碼頭大型靠船構件安裝工藝淺談

第17卷 第3期 中 國 水 運 Vol.17 No.3

2017年 3月 China Water Transport March 2017

碼頭大型靠船構件安裝工藝淺談

張慶林，劉遠森

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300450）

摘 要：本文介紹了渤?；鼐C合公務碼頭1-4號泊位工程靠船構件的安裝方法，為以后類似工程提供借鑒經驗。

關鍵詞：計算分析；安裝方法；安裝

中圖分類號：U656 文獻標識碼：A 文章編號：1006-7973（2017）03-0225-03

一、工程概況 率為10.34%；強風向為E向，該向≥6級風的頻率為

渤?；鼐C合公務碼頭1-4號泊位工程位于天津港北塘1.96%，全年各向≥6級風所出現的頻率為3.65%。

港區南側岸線西部，毗鄰永定新河，規劃北塘港區5,000t2．潮汐

級航道北側。碼頭岸線總長625m，碼頭前沿設計水深本區潮汐類型為不規則半日潮型

-6.4m，碼頭設計頂標高+6.0m。共布置4個3,000t海監根據塘沽海洋站1963~1999年實測資料統計

船專用泊位和2個工作船泊位，最大可?？?/span>3,000總噸海監年最高高潮位：5.81m（1992年9月1日）

船。該工程靠船構件共80件。最大構件重達到89.25t，最年最低低潮位：-1.03m（1968年11月10日）

小構件重70.75t，標準構件的外形尺寸為高4.9m，寬年平均高潮位：3.74m

7.48m，靠船構件安裝位置即碼頭前沿線位置。靠船構件為年平均低潮位：1.34m

整體預制后進行安裝，在樁帽上的擱置長度為55cm。通過年平均海平面：2.56m

澆筑樁帽上節點使其通過縱橫梁現澆成整體。 年最大潮差：4.37m（1980年10月）

年平均潮差：2.40m

3．設計水位

設計高水位：4.30m 設計低水位：0.50m

極端高水位：5.88m 極端低水位：-1.29m

4．波浪

采用塘沽海洋站波浪實測資料統計，本區常浪向ENE和

E，頻率分別為9.68%和9.53%，強浪向ENE，該向

H4%>1.5m的波高頻率為1.35%，T≥7.0S的頻率僅為

0.33%，各方向H4%>1.6m的波高頻率為5.06%，

圖1 碼頭典型斷面圖（單位：mm） H4%>2.0m的波高頻率為2.24%。

三、工程特點分析

（1）重心在樁帽之外，靠件掛在樁帽上；

（2）結構尺寸大、體積大，重心較高，易失穩；

（3）重量大，構件最大重量約達90t；

（4）受潮水影響大。

靠船構件高4.9m，安裝底標高為+0.5m，當地平均高

潮水位+3.74m，靠船構件在水中達3.24m。

四、安裝方法選擇

圖2 靠船構件結構圖（單位：mm） 高樁碼頭靠船構件的安裝方法一般有先裝法和后裝法兩

二、自然條件 種。

1．風 （1）先裝法：先安裝靠船構件，再澆筑樁帽或橫梁。該

用塘沽海洋站東突堤測站1997~1999年資料統計，本方法的優點是安裝簡便、速度快，構件與樁帽或橫梁一起澆

區常風為E向，出現頻率為11.71%；次常風向為S向，頻筑，整體性好；缺點是著力點少，對構件的重力有限制。

收稿日期：2017-02-01

作者簡介：張慶林（1981-），男，河南省濮陽縣人，中交一航局第一工程有限公司 工程師，學士。

劉遠森（1984-），男，山東省膠南市人，中交一航局第一工程有限公司 工程師，學士。

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（2）后裝法：先澆筑樁帽，待混凝土達到設計強度后再K—鋼絲繩的安全系數，按下表取值。

安裝靠船構件，最后澆筑節點混凝土。該方法的優點是構件表2 鋼絲繩的安全系數

的著力點好，適合安裝質量較大的構件，不足之處是構件安

裝后再焊接鋼筋，工作量大，耗用時間長。

本工程靠船構件質量大（最大重量89.25t），著力點必

須牢靠穩固，因此選用后裝法。

五、施工前提

因靠船構件懸掛在樁帽上，所以在安裝靠船構件時現澆

樁帽必須已與碼頭主體連成整體，并在安裝靠船構件完成后，

具備樁帽節點施工的條件。所以，在安裝靠船構件之前，排

架方向的橫梁，前沿線方向的縱梁必須安裝完成，使樁帽與

碼頭主體連成整體。這樣，既保證了樁帽受力均勻、穩定，

也為靠船構件安裝后馬上進行節點混凝土澆筑創造了條件。

六、計算分析

1．起重機械荷載計算

選用起重23號起重船進行吊運安裝，起重23號的最大

起重量為2,600KN。

以重量最大的KCH4為例進行核算，若KCH4滿足要

求，其他構件也滿足要求。

[Fg]＝FgK

式中：[Fg]—起重設備允許荷載（kN）；

Fg—構件吊裝所受荷載總和（kN）；

K—起重設備的安全系數，按下表取用。

表1 起重設備的安全系數

用途 安全系數 用途 安全系數

作纜風 1.2 作吊索、無彎曲時 6~7

用于手動起重設備 1.5 作捆綁吊索 8~10

用于機動起重設備 2 用于載人的升降機 14

Fg=89.25*10=892.5KN

根據上表K取2

[Fg]＝FgK =2*892.5KN=1,785KN

起重23號的最大起重能力為2,600KN＞[Fg]

