摘 要：根據(jù)調(diào)查和分析在役碼頭現(xiàn)狀，提出維修方案。為提高施工期間對混凝土碼頭的影響，采用相關軟件對混凝土碼頭的受力情況進行了驗證分析，主要考慮排架承載能力極限狀態(tài)樁受力、正常使用極限狀態(tài)樁受力、單樁抗壓極限承載力、橫梁正截面強度和橫梁斜截面強度等指標進行了系統(tǒng)分析，結(jié)果表明施工期間碼頭的排架受力穩(wěn)定滿足安全要求。還對施工期間的施工安全、環(huán)境保護等方面提出了具體措施。

　　關鍵詞：混凝土碼頭;排架;承載能力;施工期結(jié)構受力

　　1 概論

　　隨著我國沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，混凝土碼頭的數(shù)量不斷增加[1-3]。本文中的在役混凝土碼頭投入使用至今已有二十年，碼頭結(jié)構形式采用高樁梁板式結(jié)構，碼頭岸線內(nèi)引橋長170.8m,主碼頭長80.00m、寬24.00m,外引橋長109.50m。引橋與碼頭岸線呈“T”字分布。業(yè)主單位惠委托相關單位對該碼頭進行了結(jié)構檢測。碼頭和引橋表面出現(xiàn)不同程度裂縫及局部破損缺陷。

　　船舶論文范例：試談福州松下港區(qū)重力式沉箱碼頭施工方案

　　碼頭引橋部分下部水上結(jié)構構件表觀狀況較好，僅少量出現(xiàn)砼剝落、露筋、鋼筋銹蝕、順直裂縫等缺陷現(xiàn)象，碼頭主體部分處于浪濺區(qū)范圍內(nèi)的橫梁、縱梁、樁帽、梁連接處、面板及底板等構件均出現(xiàn)了嚴重的混凝土爆裂、剝落、鋼筋銹蝕、露筋、板底部主筋斷裂等現(xiàn)象且存在繼續(xù)劣化的趨勢。

　　該碼頭構件腐蝕出現(xiàn)裂縫最為嚴重的部位位于碼頭主體處于浪濺區(qū)范圍內(nèi)的梁、樁帽、梁連接處、面板底部等構件，構件出現(xiàn)裂縫寬度均大于5.0mm,主要破壞形式為梁底和板底部的順筋裂縫破壞，均存在繼續(xù)劣化的趨勢。因此，業(yè)主單位組織相關單位擬對該碼頭進行整體改造。為了保證施工期間的安全，通過對今年我國混凝土碼頭的維修經(jīng)驗[4-6]，結(jié)合相關分析，本文對混凝土碼頭施工期間的結(jié)構進行了系統(tǒng)分析，為混凝土碼頭的維護奠定理論基礎。

　　2 原結(jié)構受力分析

　　2.1原結(jié)構受力分析計算條件

　　計算原則：根據(jù)竣工圖紙設有2個結(jié)構段，每個結(jié)構段有6個排架，以6個排架為整體進行計算。設計風速為九級風，風速為23.5m/s，設計水流流速為1m/s，設計水位(當?shù)乩碚撋疃然鶞拭?：設計高水位：2.45m;設計低水位：0.17m。設計荷載為：(1)永久荷載：結(jié)構自重。(2)活荷載：液體管道(含推力)荷載：5kPa;人行荷載：3kPa。(3)船舶荷載(按30000DWT計算)：①系纜力：650kN;②選用LMD500×1500L(1000L)護舷，反力600kN。2.2排架受力計算排架受力采用易工軟件計算，計算簡圖見圖2。樁編號從左到右計依次為1至8。

　　2.2.1荷載組合

　　組合1：永久荷載組合2：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1+人群荷載1組合3：永久荷載+船舶系纜力1+人群荷載1組合4：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1組合5：永久荷載+船舶系纜力1組合6：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1組合7：永久荷載+人群荷載1組合8：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1

　　組合9：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1+船舶擠靠力1組合10：永久荷載+人群荷載1+船舶擠靠力1組合11：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶擠靠力1組合12：永久荷載+船舶擠靠力1

　　2.2.2排架計算簡圖

　　2.2.3結(jié)構受力

　　結(jié)構受力情況包括承載能力極限狀態(tài)樁受力、正常使用極限狀態(tài)樁受力、單樁抗壓極限承載力、橫梁正截面強度和橫梁斜截面強度，經(jīng)過計算均滿足設計要求。

　　3 施工期結(jié)構受力分析

　　3.1分段結(jié)構施工規(guī)劃

　　3.1.1引橋修復施工

　　引橋修復位置主要位于內(nèi)引橋，修復主要為外表修復，不影響結(jié)構受力，對碼頭營運也不會造成影響。故引橋段施工不需采用分段施工。

　　3.1.2作業(yè)平臺修復施工

　　作業(yè)平臺結(jié)構形成為高樁梁板式結(jié)構，80m×24m作業(yè)平臺分為兩段，每段為40m×24m。每段結(jié)構由6個排架組成，排架間距7000mm。上部結(jié)構由樁帽、預制下橫梁、預制縱梁、現(xiàn)澆上橫梁、現(xiàn)澆中部縱梁、預制面板、現(xiàn)澆面板組成。各構件具體尺寸及位置見修復加固圖紙。

