根吊環(huán)圓鋼可承受拉應(yīng)力最小值為413.5kN。蓋板自重約1900kN，取2.5倍安全系數(shù)驗(yàn)算，即吊環(huán)數(shù)量=（1900×2.5）/413.5=11.49，取整為12個(gè)。因此，布置4處吊點(diǎn)，每處吊點(diǎn)由3根φ35mm圓鋼并排拼接，可滿足蓋板吊裝受力需求。

因蓋板形狀不規(guī)則，吊點(diǎn)布置時(shí)，首先需確定蓋板重心線位置。蓋板重心線需先求出蓋板質(zhì)心，通過(guò)蓋板質(zhì)心，且平行于蓋板縱、橫向軸線的，即為蓋板的重心線。吊點(diǎn)沿蓋板重心線兩側(cè)對(duì)稱布置。

3.2.2 蓋板吊運(yùn)

蓋板吊運(yùn)及安裝使用500 T 級(jí)“三航起11”固定拔桿式起重船。蓋板理論重量約為190T，因蓋板混凝土與預(yù)制臺(tái)座存在粘附力，蓋板離開臺(tái)座時(shí)的實(shí)際起重吊力將超過(guò)190T。蓋板起吊應(yīng)遵循如下操作方法：（1）起吊鋼絲繩達(dá)到受力狀態(tài)后，觀察4處吊點(diǎn)是否同時(shí)受力，未同時(shí)受力時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；（2）起吊應(yīng)緩慢進(jìn)行，當(dāng)起重船吊力接近或達(dá)到190T時(shí)，停鉤，觀察蓋板狀態(tài)；（3）若蓋板未脫離臺(tái)座底板，繼續(xù)緩慢起鉤，按每增加5T吊力，停鉤1min的操作方法，直至蓋板成功脫離臺(tái)座底板。

3.2.3 蓋板安裝

蓋板安裝采用500T級(jí)起重船，GPS（RTK）定位；考慮到蓋板的安裝精度難以滿足碼頭前沿線的線型要求，安裝時(shí)，蓋板前沿線可較碼頭設(shè)計(jì)前沿線后移5cm～10cm，碼頭前沿線型通過(guò)現(xiàn)澆段進(jìn)行調(diào)整，以保證碼頭前沿線平順、美觀。

3.3 胸墻現(xiàn)澆部分施工

（1）模板安裝。蓋板安裝完成后，兩沉箱間空腔封閉，胸墻現(xiàn)澆施工起始標(biāo)高由+0.80m提高至+2.00m，施工作業(yè)面與常水位距離由0.50m增加至1.70m，非惡劣天氣條件下，模板的安裝工作均可正常進(jìn)行。蓋板自身即作為現(xiàn)澆部分胸墻的底模，胸墻前后模、側(cè)模，利用蓋板預(yù)制時(shí)已設(shè)置的預(yù)留孔、預(yù)埋件進(jìn)行安裝固定。碼頭前沿線通過(guò)胸墻前

4.建議及改進(jìn)

預(yù)制蓋板在正常工況條件下，可視為簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，其頂部不會(huì)承受過(guò)大拉應(yīng)力。但蓋板在如：脫離臺(tái)座瞬間；安裝時(shí)隨起重船上下起伏；安裝完成后，未錨固前受大浪沖擊等工況條件下，因重力加速度或震動(dòng)等原因，會(huì)使蓋板跨中頂部承受的拉應(yīng)力增大。而蓋板跨中因預(yù)留護(hù)舷安裝槽口原因，截面積變小，為結(jié)構(gòu)最薄弱點(diǎn)。在本工程的施工過(guò)程，曾因?yàn)樯鲜鲆环N或多種因素疊加，造成少數(shù)蓋板頂部產(chǎn)生裂縫。

因此，蓋板模型內(nèi)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)充分考慮蓋板在施工期全過(guò)程可能出現(xiàn)的各類工況條件，蓋板頂部跨中薄弱位置的配筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，并增加彎起鋼筋的配置，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)薄弱位置的抗拉及抗剪切破壞能力，防止裂縫等情況發(fā)生。

5.結(jié)束語(yǔ)

阿爾及利亞Bethioua港礦業(yè)碼頭胸墻的施工，通過(guò)預(yù)制、安裝蓋板與現(xiàn)澆相結(jié)合的施工工藝，良好的解決了敞開式海域、大風(fēng)浪施工環(huán)境下，懸挑式胸墻施工的難題。同時(shí)也提高了碼頭胸墻的施工質(zhì)量及施工進(jìn)度，獲得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)類似工程的施工具有一定的借鑒意義。