所以起重船機滿足吊裝荷載要求。

2．起吊索具

（1）鋼絲繩強度驗算（取質量最大構件）

最大構件為非標準件，重量為892.5KN，計算按4點吊

考慮，吊點所承受的重量為G=892.5/3=223.1KN。最大構

件吊點間距不一致，取鋼絲繩長度最大的一側進行拉力計算，

如圖3（靠船構件吊裝圖）所示。

鋼絲繩承受拉力F=G/Sinα（Sinα=6.745/7.736=

0.87）=223.1/0.87=256.4KN

采用￠56mm（鋼絲6×37，繩芯1）公稱抗拉強度

1,700N/mm鋼絲繩。

2

鋼絲繩允許拉力按下列公式計算：

[Fg]＝αFg/K

式中：[Fg]—鋼絲繩的允許拉力（KN）；

Fg—鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和（KN）；

α—換算系數（鋼絲6×37的換算系數為0.82）；

使用情況 安全系數 使用情況 安全系數

纜風繩用 3.5 用作吊索，無彎曲時 6~7

用于手動起重設備 4.5 用作綁扎吊索 8~10

用于機動起重設備 5~6 用于載人的升降機 14

查表得￠56mm（鋼絲6×37，繩芯1）公稱抗拉強度

1,700N/mm鋼絲繩的破斷拉力總和是2,000kN。

2

[Fg]=0.82×2,000÷6

[Fg]=273.3 kN>256.4KN

鋼絲繩滿足使用要求。

圖3 靠船構件吊裝圖（單位：mm）

3．起吊高度

選取最大靠船構件進行計算，最大靠船構件KCH4吊點

吊距不一致，按鋼絲繩與構件起吊最小夾角60°計算，鋼絲

繩垂直起吊高度6.8m，構件起吊高度：

H=4.9m+6.8m=11.7m，起重23號的最大起吊高度

37m。

起吊高度滿足安裝要求。

七、安裝過程

1．施工工藝流程

圖4 施工工藝流程

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2．安裝方法

（1）構件安裝前，測量人員要提前進行測量放樣，用墨

線在樁帽上彈出安裝線。

（2）構件運至施工現場后，進行起吊安裝，安裝加固遵

循“下頂，上壓，橫拉”的加固原則，先主后次的加固?？?/span>

件吊運至安裝位置后操作工人先要緩慢的調整靠件的位置，

等到與安裝線位置基本平行一致后緩慢的下放靠件至樁帽

上。下部用木方支頂，上部用直角靠尺控制調整上邊線和垂

直度。

圖5 靠船構件吊運圖

（3）等構件安放平穩后，用捯鏈對靠件的安裝位置進行

微調，直至滿足上邊線和垂直度的要求，并與安裝線完全一

致，然后進行加固。

圖6 靠船構件下放安裝圖

（4）加固首先采用￠32的圓鋼將靠件吊點與前承臺前

沿預應力大板的吊點通過焊接連接起來，對靠件進行橫向斜

拉加固。初步加固完成后將靠件外伸鋼筋與橫梁外伸鋼筋進

行焊接。最后澆筑靠件節點及梁節點混凝土，使靠船構件與

碼頭連接成整體。

圖7 靠船構件安裝加固圖

八、工藝總結

渤?；鼐C合公務碼頭1-4號泊位工程靠船構件于

2015年10月4日完成全部安裝。靠船構件安裝位置即為碼

頭前沿線位置，安裝質量直接影響碼頭觀感質量。由于提前

對安裝可能存在的問題進行了分析和預控，靠件安裝質量平

穩受控。通過本次施工總結了以下幾點經驗：

（1）本工程靠船構件非標準件吊點的吊距不一致，在選

用吊索時，一定要計算好各吊點鋼絲繩的長度，如計算不精

確，會導致各吊點位置受力不均，產生應力集中，從而出現

崩邊現象。

（2）由于構件較重，在吊運安裝時動作一定要緩慢，現

場起重指揮人員與船上起重人員要默契配合，指令明確。因

靠件在安裝前，樁帽上梁板已安裝完成并與

碼頭連成整體，

靠件一旦因操作失誤碰到樁帽可能會使碼頭產生位移。

（3）靠船構件高4.9m，安裝底標高為+0.5m，當地高

潮水+4.3m，低潮水+0.5m。構件安裝好后大部分在水面以

下，無法觀察到水面下的安裝情況。因此構件在安裝完成后

不要急于焊接外伸鋼筋。等到低水位以后，對靠船構件底部

安裝質量進行復核，符合無誤后再焊接靠件鋼筋，澆筑靠件

節點混凝土。

（4）靠件節點混凝土澆筑完畢后，至少7d以后才能拆

除吊點部位的加固鋼筋，如拆除過早，混凝土頂部容易因混

凝土強度不足同時受到構件斜向拉力的影響產生開裂。

參考文獻

[1] 《水運工程質量檢驗標準》（JTS257-2008）[S].

[2] 《水運工程混凝土施工規范》（JTS202-2011）[S].

[3] 《水運工程混凝土質量控制標準》（TS202-2-2011）[S].

[4] 《港口工程施工手冊》（交通部第一航務工程局）[S].

[5] 中交第一航務工程局船舶手冊[M].