　　3.2施工期結(jié)構受力計算條件

　　3.2.1計算原則

　　(1)排架選擇：作業(yè)平臺共設有2個結(jié)構段，每個結(jié)構段尺寸為24m×40m，分個結(jié)構段修復分為兩個施工段，即最多可以同時施工三個排架。(2)根據(jù)檢測報告結(jié)論：電位實測值正向大于-200mV的鋼筋未腐蝕部分平均值為60%，則此區(qū)域發(fā)生鋼筋腐蝕概率小于10%;電位實測值負向介于-200~-350mV之間的鋼筋腐蝕性狀不確定的部分平均值為32%，電位實測值負向大于-350mV，鋼筋完全腐蝕平均值為8%，鋼筋腐蝕概率大于90%。故以下核算構件強度按原設計配筋的80%進行考慮。(3)施工期停泊船舶按5000DWT油船考慮。5000DWT油船尺度長×寬×吃水=99m×15m×6.1m。

　　(4)設計風速為六級風，風速為13.5m/s。(5)設計水流流速為1m/s。3.2.2設計水位(當?shù)乩碚撋疃然鶞拭?：設計高水位：2.45m;設計低水位：0.17m。3.2.3設計荷載：(1)永久荷載：結(jié)構自重。(2)活荷載：液體管道(含推力)荷載：5kPa;人行荷載：3kPa。(3)施工期荷載：20kPa;(4)船舶荷載(按5000DWT計算)：①系纜力：300kN②選用LMD500×1500L(1000L)護舷，吸能量26kJ，反力450kN。3.3施工期排架受力計算排架受力采用易工軟件計算，樁編號從左到右計依次為1至8。3.3.1荷載組合組合1：永久荷載組合2：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1+人群荷載1

　　組合3：永久荷載+船舶系纜力1+人群荷載1組合4：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1組合5：永久荷載+船舶系纜力1組合6：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1組合7：永久荷載+人群荷載1組合8：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1組合9：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1+船舶擠靠力1+施工荷載組合10：永久荷載+人群荷載1+船舶擠靠力1+施工荷載組合11：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶擠靠力1+施工荷載組合12：永久荷載+船舶擠靠力1+施工荷載組合13：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1+人群荷載1+施工荷載

　　組合14：永久荷載+船舶系纜力1+人群荷載1+施工荷載組合15：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶系纜力1+施工荷載組合16：永久荷載+船舶系纜力1+施工荷載組合17：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1+施工荷載組合18：永久荷載+人群荷載1+施工荷載組合19：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+施工荷載組合20：永久荷載+施工荷載組合21：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+人群荷載1+船舶擠靠力1組合22：永久荷載+人群荷載1+船舶擠靠力1組合23：永久荷載+液體管道(含推力)荷載1+船舶擠靠力1

　　組合24：永久荷載+船舶擠靠力1

　　3.3.2排架計算簡圖

　　施工期主要考慮原結(jié)構在拆除面板及施工荷載作用下的結(jié)構受力。

　　3.3.3結(jié)構受力

　　結(jié)構受力情況包括承載能力極限狀態(tài)樁受力、正常使用極限狀態(tài)樁受力、單樁抗壓極限承載力、橫梁正截面強度和橫梁斜截面強度，經(jīng)過計算所有指標均滿足設計要求。

　　4 施工期安全措施建議

　　本工程涉及臨水、水上作業(yè)和船舶作業(yè)。作業(yè)區(qū)域夏季長、溫度較高，海區(qū)夏季臺風頻發(fā)、秋冬季節(jié)季候風盛行，自然環(huán)境比較惡劣，作業(yè)過程中發(fā)生人員易出現(xiàn)墜海淹溺事故。本碼頭為高樁梁板結(jié)構，梁板跨度大，維修加固施工時，鑿除表層砼后，結(jié)構受力能力減弱。

　　鑒于結(jié)構受力減弱對結(jié)構安全影響較大，施工時應對碼頭的穩(wěn)定進行安全防護措施。支撐系統(tǒng)采用槽鋼支撐，每根槽鋼間距2m，支撐受力點設立在樁帽上，不能設立在樁帽上的應根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境設立支撐點，確保支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全。為避免施工期間結(jié)構變形變位過大造成不必要的損失，根據(jù)碼頭實際現(xiàn)場情況，設置10個沉降位移觀測點，每個結(jié)構段各5個。

　　5 結(jié)論

　　本文根據(jù)調(diào)查和分析在役碼頭現(xiàn)狀，合理提出了維修方案。為提高施工期間對混凝土碼頭的影響，采用相關軟件對混凝土碼頭的受力情況進行了驗證分析，結(jié)果表明施工期間碼頭的排架受力穩(wěn)定滿足安全要求。還對施工期間的施工安全、環(huán)境保護等方面提出了具體措施。

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　　作者：楊朋，王雪蓮，任志福，錢曉麗，李建新，徐利民