浅谈码头工程施工技术发展及创新论文_余明川,张功成

浅谈码头工程施工技术发展及创新论文_余明川,张功成

(中交二航局一公司,湖北,武汉,430012)

【摘 要】随着世界工业的飞速发展,船舶日趋现代化、大型化和专业化,码头逐步往深水区、远岸区推进,受施工条件、地质条件、资源组织等方面的影响越来越大,这给码头施工技术提出更高的要求,也对施工技术创新带来一些机遇和挑战。本文简单介绍近几年国内外码头类型的发展和技术创新。

【关键词】码头;技术;发展;创新

前言:

码头是港口的主要建筑物之一,随着船舶大型化、现代化的发展,船舶的抗浪性得到了很大的提高,但船舶的吃水加深,码头因受海岸线的限制逐步往深水区发展,码头结构也逐步进行一些变化,施工技术也进行相应的创新。

目前国内应用最成熟、最广泛的港口结构型式主要有重力式、高桩式和斜坡式等。但岸线与基础条件限制,原码头的结构型式不能完全适应随着码头向深水发展趋势,需进行一些创新,下面从重力式码头、高桩码头、斜坡式码头、板桩码头和复合式结构等型式逐一介绍。

1、重力式码头施工技术

重力式码头由于对地面超载和装卸工艺变化适应性强,施工与设计目前已经很成熟,还有耐久性、抗冻、抗水性好,用钢材少等优点,目前应用较广泛。目前随着深水泊位的发展,沉箱的尺寸和重量逐渐增大,这给沉箱预制、安装和基床整平等施工提出更高的要求。

沉箱预制目前有翻模和滑模两种工艺,这可以根据施工区域的施工条件,如天气、预制场大小、工程进度要求等选择,配置的门机设备也需根据沉箱的高度进行相应的调整。

沉箱往高大方向的发展对安装施工技术来讲,对半潜驳的举力和下潜深度提出新的要求,为适应这一要求,目前国内非自航工程半潜驳达15000吨,最大潜深达26.5米。

基床日趋深水化,工况不断恶劣,潜水员的作业时间越来越短,影响整平的工效,为了解决这一矛盾,使用水下抛石整平船进行基床整平工作也是一大趋势。

2、高桩码头施工技术

高桩码头由于结构轻、适用于较软地基、透空结构减弱波浪效果好、砂石料用量省等优点,目前应用较为广泛。桩基是高桩码头的最重要的组成部分,目前受深水区码头的发展,码头的桩径、桩长也随之增长,投入的沉桩设备也相应变化,目前国内打桩船能最大直径5米、128米长、单桩重量450吨的钢管桩。但由于结构表面长期暴露,腐蚀性强,下一步的研究方向是需采用什么措施提高码头桩基及外露混凝土结构使用寿命和耐久性。

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随着离岸深水和开敞式码头的发展,高桩码头也出受出现了一些新结构型式如:全直桩码头、钢管桁架码头和具有消浪设施的高桩码头。其中全直桩码头分为柔性结构和半柔性结构。柔性结构桩群上部采用特殊连接,这种连接保持各桩均匀受力水平力而顶部不承受弯矩,而半柔性结构桩群上部采用刚性连接,桩顶部承受弯矩,目前在欧美、中东及日本应用较多;钢管桁架码头包括上部平台结构、透空式钢管桁架主体结构、下部嵌岩结构及相关附属结构,适用于深水、大浪、流急及岩基浅埋等条件;消浪设施的高桩码头是在上部结构中一侧或两侧设置伸入水中一定深度的挡浪设施,用以阻挡波浪 另一侧水域的影响,对该水域起到消浪作用。当然其水平向刚度和强度要大许多,甚至可以替代防波堤,达到靠泊和防波的双重目的。

3、斜坡式码头

由于山区河流河床断面多呈“V”或“U”字形,河床切割很深,河槽狭窄,坡度变化剧烈,落差大。特别是设计高底水位落差大于20米上时,斜坡式码头结构占主导地位,但随着国内经济的发展及建造技术的进步,也有向直立式码头发展的趋势。

4、板桩码头

板桩码头因造价便宜、材料用量少、结构简单、主要构件可以预制、施工方便、速度快,对复杂地质条件适应性强等优点,目前在欧洲和日本,应用较为广泛,目前国内该类型码头较少,但目前水深条件和地基条件好的港址已经剩下很少了,下一步将是大量在滩涂、近岸浅滩、粉砂质海岸和淤泥质海岸建设码头,板桩码头将会应用越来越广,另外,非洲资源较为缺乏,该码头施工的特殊设备较少,相对造价又低,也是该结构应用广泛地区。

由于码头日趋大型化、深水化,板桩受力有限,下一步将发展钢管板桩码头结构,这样大型设备将应用于工程施工中。

5、复合式码头

针对传统重力式码头结构自重大, 在深水条件下波浪荷载大、工期长、费用高等问题, 研发了受力合理、便于施工的新型重力式复合结构, 该结构上部透空部分由钢管桩和混凝土墩台组成; 下部基础部分为钢筋混凝土沉箱结构, 箱内填砂石; 上部钢管桩与下部重力基础固接, 该结构适合水深大于25m、覆盖层不太厚的岩基和砂性地基。复合结构施工时陆上整体制作, 水上一次安装。

还有另外一种板桩与重力式相结合的结构形式即在现地面以下码头前沿采用密排灌注桩,其后采用一定宽度的格栅式水泥搅拌桩,胸墙采用扶壁式现浇钢筋混凝土结构,由上下两部分共同承担上部竖向荷载与后方土体的水平荷载。该码头施工需注意先灌注桩再搅拌桩的施工顺序,并需控制胸墙浇注时机。

6、结论

随着船舶大型化、专业化、集装箱化的发展,港口大型化、深水化、专业化、装备现代化的趋势明显,码头施工技术的提升也势在必行。码头施工需根据现有施工条件和资源,结合码头结构特点,进行技术创新,保证港口和码头的施工质量。

参考文献:

[1]李静,史宏达.新型码头结构在我国港口工程中的应用(电子版).海岸工程,2009, 28(04)

[2]离岸深水码头新型结构型式(电子版)

[3]宗泽.离岸深水码头全直桩结构分析.河海大学硕士学位论文

[4]朱俊裕,王小渭.浅谈复合式码头结构-板桩码头与重力式码头相结合的码头结构,2014,第5期

论文作者:余明川,张功成

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期

论文发表时间:2016/9/14

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