搁置法安装靠船构件工艺要点浅析

搁置法安装靠船构件工艺要点浅析

摘要：靠船构件为高桩码头中常见的结构部分，其按照方法主要为搁置式和悬挂式两种，其中搁置式安装方法具有稳定性好，安装质量易于控制，成本少的特点。本文通过项目部所在具体工程实例，对搁置法安装靠船构件的工艺要点进行浅析。

关键词：靠船构件；安装；搁置法；工艺要点

引言

靠船构件为高桩梁板结构以及高桩墩式结构码头必不可少的组成部分，一般靠船构件底标高均接近设计低水位，因受潮水影响，有效作业时间短，为保证靠船构件的施工质量一般采取预制安装的施工方法。以笔者所在海洋科学考察岸基配套设施及保障条件建设码头改扩建项目为例，靠船构件在码头后方预制场，使用组合钢模板进行预制，施工简单，混凝土表面质量能够得到有效保证，施工难点主要集中在安装上，相关文献已对靠船构件安装的具体施工方法作了介绍【1】，下文仅对与安装有关的施工要点进行相应补充，以供参考。

一、工程简介

海洋科学考察岸基配套设施及保障条件建设码头改扩建项目主要包括改扩建2个3000吨级科考船泊位（水工结构按靠泊5000吨船舶设计）及相应配套设施，码头为高桩梁板结构。靠船构件为预制构件，安装时与横梁整体浇筑，纵向钢筋伸入横梁，与横梁顶层钢筋焊牢；靠船构件嵌入下横梁50mm，目前所有靠船构件安装已施工完毕，与现浇横梁外观衔接良好。

二、施工工艺

3.1施工工艺流程

安装施工工艺流程：测量、放样→桩顶设置吊筋及钢围囹→构件水运至现场→起吊安装→复测调整→检查验收→加固靠船构件

3.2施工方案

搁置法安装靠船构件，先在预制时预埋pvc管，留出孔洞。并通过构件重量确定钢围囹型号，通过吊筋将钢围囹固定于灌注桩上。安装时，将槽钢或工字钢穿过预留孔洞，由吊机搁置在钢围囹上，并调整到位，图1。

图1 靠船构件安装示意图

三、施工要点

4.1预留孔洞加固处理

在靠船构件预制时，需预留孔洞，供槽钢穿过并搁置在钢围囹上。本工程选用pvc管作为预埋材料，管径与管位置，与槽钢规格和钢围囹标高有关，确定好孔洞位置后，发现孔洞顶部距离靠船构件顶部仅剩5cm，其强度不足以支持靠船构件及后续浇筑横梁的自重，因此项目部采取每个预留孔设置2个Φ20圆钢作为吊鼻（可视为浇筑在混凝土中的吊鼻）的方法，并依据规范【2】进行如下验算：

单个吊环截面面积按下式计算：

A=3F/2nfy

A 一一单个吊环钢筋截面面积(mm2) ;F 一一构件的总重力设计值(N)，本工程为构件自重，以及浇筑横梁过程中构件承担的横梁重，取1.61*105N ;n一一吊环数，当一个构件设有4 个吊环时，按3 个受力计算;fy一一抗拉强度，HPB300钢筋抗拉强度取值270N/mm带入上述数值后A=3*1.61*105/（2*3*270）=298 mm2施工中拟选取4个Φ20圆钢，Φ20圆钢截面面积A’=20*20*3.14/4=314mm2>298mm2符合施工要求。

4.2搁置槽钢的选择

搁置法安装靠船构件，在安装前，需要使用型钢穿过预留孔洞搁置在钢围囹上，型钢的选择，需要同时考虑施工方便和承受荷载的能力，尽量在保证能够承受施工荷载的前提下，减少型钢使用量。参考相关规范【3】，通过下列计算过程选择合适的型钢。

4.2.1荷载组合

每根槽钢所受到的荷载，主要为通过靠船构件向槽钢施加的均布荷载q1，以及钢围囹对其产生的均布反作用力n1。

靠船构件向槽钢施加的均布荷载，考虑靠船构件自身重量G，以及下横梁施工时混凝土对靠船构件产生的荷载F’，并均匀分布于每根槽钢上通过计算，靠船构件对槽钢产生的总压力

F=G+F’=80.3kN+53.84kN=134.14kN=1.34*105N

本工程槽钢选用现有的[12槽钢，每个靠船构件4根，即每孔2根，故

q1=1.34*105/1.3/4=25769N/m

n1=1.34*105/0.2/4=167500N/m

4.2.2槽钢受力计算

由q1，n1，绘制槽钢反力图、剪力图及弯矩图如下

4.2.3.应力验算

（1）抗弯

参考规范，[12槽钢抗弯强度应满足下列要求

M/Wγ≤f

其中：M-最大弯矩，取6281250N.mm

γ-截面塑性发展系数，查规范表得γ=1.05

W-净截面模量，[12槽钢W=50600mm3

f- 钢材抗弯强度设计值，取f=215N/mm2

故抗弯截面应力f=6281250/1.05/50600=118.2N/mm≤【f】=215N/mm2符合规范要求。

（2）抗剪

[12槽钢抗剪强度应满足下列要求

τ=VS/Itw≤fv

其中：V-最大剪力，取16750N

S-计算剪应力以上毛截面对中和轴的面积矩，[12槽钢S=31200mm3

I-毛截面惯性矩，[12槽钢I=3039000mm4

tw-与中和轴相交的腹板总厚度，[12槽钢tw =7.8mm

fv- 钢材抗剪强度设计值，取f=125N/mm2

故抗弯截面应力τ=16750*31200/3039000/7.8=22N/mm≤【fv】=125N/mm2符

合规范要求。

故所选槽钢规格符合施工需求。

结论

在不同的码头施工中，靠船构件安装方法的选取应因地制宜，当选用搁置法进行施工时，着重注意本文所提到的要点，可较为快捷准确地选择安全经济的支撑结构形式。

参考文献

1：吴春年，徐国彬.靠船构件不同安装方法的特点[J].港工技术与管理,2008,(3):23-25,29.

2：《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）.

3：《水运工程钢结构设计规范》（JTS152-2012）.